一种雷电冲击击穿特性试验系统及方法与流程

本发明涉及高电压，并且更具体地，涉及一种雷电冲击击穿特性试验系统及方法。

背景技术：

1、未来，特高压交、直流线路将更多的穿越高海拔地区，其中特高压交流工程最高海拔接近5000m，特高压直流工程最高海拔接近5500m，而目前，已有特高压交流线路的最高海拔为2300m，特高压直流工程最高海拔为4300m。海拔高度的全面提升，为特高压线路设计、建设提出了新的挑战。

2、高海拔地区地理环境复杂，气候条件恶劣，存在冻土土壤，土壤电阻率高，并且受季节、气候影响大。大量输电线路的接地装置处于恶劣土壤条件之中，极大地影响接地体的散流效果，导致其接地电阻偏高，降阻困难，电力系统接地可靠性因此大大降低，威胁着电网的安全稳定运行。而另一方面，随着电力系统电压等级的不断提高，系统接地故障电流也不断增大，为保证电力系统的安全可靠运行，提高输电线路的供电稳定性，要求线路杆塔接地装置的接地电阻值却越来越小。因此，十分有必要针对高海拔地区特高压线输电路，开展接地装置优化研究，提出相应的解决方案，从而为高海拔地区的输电线路接地建设提供方案，提高接地装置的运行性能，保障电力系统的安全稳定性能。

3、但是，目前针对高海拔冻土环境下的接地技术研究较少。在冲击试验研究方面，国外的p.l.bellaschi、petropoulos、korsuntcev等学者对土壤电阻率、接地装置几何尺寸、雷电流参数及接地装置的埋深等对冲击特性的影响进行了研究，与仿真计算结果进行了验证。其中，korsuntcev学者根据实验结果拟合的冲击电阻经验公式得到了广泛应用。然而高土壤率地区环境复杂，接地装置庞大，真型实验构建成本高，实施难度大，需要对试验方法开展针对性研究。

技术实现思路

1、针对高海拔冻土环境下接地装置的性能参数测试难度大的问题，本发明提出了一种雷电冲击击穿特性试验系统，包括：电源端、试品端和测量端，所述试品端用于放置被测试品，所述电源端通过电流引线与试品端连接，所述测量端通过电压引线与试品端连接；

2、所述电源端用于产生雷电冲击电流，并将所述雷电冲击电流传输至被试品，所述测量端用于监测所述被试品接收所述雷电冲击电流后的电压波形，所述电压波形用于确定所述被试品的雷电冲击击穿特性。

3、可选的，电源端，包括：发电机、隔离变和移动冲击电流发生器；

4、所述发电机用于提供电压，所述隔离变用于将所述发电机提供的电压进行变压后，传输至所述移动冲击电流发生器，所述移动冲击电流发生器在接收到隔离变传输的变压电压后，产生雷电冲击电流，所述雷电冲击电流通过电压引线传输至试品端和电流极。

5、可选的，发电机、隔离变和移动冲击电流发生器放置在绝缘体上。

6、可选的，电源端还包括：电流极、线圈和示波器；

7、所述线圈用于采集传入电流极的雷电冲击电流，示波器用于对线圈采集的所述雷电冲击电流进行监测，以获取所述雷电冲击电流的电流波形。

8、可选的，电流极为金属电极。

9、可选的，试品端包括：回流极和编制铜线；

10、所述回流极绕试品呈环形均匀布置，所述回流极之间用编制铜线连接。

11、可选的，回流极为金属电极。

12、可选的，回流极接地，没跟电极深入地中0.6-0.8m，回流极等间距布置的半径至少大于或等于20m。

13、可选的，测量端，包括：分压器、示波器和零电位参考点；

14、所述分压器用于通过电压引线接收来自被试品的高电压，并将所述高电压分压为低电压，所述示波器用于监测分压器分压后的低电压，生成电压波形，所述零电位参考点接地且电位为零，用于引入分压器分压后传输的低电压。

15、可选的，零电位参考点为金属电极。

16、可选的，电流引线和电压引线的夹角不小于90°。

17、再一方面，本发明还提出了一种雷电冲击击穿特性试验方法，包括：

18、产生雷电冲击电流，并将所述雷电冲击电流传输至被试品；

19、监测得到所述被试品接收所述雷电冲击电流后的电压波形；

20、通过电压波形确定所述被试品的雷电冲击击穿特性。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

22、本发明提供了一种雷电冲击击穿特性试验系统，包括：电源端、试品端和测量端，所述试品端用于放置被测试品，所述电源端通过电流引线与试品端连接，所述测量端通过电压引线与试品端连接；所述电源端用于产生雷电冲击电流，并将所述雷电冲击电流传输至被试品，所述测量端用于监测所述被试品接收所述雷电冲击电流后的电压波形，所述电压波形用于确定所述被试品的雷电冲击击穿特性。本发明能够在高海拔冻土的环境中进行击穿特性试验，解决了现有技术中，针对被测试品性能参数测试难度大的问题。

技术特征：

1.一种雷电冲击击穿特性试验系统，其特征在于，所述系统包括：电源端、试品端和测量端，所述试品端用于放置被测试品，所述电源端通过电流引线与试品端连接，所述测量端通过电压引线与试品端连接；

2.根据权利要求1所述的雷电冲击击穿特性试验系统，其特征在于，所述电源端，包括：发电机、隔离变和移动冲击电流发生器；

3.根据权利要求2所述的雷电冲击击穿特性试验系统，其特征在于，所述发电机、隔离变和移动冲击电流发生器放置在绝缘体上。

4.根据权利要求2所述的雷电冲击击穿特性试验系统，其特征在于，所述电源端还包括：电流极、线圈和示波器；

5.根据权利要求4所述的雷电冲击击穿特性试验系统，其特征在于，所述电流极为金属电极。

6.根据权利要求1所述的雷电冲击击穿特性试验系统，其特征在于，所述试品端包括：回流极和编制铜线；

7.根据权利要求6所述的雷电冲击击穿特性试验系统，其特征在于，所述回流极为金属电极。

8.根据权利要求6所述的雷电冲击击穿特性试验系统，其特征在于，所述回流极接地，没跟电极深入地中0.6-0.8m，回流极等间距布置的半径至少大于或等于20m。

9.根据权利要求1所述的雷电冲击击穿特性试验系统，其特征在于，所述测量端，包括：分压器、示波器和零电位参考点；

10.根据权利要求9所述的雷电冲击击穿特性试验系统，其特征在于，所述零电位参考点为金属电极。

11.根据权利要求1所述的雷电冲击击穿特性试验系统，其特征在于，所述电流引线和电压引线的夹角不小于90°。

12.一种雷电冲击击穿特性试验方法，其特征在于，所述方法包括：

技术总结
本发明公开了一种雷电冲击击穿特性试验系统及方法，属于高电压技术领域。本发明系统，包括：电源端、试品端和测量端，所述试品端用于放置被测试品，所述电源端通过电流引线与试品端连接，所述测量端通过电压引线与试品端连接；所述电源端用于产生雷电冲击电流，并将所述雷电冲击电流传输至被试品，所述测量端用于监测所述被试品接收所述雷电冲击电流后的电压波形，所述电压波形用于确定所述被试品的雷电冲击击穿特性。本发明能够在高海拔冻土的环境中进行击穿特性试验，解决了现有技术中，针对被测试品性能参数测试难度大的问题。

技术研发人员：陈秀娟,康鹏,卢甜甜,高磊,刘超,赵霞,董生成,蒋玲
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16