基于冲击电流法测量接地电阻的装置.pdf

第 24卷 第 4期 电 力 学 报 Vo1．24 No．4 2009年 8月 J0URNAL OF ELECTRICPOW ER Aug． 2009 文章编号 ： 1005—6548(2009)04—0299—04 基于冲击电流法测量接地电阻的装置 崔 宇 ，李建 明 ，戴玉松 (1．西华大学 电气信息学院，成都 610039；2．四川电力试验研究院，成都 610071) 摘 要 ：冲击接 地 电 阻是 关 系 电力 系统稳 定 与 电气设 备 安 全 的重要 参 数 之 一 。介 绍 了一种 测 量 冲击接 地 电 阻的装 置 ，其利 用波 头较 陡的冲击 电流 作 为测 试 电流 ，通过 对采 集 的 电流及 响应 电压 信号进 行 快速傅 里 叶变换 (FFT)，最终 计 算 出冲 击 阻抗 值 及 其 电阻和 感 性 分 量 。并 给 出采 用微 控 制 器 ELANSC5zo／133、CPLD和 高速 A／D 转换 器 构成 的冲击 阻抗 测试 仪 及 其 程Z-开发 方案 。通 过装 置 的模拟 测试 结 果和一 组现 场试 验 结果 ，验证 了装置 的可靠 性 。 关键 词 ：数 据采 集 ；冲 击接 地 电阻 ；时域一频域 中 图分类 号 ：TM 934．1 文 献 标 识 码 ：A 接地电阻是关系电力系统接地安全的重要参数 测试 电流注入接地装置 ，控制 回路将测量得到的电 之一 。近年来 ，冲击接地 电阻的概念及相关理论被 流 、电压信号经过数据采集后 ，进行算法处理 ，并最 提出，试验研究表明，由于接地装置本身感性分量的 终将波形和计算结果通过屏幕显示出来 。其 中，测 影响以及土壤火花效应的作用，其在大冲击 电流作 量得到 的信号经快速傅立 叶变换 (FFT)变换到频 用下 的响应特性表现出明显的非线性时变特征 ]， 域 ，从而实现频域内接地 电阻的计算 ，最后采用频谱 难以准确测量。关于冲击接地电阻的研究，目前主 法计算得到其电阻和电感分量 。测量原理如图 1。 要是根据接地装置冲击特性的研究，建立数学模型， 通过数值计算求得冲击接地电阻或者利用工频接地 电阻及冲击系数等经验方法进行估算 。由于影响冲 击接地电阻的因素较多，上述方法很难反映其真实 情况。对于接地 网，尤其是大型接地网，其感性分量 是无法忽略的，也需要一种能够有效测量电感分量 的方法。 本文利用波头较陡、幅值较大的冲击 电流及其 图 1 冲击 电流法测量原理 响应电压，通过时域～频域变换计算冲击接地电阻， 并可计算得到其 电阻和电感分量。 2 硬件设计 1 测量原理 仪器 的硬件主要包含冲击 电流发生器、数据采 由于雷电流作用时间短 ，且幅值大、等值频率 集及主控制板和电池电源管理部分 。 高，对于伸长接地体和接地网，需要将其等效为一个 冲击 电流发生器产生 的电流的陡度尽可能大， 分布参数网络_2]。当雷电流幅值很高时，接地导体 以逼近接地体在标准雷电波作用下的频率特性。仪 附近发生火花放 电，接地体对地电容、周 围土壤的电 器采用交流 220V 电源供电，经倍压整流 电路对脉 冲电容充电，电容上电压测量装置及可控硅分别控 阻率等均会发生变化，因此，通过数学模型对冲击接 地电阻进行计算往往较为复杂，需要考虑火花效应 制放电能量和 电路的导通，输 出电压可调，最高至 的作用口]。 2kV，调节可调电阻和电感可 以得到所需要 的冲击