沖擊接地電阻是指沖擊電流流經(jīng)接地裝置時,接地裝置的地電位峰值與通過接地體流入地面的電流之比,也稱為瞬時電阻。在電力系統(tǒng)中,為了工作,經(jīng)常需要將電力系統(tǒng)及其電氣設(shè)備的某些部分與大地連接起來,形成接地系統(tǒng)。對于工作接地和保護接地,接地電阻是指直流或工頻電流流動時的電阻;防雷接地是指雷電電流(沖擊電流)流過時的電阻,簡稱沖擊接地電阻。
對于沖擊接地電阻的研究主要有以下方法:
(1)在理論分析的基礎(chǔ)上對具體接地裝置建立數(shù)學(xué)物理模型,通過解偏微分方程或者差分方程,從而計算求出該接地裝置的沖擊接地電阻;
(2)進行模擬試驗,主要針對集中接地體;
(3)利用測量得到的工頻接地電阻乘以沖擊系數(shù),求出沖擊接地電阻;
(4)根據(jù)經(jīng)驗公式進行估算。
除了第二種方法外,其余都不是通過實驗直接測量得到結(jié)果,而是利用間接手段求出沖擊接地電阻,其結(jié)果的可靠性難以驗證。而在野外對桿塔進行沖擊接地電阻模擬試驗,由于接地電極與電流極之間相距較遠(yuǎn)(幾十米到幾百米),回路連線較長,且沖擊接地電阻的數(shù)值一般都在數(shù)歐姆到數(shù)十歐姆之間,整個回路中的電感和電阻都很大,要產(chǎn)生波頭很陡、幅值很大的雷電流波形就需要極高的電壓,這在工程應(yīng)用中很難實現(xiàn)。提出一種利用波頭較緩、幅值較低的電流對沖擊接地電阻進行測量的方法利用波頭較緩、幅值較小的入射電流,通過變換計算的方法求出接地裝置在波頭較陡、幅值較大的雷電流波形作用下的電壓響應(yīng),從而進一步求出沖擊接地電阻
一是,沖擊接地電阻的優(yōu)勢
電網(wǎng)的雷擊事故率遠(yuǎn)比短路事故率高的多,系統(tǒng)容量增大,二次設(shè)備增多,自動化水平提高,對接地的安全性和可靠性提出更高更嚴(yán)酷要求。
1.沖擊條件下變電站接地裝置可能存在:
場區(qū)電位梯度分布不均勻;
轉(zhuǎn)移電位過大;
接地裝置電位升過高等故障隱患。
2.桿塔接地體可能存在:
轉(zhuǎn)移電位過高;
避雷線、塔身電位升過高。
這些問題是工頻接地電阻測試無法發(fā)現(xiàn)的,使暫態(tài)測試成為必然。
二是,沖擊接地電阻測試的主要設(shè)備
1.沖擊電流發(fā)生器;
2.高壓整流充電裝置
3.調(diào)波電阻、調(diào)波電感、分壓器、分流器
4.可充電電池及逆變器
5.手動/自動控制系統(tǒng)
6.電源線、控制線、測試線及高壓接頭
7.示波器及測試軟件
高幅值雷電流作用下,土壤電離引起的人工接地體沖擊阻抗的非線性變化特征,是研究接地裝置沖擊特征的關(guān)鍵和難點。時域有限差分法是當(dāng)前最常用的數(shù)值計算方法,通過在求解空間邊界處設(shè)置的吸收邊界條件來模擬計算無窮大的介質(zhì)空間的動態(tài)電磁場分布,適用于大型的接地裝置及接地裝置的測量回路的模擬。