电网发生接地故障时对埋地管网危险影响的现场实验装置的制作方法

1.本发明涉及电力工程技术，具体涉及电网发生接地故障时对埋地管网危险影响的现场实验技术。


背景技术：

2.线路发生单相接地短路故障时，入地电流通过土壤散流，对埋地金属管道产生阻性耦合影响，最终感性耦合与阻性耦合共同作用在管道上。
3.在目前标准未考虑输电线路发生接地故障时，管道安全的评估方法，需进一步明确此时输电线路对管道产生危害的机理，对受影响对象的耐受能力进行研究，得到相应的评价方法。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题就是提供一种电网发生接地故障时对埋地管网危险影响的现场实验装置，通过现场试验研究电网发生接地故障时对埋地管网产生的危险影响，为采取应对措施提供依据。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：电网发生接地故障时对埋地管网危险影响的现场实验装置，包括接地试验组件、模拟管线以及示波器，所述接地试验组件包括金属管和引弧线，金属管悬挂于架空输电线路下方，金属管的两端连接有与架空输电线路连接的引下线，引弧线的一端与发射装置的弹射弹相接、另一端接地,通过发射装置发射弹射弹，使弹射弹带着引弧线飞向悬挂在空中的金属管，以形成输电线路对地瞬时故障；采用带绝缘皮的测试导线作为模拟管线，模拟管线埋设于架空输电线路下方的土壤内；所述示波器与测试导线连接，用于测量干扰电压和跨步电压。
6.优选的，所述金属管长度4m，直径20mm。
7.优选的，所述引下线为直径50mm2的多股裸铜线。
8.优选的，引弧线的另一端连接架空输电线路杆塔地脚的裸铜线相联实现接地。
9.优选的，在靠近杆塔的土壤里设置人工接地体，引弧线的另一端连接人工接地体。
10.优选的，模拟管线沿人工接地体轴线方向进行布置，并且模拟管线靠人工接地体的一端接地，另外一端悬空，悬空端与示波器连接。
11.优选的，模拟管线的长度大于30m。
12.本发明采用的技术方案，采用带绝缘皮的导线来模拟管线。由于人工短路发射装置离杆塔过远，不便将引弧丝与塔脚相连，因此在靠近杆塔附近的土壤里，布置人工接地体作为短路点；采用人工发射装置进行对地瞬时人工接地故障试验，发射的弹射弹带着引弧线飞向悬挂在空中的金属管，以形成输电线路对地瞬时故障；利用独立电源给示波器供电，配合高压探头测量，对管道干扰电压和附近的跨步电压进行测量。
13.本发明采用的具体技术方案及其带来的有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图中予以详细的揭露。
附图说明
14.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
15.图1为金属管悬挂于架空输电线路下方的示意图；
16.图2为引弧线的另一端连接架空输电线路杆塔地脚的示意图；
17.图3为模拟管线的铺设结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
19.本实施方式在特高压直流输电线路附近开展了人工短路调试试验，在人工短路接地点附近布置了模拟管线，测试了模拟管线上的干扰电压以及附近的跨步电压。
20.如图1至图3所示，电网发生接地故障时对埋地管网危险影响的现场实验装置，包括接地试验组件、模拟管线3以及示波器4，所述接地试验组件包括金属管12和引弧线21，金属管悬挂于架空输电线路1下方，金属管的两端连接有与架空输电线路连接的引下线11，引弧线的一端与发射装置2的弹射弹相接、另一端接地,通过发射装置发射弹射弹，使弹射弹带着引弧线飞向悬挂在空中的金属管，以形成输电线路对地瞬时故障；采用带绝缘皮的测试导线作为模拟管线，模拟管线埋设于架空输电线路下方的土壤内；所述示波器与测试导线连接，用于测量干扰电压和跨步电压。
21.其中，所述金属管长度4m，直径20mm。所述引下线为直径50mm2的多股裸铜线。模拟管线的长度大于30m。
22.采用人工发射装置进行对地瞬时人工接地故障试验，应选择距线路杆塔30m左右且地势平缓之处放置人工发射装置，其发射方向即弹射弹的飞行方向应与线路走向垂直。
23.接地试验装置安装完毕后，需在线路不带电的条件下对人工发射装置进行试射，以确保实际试验时带着引弧线的弹射弹能从引下线和金属管形成的矩形框中穿过。上述工作完成后，全体工作人员退到试验场地遮拦之外(距接地点30m以外)。
24.当调试总指挥接地试验10分钟准备命令发出后，除监控员和操作员，其它人员退到试验场地遮拦之外。在监控员监控下，操作员将发射装置设置在准备发射状态：首先确认引弧线连接正确(引弧线一端与发射装置的弹射弹相接，另一端与连接杆塔地脚的裸铜线22相联；然后将弹射弹放入发射装置发射筒内。发射装置一切准备就绪并检查无误后，由监控员报告试验指挥。接地试验1分钟准备命令发出后，倒计时为零时操作员启动发射装置，弹射弹带着引弧线飞向悬挂在空中的金属管(相碰前空气间隙已被击穿)形成线路对地瞬时故障。
25.实际管道体积和重量大，在试验现场直接应用的难度较大，因此采用带绝缘皮的导线来模拟管线。由于人工短路发射装置离杆塔过远，不便将引弧丝与塔脚相连，如图3所示，因此在靠近杆塔附近的土壤里，布置人工接地体23作为短路点。利用三极法对接地体的接地电阻进行现场实测，结果表明单根接地体的接地电阻为631ω。
26.试验布置方案如图3示，模拟管线沿接地体轴线方向进行布置，同时由于场地的限制，试验过程中，为避免测试导线上由于空间电磁耦合而产生干扰电压，影响试验结果和后
续分析，布线时使测试导线与附近交、直流线路呈垂直关系。模拟管线靠短路接地极的一端接地，另外一端悬空，测量悬空端的对地电压和附近的跨步电压。
27.利用独立电源给示波器供电，配合高压探头测量，对管道干扰电压和附近的跨步电压进行测量，高压探头的带宽为75mhz，测量冲击电压峰值可达40kv。
28.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。


技术特征：
1.电网发生接地故障时对埋地管网危险影响的现场实验装置，其特征在于，包括接地试验组件、模拟管线以及示波器，所述接地试验组件包括金属管和引弧线，金属管悬挂于架空输电线路下方，金属管的两端连接有与架空输电线路连接的引下线，引弧线的一端与发射装置的弹射弹相接、另一端接地,通过发射装置发射弹射弹，使弹射弹带着引弧线飞向悬挂在空中的金属管，以形成输电线路对地瞬时故障；采用带绝缘皮的测试导线作为模拟管线，模拟管线埋设于架空输电线路下方的土壤内；所述示波器与测试导线连接，用于测量干扰电压和跨步电压。2.根据权利要求1所述的电网发生接地故障时对埋地管网危险影响的现场实验装置，其特征在于：所述金属管长度4m，直径20mm。3.根据权利要求1所述的电网发生接地故障时对埋地管网危险影响的现场实验装置，其特征在于：所述引下线为直径50mm2的多股裸铜线。4.根据权利要求1所述的电网发生接地故障时对埋地管网危险影响的现场实验装置，其特征在于：引弧线的另一端连接架空输电线路杆塔地脚的裸铜线相联实现接地。5.根据权利要求1所述的电网发生接地故障时对埋地管网危险影响的现场实验装置，其特征在于：在靠近杆塔的土壤里设置人工接地体，引弧线的另一端连接人工接地体。6.根据权利要求5所述的电网发生接地故障时对埋地管网危险影响的现场实验装置，其特征在于：模拟管线沿人工接地体轴线方向进行布置，并且模拟管线靠人工接地体的一端接地，另外一端悬空，悬空端与示波器连接。7.根据权利要求1所述的电网发生接地故障时对埋地管网危险影响的现场实验装置，其特征在于：模拟管线的长度大于30m。

技术总结
本发明公开了一种电网发生接地故障时对埋地管网危险影响的现场实验装置，包括接地试验组件、模拟管线以及示波器，所述接地试验组件包括金属管和引弧线，金属管悬挂于架空输电线路下方，金属管的两端连接有与架空输电线路连接的引下线，引弧线的一端与发射装置的弹射弹相接、另一端接地,通过发射装置发射弹射弹，使弹射弹带着引弧线飞向悬挂在空中的金属管，以形成输电线路对地瞬时故障；采用带绝缘皮的测试导线作为模拟管线，模拟管线埋设于架空输电线路下方的土壤内；所述示波器与测试导线连接，用于测量干扰电压和跨步电压。本发明通过现场试验研究电网发生接地故障时对埋地管网产生的危险影响，为采取应对措施提供依据。为采取应对措施提供依据。为采取应对措施提供依据。


技术研发人员：张金鹏 丁梁 寇晓适 郭磊 张科 董曼玲 徐碧川
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司诸暨市供电公司 国网河南省电力公司电力科学研究院 国网江西省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：2021.09.28
技术公布日：2021/12/30