杆塔接地电阻准确测量方法及实验研究

摘要

杆塔接地电阻是衡量接地性能的重要参数，直接关系到了电力系统的安全运行以及电气设备的稳定性，对杆塔接地电阻值的准确测量具有较为重要的工程意义。目前，现有杆塔接地电阻测量中的问题体现在：因接地体埋设方位不明确导致布极不准确，进而影响测量准确度；断开接地引线的测量方法效率低下，不断开接地引线的测量方法注入电流频率单一，会造成测量结果误差较大。
　　本研究主要内容包括：①建立了杆塔接地体模型并对其注入电流后地表磁感应强度的分布情况进行了分析，提出了接地体埋设方位的判断方法，理论推导了注入电流频率与土壤电阻率对该方法的影响；此外仿真分析了注入电流后地表磁感应强度分布情况、接地体轴向电流分布情况以及注入电流频率与土壤电阻率的影响规律，得出了在地表磁感应强度值严重衰减的情况下，测量距杆塔1m处的磁感应强度分布情况仍能够有效判断接地埋设方位，实现准确布极。②建立了不断开接地引线下杆塔接地电阻测量模型，分析了接地阻抗随注入电流频率的变化情况，并确定了准确测量条件，由此提出了选频式杆塔接地电阻测量方法。此外仿真分析了接地电阻值、接地体等效电感值以及避雷线电感值三个参数对此方法的影响，可以看到，考虑土壤电阻率的影响后，注入1~12kHz内不同频率段的电流时，三个参数对测量结果影响较小，并可通过三次样条插值算法求得该频率范围内的注入电流最佳频率点以及杆塔接地电阻的准确值。③研制了基于选频式杆塔接地电阻测量方法的实验装置并确定激励源的输出电流频率范围为1~10kHz，搭建了杆塔接地体埋设方位判断的实验平台。分别进行了杆塔接地体埋设方位判断的实验室实验以及现场实验，综合比较两个实验结果，得出该方法能够有效地判断接地体的埋设方位以实现准确布极，可行性较高。④基于实验装置，在实验室及实际现场对选频式杆塔接地电阻测量方法的准确度进行了实验，与常用方法（三极法，钳表法以及高频并联法）进行对比后可以得出，在准确布极的基础上，选频式杆塔接地电阻测量方法的准确度更高、可行性更强。

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1 绪 论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 杆塔接地电阻测量技术国内外发展现状

1.3 本文的研究内容及主要工作

2 杆塔接地电阻测量方法基础理论

2.1 单个独立半球形接地体的接地电阻计算

2.2 断开接地引线下的接地电阻测量方法

2.3 不断开接地引线下的接地电阻测量方法

2.4 测量方法的问题分析

2.5 本章小结

3 杆塔接地体埋设方位的判断方法

3.1 杆塔接地体的埋设方位判断原理

3.2 杆塔接地体轴向电流分布模型的建立及求解

3.3 杆塔接地体埋设方位判断的影响因素分析

3.4 杆塔接地体埋设方位判断方法仿真分析

3.5 本章小结

4 选频式杆塔接地电阻准确测量方法

4.1 选频式杆塔接地电阻测量模型的建立

4.2 选频式杆塔接地电阻准确测量条件

4.3 选频式杆塔接地电阻测量的数据处理方法

4.4 选频式杆塔接地电阻测量方法的仿真分析

4.5 本章小结

5 实验室及现场实验分析

5.1 实验条件分析

5.2 杆塔接地体埋设方位的判断实验

5.3 选频式杆塔接地电阻测量实验

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1总结

6.2下一步工作展望

致谢

参考文献

附录

A.作者在攻读学位期间申请的发明专利

B.作者在攻读学位期间参加的科研项目