本發(fā)明涉及接地極測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種特高壓直流接地極的接觸電勢(shì)測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

超(特)高壓直流輸電系統(tǒng)是最近些年新興起來的大型輸電系統(tǒng)，與交流輸電工程相比，直流輸電技術(shù)有兩個(gè)主要的特殊方面：換流和接地。遠(yuǎn)距離高壓直流輸電采用大地回路，可以提高運(yùn)行可靠性，節(jié)省電能在線路上的損耗以及使工程可以分期建設(shè)，具有明顯經(jīng)濟(jì)效益，因此，除個(gè)別例外(背靠背工程)，現(xiàn)有高壓直流遠(yuǎn)距離輸電工程無一例外以大地回路作為運(yùn)行方式之一，直流接地極在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。高壓直流輸電系統(tǒng)的換流站接地極在系統(tǒng)以單極大地回線方式和雙極不平衡方式運(yùn)行時(shí)，分別發(fā)揮著引導(dǎo)系統(tǒng)的入地電流和不平衡電流的作用。高壓直流輸電接地極能長(zhǎng)時(shí)間為系統(tǒng)輸送電力，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性及鉗制換流站(整流閥)中性點(diǎn)電位，避免兩極對(duì)地電壓不平衡而損害設(shè)備。強(qiáng)大的直流電流經(jīng)接地極注入大地將導(dǎo)致極址大地電位升高，出現(xiàn)跨步電壓、土壤發(fā)熱、電極腐蝕等新問題。

接觸電勢(shì)測(cè)試是接地極測(cè)試試驗(yàn)的一個(gè)重要測(cè)試指標(biāo)。由于兩種不同金屬中的電子在接界處相互穿越的能力有差別，造成電子在界面兩邊的分部不均，缺少電子的一面帶正電，過剩電子的一面帶負(fù)電。當(dāng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后，建立在金屬接界上的電勢(shì)差叫接觸電勢(shì)。在接地極址，電極通常采用高硅鉻鐵等耐腐蝕的材料，而極址地面上的鐵塔等金屬構(gòu)件則通常采用熱軋等肢角鋼強(qiáng)度較高的材料，在極址運(yùn)行時(shí)，會(huì)在極址的金屬構(gòu)件與地面產(chǎn)生電位差，當(dāng)人體觸摸極址地面的金屬構(gòu)件時(shí)，會(huì)在人體上產(chǎn)生電壓差，使人體觸電。

現(xiàn)有接觸電勢(shì)測(cè)試方法如下：將直流試驗(yàn)電流通過接地極線路或人工設(shè)置的電流線注入接地極址，用高精度電壓表測(cè)量接地極址處的金屬構(gòu)件距地面高1.8米處，與接地體水平距離1米處地面之間的電勢(shì)E，按照試驗(yàn)電流與接地極暫態(tài)電流的比值，推算出接地極暫態(tài)電流下的電勢(shì)。測(cè)試過程中采用的電壓表或萬用表精度有限，不能精確讀取接地極址地面的電勢(shì)值，且通過電流折算會(huì)引入新的誤差，故準(zhǔn)確度不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種特高壓直流接地極的接觸電勢(shì)測(cè)試方法，所述測(cè)試方法不需采用換算得到實(shí)際接觸電勢(shì)，而是采用額定電流直接測(cè)得，結(jié)果更準(zhǔn)確。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種特高壓直流接地極的接觸電勢(shì)測(cè)試方法，在接地極址的金屬構(gòu)件處進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試地面距金屬構(gòu)件水平距離為1m處和垂直距離為1.8m處兩點(diǎn)間的電位差，在接地極址注入額定電流，采用電壓表測(cè)量得到的結(jié)果作為該處的接觸電勢(shì)測(cè)試值，選擇測(cè)得金屬構(gòu)件最大的接觸電勢(shì)測(cè)試值作為接觸電勢(shì)的最終測(cè)試結(jié)果。

所述測(cè)試方法在垂直接地極調(diào)試(單極調(diào)試)過程中或在單極大地運(yùn)行條件下進(jìn)行，在調(diào)試過程(單極調(diào)試)中或單極大地運(yùn)行條件下進(jìn)行測(cè)試，注入電流可以達(dá)到額定電流，測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確。

所述特高壓直流電壓為±500kV～±800kV，所述接地極額定電流為直流電，電流大小為1800A～3200A。

所述接地極址的金屬構(gòu)件為中心塔、引流塔和末端塔。

進(jìn)一步地，所述電壓表的分辨率≥0.1mV。

本發(fā)明的機(jī)理如下：由于現(xiàn)有方法根據(jù)試驗(yàn)電流測(cè)得的電勢(shì)換算得到接觸電勢(shì)，試驗(yàn)電流通常較小，以±500kV換流站的接地極為例，當(dāng)試驗(yàn)電流為95A時(shí)，電壓表測(cè)得結(jié)果為519.4mV左右，而電壓表分辨率≥0.1mv，由于測(cè)得結(jié)果與分辨率差別較小，電壓表存在固有誤差，測(cè)得結(jié)果準(zhǔn)確度不高，另外，試驗(yàn)電流下測(cè)得的電勢(shì)需要換算成額定電流下的電勢(shì)，換算過程也存在誤差，進(jìn)一步導(dǎo)致結(jié)果準(zhǔn)確度降低。本發(fā)明在調(diào)試過程或單極大地相同條件下，以額定電流直接測(cè)得接地極的接觸電勢(shì)，即為接地極的實(shí)際接觸電勢(shì)，測(cè)試過程簡(jiǎn)單，結(jié)果準(zhǔn)確。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明提供的測(cè)試方法不需采用換算得到實(shí)際接觸電勢(shì)，而是采用額定電流直接測(cè)得，測(cè)試過程簡(jiǎn)單，結(jié)果更準(zhǔn)確。

附圖說明

圖1為接觸電勢(shì)的測(cè)試示意圖；

圖2為接地極址金屬塔分布示意圖；

圖3為接地極址金屬塔俯視圖；

圖中標(biāo)記：1—金屬構(gòu)件，2—電壓表，3—參比電極，4—中心塔，5—饋電電纜，6—極環(huán)，L—水平距離1m，H—垂直距離1.8m。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

接觸電勢(shì)的測(cè)試在接地極址進(jìn)行，接觸電勢(shì)是反映接地極址構(gòu)件(金屬構(gòu)件1)在接地極址運(yùn)行時(shí)人體接觸該構(gòu)件產(chǎn)生的電位差，水平距離L為1m、垂直距離H為1.8m產(chǎn)生的電位差來模擬人體接觸接地極址構(gòu)件時(shí)產(chǎn)生的電位差，電位差采用電壓表2進(jìn)行測(cè)量。接觸電勢(shì)的測(cè)試示意圖如圖1所示。

接觸電勢(shì)測(cè)試要求如下：

(1)注入接地極的試驗(yàn)電流必須為直流；

(2)注入接地極的試驗(yàn)電流為額定電流；

(3)測(cè)量地面上離金屬構(gòu)件水平距離為1m處和金屬構(gòu)件地面以上垂直距離為1.8m處兩點(diǎn)間的電位差作為該構(gòu)件的接觸電勢(shì)。

接觸電勢(shì)測(cè)試主要針對(duì)接地極址處的金屬構(gòu)件進(jìn)行，與跨步電壓的測(cè)試類似，接觸電勢(shì)的測(cè)試可在試驗(yàn)電流下進(jìn)行測(cè)試作為對(duì)比，通過對(duì)金屬構(gòu)件的測(cè)試，應(yīng)找出最大接觸電勢(shì)值，并將測(cè)試結(jié)果折算到設(shè)計(jì)要求電流下的接觸電勢(shì)值，同時(shí)應(yīng)記錄最大接觸電勢(shì)的位置。接觸電勢(shì)的測(cè)試結(jié)果應(yīng)按式(1)進(jìn)行折算：在入地電流In下測(cè)量得到接觸電勢(shì)Utn后，按式(1)將其折算至設(shè)計(jì)要求電流Ic下的接觸電勢(shì)Utc。

實(shí)施例采用單極大地條件下采用額定電流進(jìn)行測(cè)試。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)普洱換流站接地極、天生橋換流站接地極接線了接觸電勢(shì)測(cè)試，接觸結(jié)果如下：

普洱換流站接地極址處僅有一個(gè)中心塔，通過中心塔將接地極線路與饋電電纜進(jìn)行連接，見圖2，試驗(yàn)過程中對(duì)其中心塔四個(gè)塔腳進(jìn)行了接觸電勢(shì)測(cè)試，見圖3，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1普洱換流站接地極中心塔接觸電勢(shì)測(cè)試結(jié)果

在單極大地情況下，以額定電流注入接地極址，測(cè)得的結(jié)果如表2所示。

表2額定電流下的普洱換流站接地極接觸電勢(shì)測(cè)試結(jié)果

由表1和表2可知，入地電流(80A)換算得到的結(jié)果與額定電流下的普洱換流站接地極接觸電勢(shì)測(cè)試結(jié)果相比，由于儀器的固有誤差以及計(jì)算過程中的誤差，導(dǎo)致結(jié)果比實(shí)測(cè)值高出很多，結(jié)果偏差較大。