一种采用多频率组合测量接地装置冲击接地电阻的方法

摘要

本发明公开了一种采用多频率组合测量接地装置冲击接地电阻的方法，本发明通过实验测量和数值计算，发现通过对雷电流波形进行傅里叶分解后的正弦波形作为激励，加载在接地装置上可以将瞬态的雷电冲击响应转化为稳态的响应，更容易研究接地装置的电压、电流响应规律，将得到的响应反傅里叶变换后得到的结果与雷电冲击下的结果基本一致。本发明提出的测量方法可以实现对接地装置冲击接地电阻的较准确的评估，并指导进行接地改造，确保人员与设备的安全。

主权项

一种采用多频率组合测量接地装置冲击接地电阻的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步对雷电流波形表达式进行傅里叶变换，得到雷电流波形的频谱表达式；采用的雷电流波形表达式为双指数函数：i(t)＝I_m(e^‑αt‑e^‑βt)其中I_m为雷电流的幅值，其值为任意正整数；当雷电流波形采用2.6/50μs时，式中α＝14790.2，β＝1877833；将该函数进行傅里叶变换后，其频谱表达式为:$i\left(\omega \right)=I_m(\frac{\alpha }{{\alpha }^2+{\omega }^2}-\frac{\beta }{{\beta }^2+{\omega }^2}-\frac{j\omega }{{\alpha }^2+{\omega }^2}+\frac{j\omega }{{\beta }^2+{\omega }^2})$第二步，确定测量用的基波频率f：$f=\frac{1}{T}$及其整数倍频率谐波f_i＝i*f；其中T为雷电流的波长，i＝0,1,…，n；当雷电流波形采用2.6/50μs时，T＝50μs，n＝120；第三步，将雷电流按第二步给出的频率进行分解，得到每个频率电流对应的时域函数表达式为：其中$A_i=\sqrt{P{\left({\omega }_i\right)}^2+Q{\left({\omega }_i\right)}^2}$ω_i＝2πf_i$P\left({\omega }_i\right)=I_m(\frac{\alpha }{{\alpha }^2+{{\omega }_i}^2}-\frac{\beta }{{\beta }^2+{{\omega }_i}^2})$$Q\left({\omega }_i\right)=I_m(\frac{{\omega }_i}{{\beta }^2+{{\omega }_i}^2}-\frac{{\omega }_i}{{\alpha }^2+{{\omega }_i}^2})$第四步，对待测接地装置，测量采用DL475‑1992规程中建议的三极法布线方式，测量电源用变频交流电源，将其频率逐一调整为第二步给出的频率，记录每个频率下电源输出的电流幅值A_i'，及对应的正弦稳态响应电压幅值B_i及电压与输入电流相位差ψ_i，得到该频率下时域响应电压表达式为：第五步，将第四步得到各个频率的响应电压表达式进行累加求和，得到接地装置的雷电冲击响应电压近似表达式为：第六步，绘出第五步雷电冲击响应电压表达式的波形图，从图中读出冲击响应电压幅值u_max，并通过下式计算得到接地装置的冲击接地电阻R_ch：$R_{ch}=\frac{u_{max}}{I_m}.$