Page 51 - 电力与能源2024年第三期
P. 51

吴张傲:110 kV 输电线路塔杆接地电阻检测算法研究                                   325

                                                                     比较式(3)~(6)可知:
                1 接地电阻测量方法
                                                                           1     1        1
                                                                              +     -           = 0      (7)
                1.1 接地电阻测量原理                                              L OP  L OC  L OC + L OP
                    若接地极呈现半球形,接地极周围电位均匀                              式(6)无实数解,即电流极与电压极位于两侧
                分布,则电场强度 E 可表示为                                  的方法无法正确地找到位置。
                                      Iρ    Iρ                       电 压 极 与 电 流 极 位 于 同 侧 的 分 布 如 图 2
                             E = Jρ =   =               (1)
                                      S    2πr  2                所示。
                式中 J——电流密度;I——接地极电流;ρ——土
                壤电阻率;S——半球面的面积。
                    无穷远处的接地极电位 U r 可表示为
                              r           r
                        U r = ∫  - Edx = ∫  - Jρdx =
                              ∞           ∞
                          r    Iρ        Iρ      Iρ
                                            r
                         ∫  -      dx =    | ∞ =        (2)
                          ∞   2πr  2    2πr     2πr
                    进而可得位于 r o 处的接地极电阻:
                                                                         图 2 电压极与电流极位于同侧的分布
                                        ρ
                                  R 0 =                 (3)          电流极与电压极的距离应满足式(8)。
                                       2πr 0
                                                                              1     1     1
                1.2 三极法测量接地电阻                                                    +     -     = 0         (8)
                    利用三极法测量接地电阻时,需在接地极附                                      L OP  L OC  L PC
                                                                 式中 L PC——电压极与电流极之间的距离。
                近安装两个辅助极,分别为电压极与电流极,其分
                                                                     测量电阻的误差 ε 可表示为
                布方法多样。电压极与电流极位于两侧的分布如                                     | | | R - R 0 | | |      r O | | |
                                                                                     |
                                                                                             r O
                图 1 所示。                                                ε =| | |  R 0  | |=| | | | r O  +  L OC  -  L PC | | |  (9)
                                                                                  |
                                                                                     | L OP
                                                                     将 L OC 视为常数,L OP 视为变量时,L OP 为
                                                                                                        (10)
                                                                               L OP = 0. 618L OC
                                                                     电压极与电流极之间存在角度差的分布如图
                                                                 3 所示。



                         图 1 电压极与电解极位于两侧的分布

                    则接地极与电压极之间的电位差可表示为
                                    Iρ      Iρ
                             U OP =    -                (4)
                                   2πr 0  2πL OP
                式中 L OP——接地极与电压极的距离。
                    接地极与电流极之间的电位差可表示为
                                 Iρ          Iρ
                       U OC =-       +                  (5)
                                        2π( L OP + L OC )
                               2πL OC
                式中 L OC——接地极与电流极的距离。
                                                                        图 3 电压极与电流极呈一定角度的分布
                    则接地极电阻可表示为
                                                                     此时,电流极与电压极的距离应满足:
                         U    U OP + U OC  ρ   1    1
                    R =    =            =    (   -     -           1     1                1
                         I        I       2π   r 0  L OP             +     -                            = 0
                                                                                       2
                                                                                 2
                          1        1                              L OC  L OP    L OP + L OC - 2L OP L OC cos θ
                            +            )              (6)
                         L OC  L OC + L OP                                                              (11)
   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56