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专利号: 2020108540003
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-09-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种不同温度下水平接地体防雷有效尺寸系数评估方法,其特征在于,包含水平接地体防雷有效尺寸系数温控试验装置,包括以下步骤:第一步:搭建水平接地体防雷有效尺寸系数温控试验装置,其包括试验上位机(1)、电压信号线(2)、温度信号线(3)、瞬态电压注入线(4)、温度传感连接线(5)、温度调节连接线(6)、注入电极接口(7)、注入铜电极(8)、水平接地体(9)、试验土壤温度控制装置(10)、匀质土壤(11)、瞬态电压生成装置(12)、一号温度传感器(21)、二号温度传感器(22)、三号温度传感器(23)、四号温度传感器(24)、一号温度调节装置(31)、二号温度调节装置(32)、三号温度调节装置(33)、四号温度调节装置(34);

第二步:调节匀质土壤(11)热力学温度;一号温度传感器(21)、二号温度传感器(22)、三号温度传感器(23)和四号温度传感器(24)通过温度传感连接线(5)连接到试验土壤温度控制装置(10)的传感端;一号温度调节装置(31)、二号温度调节装置(32)、三号温度调节装置(33)和四号温度调节装置(34)通过温度调节连接线(6)连接到试验土壤温度控制装置(10)的调节端;通过试验上位机(1)设置试验热力学温度T,通过温度信号线(3)传至试验土壤温度控制装置(10),试验土壤温度控制装置(10)根据传感端信号生成调节端信号,调节土壤温度至试验热力学温度T;

第三步:往水平接地体(9)中注入瞬态电压并记录注入瞬态电压的波头时间ΔT;通过试验上位机(1)发出放电指令,指令通过电压信号线(2)传输至瞬态电压生成装置(12),瞬态电压生成装置(12)产生瞬态电压,通过瞬态电压注入线(4)、注入电极接口(7)和注入铜电极(8),最终注入至水平接地体(9)中,同时利用瞬态电压生成装置(12)记录注入瞬态电压的波头时间ΔT;

第四步:利用试验所测得的注入瞬态电压的波头时间ΔT与试验热力学温度T,计算水平接地体的防雷有效尺寸系数;

通过式(1)计算第一级有效评估参数fT1:fT1=1111.92‑12.0101T·exp(0.00484T)‑62.5322·exp(‑0.00484T)        (1)式(1)中,T为试验热力学温度;exp为高等数学里以自然常数e为底的指数函数;

通过式(2)计算第二级有效评估参数fT2:式(2)中,ρ为匀质土壤(11)的电阻率;

通过式(3)计算第三级有效评估参数fT3:式(3)中,ΔT为注入瞬态电压的波头时间;

结合上述计算得到的有效评估参数,计算该水平接地体防雷有效尺寸系数ES:式(4)中,L为水平接地体的实际长度;

第五步:利用所求的ES,评估该水平接地体防雷有效尺寸系数;

ES的取值范围为(0,+∞),当ES∈(0,1]时,水平接地体防雷有效尺寸系数较小,进一步延长水平接地体长度对提升防雷效果无太大影响,需采用其他方法;当ES∈(1,+∞)时,水平接地体防雷有效尺寸系数较大,根据实际需要通过延长水平接地体长度提升其防雷效果;

第六步:在不同温度下进行水平接地体防雷有效尺寸系数温控试验;重复第二步,利用试验上位机(1)设置不同的试验热力学温度,并重复第三步、第四步和第五步,对不同温度下水平接地体防雷有效尺寸系数进行评估。