CN101246199A - 一种无线检测接地网故障的方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线检测接地网故障的方法及检测装置。其方法是，先绘制被检测接地网区域的设备平面布置图，建立接地网***数据库；在接地网的每台设备接地引线上，安装电位检测装置，在高架构设备接地线上，安装电流采集装置；分别采集接地网没有施加信号和施加信号时，接地网各个检测点的电位和电流，获得接地网各个对应点的电位、电流分布图，以此数据获得分析结果。本发明的装置是由可控信号发生器、电位检测装置、电流采集装置、信号接收装置和计算机构成的现场组合装置。装置优点在于：可在无线信号的有效区域内，对各安装设备的检测点进行快速检测与分析，节省了大量的繁杂接线劳动，提高了检测精度和工效。

Description

一种无线检测接地网故障的方法及检测装置

技术领域：

本发明涉及一种接地网工作状况的检测方法及检测装置，特别适用于对发电厂、变电站或其它大型接地网的故障检测。

背景技术：

目前，在电力、大型厂矿、公共设施中，各种设备及建筑物在运行使用中都必须通过接地网进行良好的接地，以保证设备、建筑物、运行人员的安全，因此接地网络的安全检测是生产和生活中一项不可缺少的重要工作。在发电厂和变电站中，接地网是集电力***的高低压电气设备和继电保护及自动装置的工作接地、保护接地、防雷电接地、防静电接地，四大功能于一体的***接地网络，是保证电力***安全运行重要的电气装置之一，因此，接地网检测是一项不可缺少的工作，现采用的检测方法与装置有：HDZ-2000发电厂大型变电站接地装置特性参数测量***(专利号99253999.4)，通过采用类工频大电流作为注入接地网的测量信号，逐点测取所需要的参数。专利号为200510012656.6的发电厂、变电站大型接地网检测技术及其检测***的专利，也提出了一种利用计算机进行接地网的检测方法和装置，这种方法也要通过对不同点进行联线检测，获取大量的数据后，绘制在地电位图上，获得接地网的工况。

本发明设计了新的检测方法和具有无线发射功能的检测电位装置，并将检测电位通过无线信道发送的方式发出，供接收装置接受并进行检测识别，改变了传统的检测方法和检测设备。

发明内容：

本发明的目的是提供一种无线检测接地网故障的方法及检测装置，通过采用无线发送和无线接收装置获取被检测点的信号，通过计算机对采集的信号进行处理，达到对接地网进行检测的目的。

为了达到上述目的，采取了以下检测方法，第一步，根据被检测接地网区域的设备平面布置图，利用计算机绘制出与布置图相对应的主要设备的平面布置图和高架构设备接地三维立体图，并对检测区域的被检设备进行编号，将带有编号的绘图存储到检测装置中，建立接地网检测***数据库；第二步，在被检测接地网的每台设备的接地引线上，安装一个电位检测装置，每个电位检测装置的正极接在设备的接地引线上，负极与专门设立的公共接地线相连接；第三步，在高架构设备接地线上，安装电流采集装置；第四步，选择接地网的检测信号接入点，对变电站，正极确定为线路架空地线入地点或距主变压器相对较远设备的接地线上，负极确定为主变压器的中性点接地线上，对其它接地网，要选择有一定距离的两个主设备的接地点作为检测信号接入点；第五步，采集接地网没有施加信号时，即接地网正常运行时各个检测点的电位分布，并进行保存；第六部，通过可控信号发生器给接地网施加一个低电压、大电流信号，检测装置采集信号源输出的端电压、电流，采集每个电位检测装置的电位值和电流采集装置的电流值，并标注在设备平面布置图的对应点，得到被测接地网各个对应点的电位、电流分布图；第七步，故障分析，在接地网的电位、电流分布图中，电位突变点、电位最高点区域、最低点区域，可判断为接地网存在问题的部位。

被检测接地网区域的设备区平面布置图，是确定检测点的重要依据，要依据实际厂、站电气设备的设计施工图来绘制，还要考虑接地网的重要连接部位。

为实现本发明方法，专门设计了一种接地网无线检测装置，装置由可控信号发生器(1)、电位检测装置(2)、电流采集装置(3)、信号接收装置(4)、计算机(5)共计5个主要装置组合构成，现场组装应用时，采用专门设立的公共接地线将每个现场安装的电位检测装置(2)的负极连接在一起并接地，组成一个有线连接的电流通道，电流采集装置(3)安装在高架构设备的接地线上，每个电位检测装置(2)和每个电流采集装置(3)与信号接收装置(4)之间设有无线信号检测通道，构成组合式接地网无线检测装置。

接地网无线检测装置的几个主要组成部分的结构为：可控信号发生器(1)由计算机控制器(6)、隔离变压器(7)、电流调节器(8)和输出信号检测装置(9)组合构成。电位检测装置(2)由采样芯片(10)、存储器(11)、CPU(12)、蓄电池(13)、通讯管理芯片(14)组合构成。信号接收装置(4)由通讯管理芯片(15)、CPU(16)、通讯转换芯片(17)组合构成。

新的检测方法和检测装置由于采用了无线检测技术，与现广泛采用的技术方法与装置相比，节省了繁杂的劳动，可以方便的对无线通道有效范围内所需要的检测点进行检测。

附图说明：

图1是接地网无线检测装置结构图。在图中，可控信号发生器为(1)、电位检测装置(2)、电流采集装置(3)、信号接收装置(4)、计算机(5)。

图2是可控信号发生器结构图。在图中，计算机控制器为(6)、隔离变压器(7)、电流调节器(8)和输出信号检测装置(9)。

图3是电位检测装置结构图。在图中，采样芯片为(10)、存储器(11)、CPU(12)、蓄电池(13)、通讯管理芯片(14)。

图4是信号接收装置结构图。在图中，通讯管理芯片为(15)、CPU(16)、通讯转换芯片(17)。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明的具体实施方法作进一步详细的说明。

利用本方法进行接地网的故障检测，绘制接地网区域的设备平面布置图和选择检测点是非常重要的，以变电站为例，要根据实际变电站的电气设备的设计施工图来绘制，还要考虑接地网的重要连接部位；进行检测时，首先要利用计算机绘制出接地网区域图，以及区域内对应的主要设备的平面布置图和高架构设备接地三维立体图，为了检测分析方便，还要对被检设备进行编号，将带有编号的绘图存储到检测装置中，建立一个检测接地网***的管理数据库。第二步，在被检测接地网的每台设备的接地引线上，安装一个电位检测装置(2)，参见图1，每个电位检测装置的正极接在设备的接地引线上，负极与专门设立的公共接地线相连接，形成一个具有良好接地性能检测接地电路。第三步，在高架构设备接地线上，安装电流采集装置(3)，电流采集装置的信号采集端是一个钳型电流表，接地线要穿过钳型电流表。第四步，选择接地网的检测信号接入点，对变电站，正极确定为线路架空地线入地点或距主变压器相对较远设备的接地线上，负极确定为主变压器的中性点接地线，对其它接地网，要选择有一定距离的两个主设备的接地点作为检测信号接入点。第五步，进行测量，采集接地网没有施加信号时，即接地网正常运行时各个检测点的电位分布，并进行保存。

第六步，通过可控信号发生器给接地网施加一个低电压、大电流信号，检测装置采集信号源输出的端电压、电流，采集每个电位检测装置的电位值和电流采集装置的电流值，并标注在设备平面布置图的对应点，得到被测接地网各个对应点的电位、电流分布图。第七步，检测结果分析，各高架构上安装的电流采集装置的电流值应为零，在接地网的电位、电流分布图中，电位突变点、电位最高点区域、最低点区域，可判断为接地网存在问题的部位，需要通过改变输入检测电压、电流进行进一步的分析、判别。

变电站检测实施例：打开接地网无线检测装置，不给接地网施加测量信号，采集接地网正常运行时每个检测点的电位分布，采集高架构上安装的电流采集装置的电流值，获取变电站接地网的电压分布图、电流分布图。检测结果分析：对中性点不接地的变电站，所有的高压设备接地线电位都应为零电位，高架构上安装的电流采集装置的电流值都为零，高压设备接地线出现电位的，则可视为该设备接地存在问题。对中性点接地的变电站，所有相邻高压设备接地线的电位不应有突变，高压设备接地线出现电位突变的则可视为该设备接地存在问题；进行上述第六步的检测工作和分析。

接地网无线检测装置是一个通过现场安装组合后方可使用的组合装置，由图1接地网无线检测装置结构图可见，在组合装置的5个主要装置中，电位检测装置(2)的安装最复杂，在每一个检测点，都需要安装一个电位检测装置，而且必须采用专门设立的公共接地线将所有现场安装的每个电位检测装置(2)的负极可靠的连接在一起并接地。电流采集装置(3)安装在高架构设备的接地线上，电流采集装置(3)没有给出具体的画图，它与电位检测装置(2)的差别是，采集信号部分是一个常规的钳型电流表。

由图2可控信号发生器结构图可见，可控信号发生器(1)的输入为三相电源，输出为单相电源，是一个由计算机控制器(6)、隔离变压器(7)和电流调节器(8)组合的通过计算机控制的常规的电源；在输出端接有一个输出信号检测装置(9)，用来向计算机控制端提供检测信号。

由图3电位检测装置结构图可见，装置由采样芯片(10)、存储器(11)、CPU(12)、蓄电池(13)、通讯管理芯片(14)组合构成。采样芯片可选用CS5460A，采样芯片的输入通过一个变压器与采集信号的端子相接，其输出送给CPU(12)，CPU可选用P89C668HFA，其他各部件均可选用常规元件。

由图4信号接收装置结构图可见，装置通过天线接收信号，送到通讯管理芯片(15)，依次经、CPU(16)、通讯转换芯片(17)至计算机后，进行信号处理。

本发明装置所选用的电气、电子、电器连接等元件，都选用国际标准的元器件进行装配，选择非单一性，其接线按元件要求执行，因此没有对元器件和连接关系详细说明。

Claims (6)

1. 一种无线检测接地网故障的方法，以计算机作为检测控制中心，其特征是：检测按以下步骤实施，第一步，根据被检测接地网区域的设备平面布置图，利用计算机绘制出与布置图相对应的主要设备的平面布置图和高架构设备接地三维立体图，并对检测区域的被检设备进行编号，将带有编号的绘图存储到检测装置中，建立接地网检测***数据库；第二步，在被检测接地网的每台设备接地引线上，安装一个电位检测装置，每个电位检测装置的正极接在设备的接地引线上，负极与专门设立的公共接地线相连接；第三步，在高架构设备接地线上，安装电流采集装置；第四步，选择接地网的检测信号接入点，对变电站，正极确定为线路架空地线入地点或距主变压器相对较远设备的接地线上，负极确定为主变压器的中性点接地线上，对其它接地网，要选择有一定距离的两个主设备的接地点作为检测信号接入点；第五步，采集接地网没有施加信号，即接地网正常运行时，各个检测点的电位分布，并进行保存；第六步，通过可控信号发生器给接地网施加一个低电压、大电流信号，检测装置采集信号源输出的端电压、电流，采集每个电位检测装置的电位值和电流采集装置的电流值，并标注在设备平面布置图的对应点，得到被测接地网各个对应点的电位、电流分布图；第七步，故障分析，在接地网的电位、电流分布图中，电位突变点、电位最高点区域、最低点区域，可判断为接地网存在问题的部位。

2. 根据权利要求1所述的无线检测接地网故障的方法，其特征在于：所述检测接地网区域的设备区平面布置图，要根据实际厂、站的电气设备的设计施工图来绘制，还要考虑接地网的重要连接部位。

3. 一种为实现权利要求1所述方法而设计的接地网无线检测装置，其特征在于：装置由可控信号发生器(1)、电位检测装置(2)、电流采集装置(3)、信号接收装置(4)、计算机(5)组合构成，现场组装应用时，采用专门设立的公共接地线将所有现场安装的电位检测装置(2)的负极接在一起并接地，组成一个有线连接的电流通道，电流采集装置(3)安装在高架构设备的接地线上，每个电位检测装置(2)和每个电流采集装置(3)与信号接收装置(4)之间设有无线信号检测通道，构成组合式接地网无线检测装置。

4. 根据权利要求3所述的接地网无线检测装置，其特征在于：可控信号发生器(1)由计算机控制器(6)、隔离变压器(7)、电流调节器(8)和输出信号检测装置(9)组合构成。

5. 根据权利要求3所述的接地网无线检测装置，其特征在于：电位检测装置(2)由采样芯片(10)、存储器(11)、CPU(12)、蓄电池(13)、通讯管理芯片(14)组合构成。

6. 根据权利要求3所述的接地网无线检测装置，其特征在于：信号接收装置(4)由通讯管理芯片(15)、CPU(16)、通讯转换芯片(17)组合构成。

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