CN110174594B - 一种判断接地网断点位置的装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种判断接地网断点位置的装置，包括交流电压源、电压检测单元和多个检测线圈，接地网每段导体上设置一个检测线圈，接地网引下线上设置有检测线圈，接地网引下线上端与交流电压源连接；检测线圈分别连接到电压检测单元。本发明还公开了判断接地网断点位置的方法，包括分别对检测线圈进行编号，采用交流电压源在接地网引下线上端施加交流电压，采用电压检测单元测量每段导体的检测线圈中感应电压的幅值并根据感应电压幅值判断接地网断点位置。本发明的装置与方法在不停电和不对地网开挖的情况下，准确判断接地网各段导体是否存在断点并进一步确定断点的位置，保障电力***的安全稳定运行。

Description

一种判断接地网断点位置的装置与方法
技术领域
本发明属于变电站接地领域，具体涉及一种判断接地网断点位置的装置与方法。
背景技术
接地网是变电站安全稳定运行的保障，可以为变电站提供参考地电位，通过接地下引线与变电站地上设备相连，作为快速***电力***中故障电流的通道。当接地网在地下产生腐蚀发生断裂时，会使其接地性能下降，不能保障变电站的安全稳定运行。然而，因为接地网深埋于地下，很难对其导体腐蚀或断点做出准确的判断。现有的方法中，要么需要精密的仪器，要么需要复杂的计算，过于复杂。
公开号为CN1110707C的中国专利“发变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法及其测量、诊断***”采用直流电源外接于地网的两接地引线间，测量接地引线间的电压及回路的电流，得到两接地引线间的入端电阻，将测量结果及地网的拓扑结构输入诊断软件得到各段导体的电阻值；将该电阻值与完好时电阻值进行比较，可了解地网各段导体的腐蚀程度及是否断裂。这一专利提出的方法依赖于精密测量的结果。
公开号为CN106646142A的中国专利“一种接地网断点诊断方法及瞬变电磁探测装置”公开了一种接地网断点诊断方法及瞬变电磁探测装置，包括在待诊断接地网的上方设置试验测线，获得测线的感应电压数据；根据感应电压数据计算得到垂直方向磁场强度值，建立三维磁场强度等值线图，判断接地网是否存在断点。这一专利的方法测量数据及计算过程复杂。公开号为CN 109061379 A的中国专利“基于感应电压微分法的接地网拓扑结构和断点识别方法”公开了一种基于感应电压微分法的接地网拓扑结构和断点识别方法，目的在于识别接地网的网格拓扑结构和断点位置，为利用瞬变电磁法探测接地网提供一种新的拓扑结构和断点识别方法。此发明专利首先利用瞬变电磁中心回线装置测量接地网的电磁响应，对于测得的同一时刻的接地网的感应电压响应分别沿x向、y向测线进行偶数阶微分处理，绘制感应电压x向、y向偶数阶微分切片图，得到接地网y向导体和x向导体的位置，最后将偶数阶微分后的x向、y向测线数据合并，绘制感应电压偶数阶微分合成切片图并得到完整的接地网的网格拓扑结构，该发明的算法复杂。
发明内容
本发明的技术问题是现有的判断接地网断点的方法要么需要精密的仪器，要么需要复杂的计算，过于复杂。
本发明的目的是解决上述技术问题，提供判断接地网断点位置的装置与方法。
本发明的技术方案是一种判断接地网断点位置的装置，包括交流电压源、电压检测单元和多个检测线圈，接地网每段导体上设置一个检测线圈，接地网引下线上设置有检测线圈，接地网引下线上端与交流电压源连接；检测线圈分别连接到电压检测单元。
进一步地，所述交流电压源的频率为100-1000kHz。
进一步地，检测线圈及检测线圈引线均设有防腐套管。
设接地网包括M行N列导体，判断接地网断点位置的方法包括以下步骤，
步骤1：以接地网的一个边角作为原点，分别对检测线圈进行编号，第i行的检测线圈依次编为Xi,1、Xi,2、…、Xi,N-1，第j列的检测线圈依次编为Y1,j、Y2,j、…、YM-1,j，其中i=1、2、…、M，j=1、2、…、N；
步骤2：采用交流电压源在接地网引下线上端施加交流电压；
步骤3：采用电压检测单元测量每段导体的检测线圈中感应电压的幅值，根据检测线圈的编号分别将第i行检测线圈的感应电压幅值记为UXi,1、UXi,2、…、UXi,N-1，将第j列检测线圈的感应电压幅值记为UY1,j、UY2,j、…、UYM-1,j，将接地网引下线的检测线圈的感应电压幅值记为UXY；
步骤4：根据检测线圈的感应电压幅值判断接地网断点位置；
步骤4.1：若第i行第s段导体的检测线圈的感应电压幅值UXi,s=0，则断定第i行第s段导体存在断点，其中0<s<N；
步骤4.2：若第j列第t段导体的检测线圈的感应电压幅值UYt,j=0，则断定第j列第t段导体存在断点，其中0<t<M；
步骤4.3：若UXY=0，则断定接地网引下线存在断点。
进一步地，判断接地网断点位置的方法，还包括确定每段导体的初始分流系数，接地网初次投入使用时，采用步骤2、步骤3测量第i行第s段导体的检测线圈的感应电压幅值UX0i,s和第j列第t段导体的检测线圈的感应电压幅值UY0t,j，第i行第s段导体的初始分流系数为kX0i,s=UX0i,s/UXY，其中0<s<N；第j列第t段导体的初始分流系数为kY0t,j=UY0t,j/UXY，其中0<t<M。
进一步地，判断接地网断点位置的方法，步骤4后，还包括判断接地网每段导体的腐蚀程度，接地网投入运行一段时间后，采用步骤2、步骤3测量第i行第s段导体的检测线圈的感应电压幅值UXi,s和第j列第t段导体的检测线圈的感应电压幅值UYt,j，第i行第s段导体的分流系数为kXi,s=UXi,s/UXY，其中0<s<N；第j列第t段导体的分流系数为kYt,j=UYt,j/UXY，其中0<t<M；计算kXi,s/kX0i,s，若kXi,s/kX0i,s<0.5，断定第i行第s段导体出现严重腐蚀；计算kXt,j/kX0t,j，若kXt,j/kX0t,j<0.5，断定第j列第t段导体出现严重腐蚀。
相比现有技术，本发明的有益效果是本发明的判断接地网导体断点位置的装置与方法，在不停电和不对地网开挖的情况下，准确判断接地网各段导体是否存在断点并进一步确定断点的位置，判断接地网各段导体是否出现严重腐蚀，保障电力***的安全稳定运行，本发明的装置易于操作，本发明的方法易行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为判断接地网断点位置的装置的结构示意图。
图2为判断接地网断点位置的方法的流程示意图。
图中标记说明：接地网1，接地网引下线11，接地网导体12，检测线圈2，检测线圈引线21，电压检测单元3，交流电压源4。
具体实施方式
一种实施例中，接地网包括3行3列导体。如图1所示，判断接地网断点位置的装置，包括交流电压源4、电压检测单元3、12个检测线圈2，每段接地网导体12上间隔设置一个检测线圈2，接地网引下线11上设置有检测线圈2，接地网引下线11上端与交流电压源4连接；检测线圈2分别连接到电压检测单元3。接地网安装施工时，同时设置好检测线圈2。
交流电压源4的频率为100-1000kHz。
检测线圈2及检测线圈引线21均设有防腐套管。
如图2所示，判断接地网断点位置的方法，包括以下步骤，
步骤1：以接地网的一个边角作为原点，分别对检测线圈进行编号，第i行的检测线圈依次编为Xi,1、Xi,2，第j列的检测线圈依次编为Y1,j、Y2,j，其中i=1、2、3，j=1、2、3；
步骤2：采用交流电压源在接地网引下线上端施加交流电压；
步骤3：采用电压检测单元测量每段导体的检测线圈中感应电压的幅值，根据检测线圈的编号分别将第i行检测线圈的感应电压幅值记为UXi,1、UXi,2，将第j列检测线圈的感应电压幅值记为UY1,j、UY2,j，将接地网引下线的检测线圈的感应电压幅值记为UXY；
步骤4：根据检测线圈的感应电压幅值判断接地网断点位置；
步骤4.1：若第i行第s段导体的检测线圈的感应电压幅值UXi,s=0，则断定第i行第s段导体存在断点，其中0<s<3；
步骤4.2：若第j列第t段导体的检测线圈的感应电压幅值UYt,j=0，则断定第j列第t段导体存在断点，其中0<t<3；
步骤4.3：若UXY=0，则断定接地网引下线存在断点。
接地网初次投入使用时，采用步骤2、步骤3测量第i行第s段导体的检测线圈的感应电压幅值UX0i,s和第j列第t段导体的检测线圈的感应电压幅值UY0t,j，第i行第s段导体的初始分流系数为kX0i,s=UX0i,s/UXY，其中0<s<3；第j列第t段导体的初始分流系数为kY0t,j=UY0t,j/UXY，其中0<t<3。
接地网投入运行一段时间后，采用步骤2、步骤3测量第i行第s段导体的检测线圈的感应电压幅值UXi,s和第j列第t段导体的检测线圈的感应电压幅值UYt,j，第i行第s段导体的分流系数为kXi,s=UXi,s/UXY，其中0<s<3；第j列第t段导体的分流系数为kYt,j=UYt,j/UXY，其中0<t<3；计算kXi,s/kX0i,s，若kXi,s/kX0i,s<0.5，断定第i行第s段导体出现严重腐蚀；计算kXt,j/kX0t,j，若kXt,j/kX0t,j<0.5，断定第j列第t段导体出现严重腐蚀。
本实施例的判断接地网导体断点位置的装置与方法，在不停电和不对地网开挖的情况下，准确判断接地网各段导体是否存在断点并进一步确定断点的位置，保障电力***的安全稳定运行，且本装置与方法易于操作。

Claims (3)

1.一种判断接地网断点位置的装置，其特征在于，包括交流电压源、电压检测单元和多个检测线圈，接地网每段导体上设置一个检测线圈，接地网引下线上设置有检测线圈，接地网引下线上端与交流电压源连接；检测线圈分别连接到电压检测单元；
设接地网包括M行N列导体，判断接地网断点位置的方法包括以下步骤，
步骤1：以接地网的一个边角作为原点，分别对检测线圈进行编号，第i行的检测线圈依次编为Xi,1、Xi,2、…、Xi,N-1，第j列的检测线圈依次编为Y1,j、Y2,j、…、YM-1,j，其中i=1、2、…、M，j=1、2、…、N；
步骤2：采用交流电压源在接地网引下线上端施加交流电压；
步骤3：采用电压检测单元测量每段导体的检测线圈中感应电压的幅值，根据检测线圈的编号分别将第i行检测线圈的感应电压幅值记为UXi,1、UXi,2、…、UXi,N-1，将第j列检测线圈的感应电压幅值记为UY1,j、UY2,j、…、UYM-1,j，将接地网引下线的检测线圈的感应电压幅值记为UXY；
步骤4：根据检测线圈的感应电压幅值判断接地网断点位置；
步骤4.1：若第i行第s段导体的检测线圈的感应电压幅值UXi,s=0，则断定第i行第s段导体存在断点，其中0<s<N；
步骤4.2：若第j列第t段导体的检测线圈的感应电压幅值UYt,j=0，则断定第j列第t段导体存在断点，其中0<t<M；
步骤4.3：若UXY=0，则断定接地网引下线存在断点；
接地网初次投入使用时，采用步骤2、步骤3测量第i行第s段导体的检测线圈的感应电压幅值UX0i,s和第j列第t段导体的检测线圈的感应电压幅值UY0t,j，第i行第s段导体的初始分流系数为kX0i,s=UX0i,s/UXY，其中0<s<N；第j列第t段导体的初始分流系数为kY0t,j=UY0t,j/UXY，其中0<t<M；
接地网投入运行一段时间后，采用步骤2、步骤3测量第i行第s段导体的检测线圈的感应电压幅值UXi,s和第j列第t段导体的检测线圈的感应电压幅值UYt,j，第i行第s段导体的分流系数为kXi,s=UXi,s/UXY，其中0<s<N；第j列第t段导体的分流系数为kYt,j=UYt,j/UXY，其中0<t<M；计算kXi,s/kX0i,s，若kXi,s/kX0i,s<0.5，断定第i行第s段导体出现严重腐蚀；计算kXt,j/kX0t,j，若kXt,j/kX0t,j<0.5，断定第j列第t段导体出现严重腐蚀。
2.根据权利要求1所述的判断接地网断点位置的装置，其特征在于，所述交流电压源的频率为100-1000kHz。
3.根据权利要求1所述的判断接地网断点位置的装置，其特征在于，检测线圈及检测线圈引线均设有防腐套管。
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Assignee: Hubei Feiou Commercial Management Co.,Ltd.

Assignor: CHINA THREE GORGES University

Contract record no.: X2023980045280

Denomination of invention: A device and method for determining the position of grounding grid breakpoints

Granted publication date: 20210824

License type: Common License

Record date: 20231102