CN1110707C - 发变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法及其测量、诊断*** - Google Patents

Abstract

本发明属于电学量的精密测量及分析领域，本发明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。本发明可在不停电和不对地网开挖的情况下，可了解地网各段导体的腐蚀程度及是否断裂，保障电力***的安全、可靠运行。且具有简单、准确、不受现场运行条件的限制等优点。

Description

发变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法及其测量、诊断***

本发明属于电学量的精密测量及分析领域，特别涉及在电力***正常运行的情况下，确定变电站接地网的腐蚀及断点、以及新地网的虚焊和漏焊等故障的准确、可靠和简单的诊断方法，也可用于金属管道(水管、汽管、油管)的腐蚀诊断。

在发电站、变电站内集中了大量重要的电气设备，需要有良好的接地装置，来满足工作接地、安全接地和防雷接地的要求。工程实用的接地装置为接地网，它主要包括用扁钢、圆钢、角钢或钢管等焊接组成的网格11，该网格的节点处连接有接地引线13，如图1所示。该网格埋在地下一定深度，以达到均压、分流和减小接地电阻的作用，拉地引线一端露出地面与电力设备相连。

当发变电站发生短路事故时，故障电流I流经接地网入地，接地电阻R越小，接地网的电位升U就越低，此时地面上的接地物体的电位也就较低，保证电气设备和人身安全。

变电站的接地网是维护电力***安全可靠运行、保障运行人员安全的重要措施。构成接地网的导体埋在地下，常因施工时焊接不良及漏焊、土壤的腐蚀、接地短路电流电动力作用等原因，可能导致地网导体及接地引线的腐蚀、甚至断裂，使地网的电气连接性能变坏、接地电阻增高。若遇电力***发生接地短路故障，将造成地网本身局部电位差和地网电位异常增加，除给运行人员带来威胁外，还可能因反击或电缆外皮环流使得二次设备的绝缘遭到破坏，高压串入控制室，使监测或控制设备发生误动或拒动而扩大事故，带来巨大的经济损失和社会影响，在腐蚀性较强的土壤中，地网金属的年腐蚀率可达2.0mm，腐蚀性极强的土壤中可达8.0mm。因地网腐蚀或发生断裂而引起的事故时有发生，每次事故均造成巨大的直接经济损失。

目前，对于地网腐蚀及断点的了解手段非常原始。电力***现在了解地网腐蚀及断点的常用方法就是停电抽样开挖的办法，即过一定年数后，根据地区的土壤腐蚀率，经验地估计接地网导体电阻腐蚀程度，然后抽样挖开检查。这种方法带有盲目性、工作量大、速度慢，并且还受现场运行条件的限制，不能准确的判断断点和腐蚀程度。同时，发变电站承担着国民生产和人民生活的巨大任务，每一次停电都不可避免地要带来巨大经济损失，这样带来了实际操作上的困难。

而对引线故障的检查判断，目前通常采用的办法是：维护人员用肉眼观察接地引线在地表部分的腐蚀情况，并用力摇动接地引线以观查地表以下的浅层部分是否断裂，因为接地引线地表以上部分常常涂有防锈层，采用这种方法根本无发判断引线防锈层内部的腐蚀状况和程度；再者，由于接地引线大多是扁钢或圆钢这样的钢性材料，即使用力摇动也不能判断较深处的引线是否断裂，这种方法对于接地引线地表以下的腐蚀情况也无能为力。

另外的方法就是通过测量整个接地网的接地电阻来分析地网的腐蚀情况。这种方法在原理上存在问题。当地网腐蚀或存在断点时，地网的接地电阻基本上没有变化。即使地网由于严重腐蚀导致地网的解裂，由于两部分地网间的互电阻的作用，解裂后测量得到的接地电阻仍不会有较大的变化。另外接地电阻随土壤电阻率的季节变化、测量方法、测量方位的变化而有较大的变化，即测量得到的接地电阻变化不是由于地网腐蚀及断裂引起的。从另一方面来说，即使地网的接地电阻能反映地网的腐蚀情况，但也没法准确定位故障点。只好人工抽样开挖检查，或者大范围开挖检查，造成了成本昂贵、检测工作量大等弊端。

接地网的故障已是电力***安全运行的心腹大患，查找接地网的断点及严重腐蚀段已成为电力部门一项重大反事故措施。

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种发变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法及其测量、诊断***，可在不停电和不对地网开挖的情况下，了解地网各段导体的腐蚀程度及是否断裂，保障电力***的安全、可靠运行。且具有简单、准确、不受现场运行条件的限制等优点。

本发明提出一种发变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采用直流电源外接于地网的两接地引线间，对地网施加大的直流电流；

2)测量地网两接地引线间的电压及测量回路的电流，继而得到两接地引线间的入端电阻或转移阻抗；

3)测量根据地网拓扑结构及所有接地引线位置确定的测量方案所要求测量的所有接地引线间的入端电阻及转移电阻；

4)将测量结果及地网的拓扑结构输入诊断软件，由诊断软件分析得到各段导体的电阻值；将分析得到的各段地网导体的电阻值与假设地网完好时计算分析得到的设计电阻值(或历史测量结果分析值)进行比较，根据阈值判断该段地网的导体是否断裂，腐蚀的程度。

上述的第1)步具体可包括以下步骤；

1)将地网的拓扑结构及接地引线的位置输入诊断软件，由诊断软件确定测量方案，即确定需要测量哪些接地引线间的入端电阻或转移电阻；

2)向地网注入直流大电流，加在地网两条需要测量的接地引线之间。

上述的第2)步，具体可包括：

测量得到各引线间的电压和施加的电流大小，采用采样/保持的测量方式，实现电压U和电流I同步测量，得到电压、电流同一瞬时的值，即得到量接地引线间的入端电阻或转移电阻。

重复进行上述步骤，可得到测量方案要求测量的所有接地引线间的入端电阻或转移电阻。

本发明还提出一种采用上述发变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法的地网腐蚀及断点测量、诊断***，包括计算机及存储在该计算机的存储器中的预先编制的诊断软件，以及与诊断软件通讯的微小电阻测量装置。所说的微小电阻测量装置包括采集测量信号的模拟输入电路，将各路的每个采样瞬间的模拟测量值转换成数字量的多通道模数转换电路，以及将转换成数字量的信号进行运算及处理的单片机及其数字电路；所说的输入电路由限压保护和放大电路组成；所说的多通道模数转换电路由多路开关、采样/保持、量程转换及模数转换组成，所说的单片机的电路包括数据处理、***复位和数据通讯，还包括存储在单片机存储器中的预先编制的测量数据分析处理软件，数据通讯将测量结果传送到计算机中的诊断软件。所说的存储在计算机的存储器中的预先编制的诊断软件，由拓扑结构输入、测量方案确定、腐蚀及断点分析及分析结构图形显示等功能模块组成。

上述测量***可通过箱体采取细致的电磁屏蔽，硬件***采用模拟电路与数字电路分开、数字电路芯片的电源去耦、将地线加粗、用地线包围、分隔各功能块以及采用“看门狗”电路等措施，软件设计上采用主程序入口增加延时软件、可编程I/O口的功能设定反复进行、控制指令反复执行、指令冗余、数字滤波、数据处理等措施确保整体抗干扰能力。

本发明的基本原理就是根据地网接地引线之间入端电阻或转移电阻的测量值，由已知的地网的拓扑结构，应用适当的计算方法，求出地网各段导体的电阻，根据电阻的编号确定相应的腐蚀程度。如果地网某处导体的电阻明显升高，就说明该处发生了断裂或腐蚀。

本发明根据电路理论建立腐蚀诊断的数学模型及其迭代格式，采用优化理论的二次规划法求解病态和欠定的数学模型；导体是否断裂的阈值判据采用人工神经网络方法来确定。利用本发明研制的精密测量小电阻的装置得到准确的测量数据，测量装置采用数字滤波的方法，消除干扰的影响。由于接地网本身的电阻较小，因此为保证测量的准确性，提高抗干扰的能力，以较大的直流电源注入地网进行测量。测量值优化选择通过主元分析研究了一种自动确定测量方法的选择方法。当地网某段导体发生断裂或腐蚀时，这段导体的电阻必然升高，另外变电站各种电气设备都有和地网相联的接地引线，由于土壤电阻率和地网的金属导体的电阻率相比大很多，因此可以将地网等效为一个集中参数纯电阻网络，地网的接地引线为这一网络的可及节点，即可测点，将地网看成一个端点数和接地引线数目相同的多端口电阻网络，接地引线就是这一网络的可及接点，也就是可测点；这样就将地网故障点检测的问题转化为一个根据多端口网络的端口特性来确定网络内部参数的网络分析的逆问题，即电阻网络的诊断问题。因此可以根据地网的接地引线之间的电气参数的测量值，以及已知的地网的拓扑结构，应用理论分析方法，则可求出地网各段导体电阻值，就可以判断出地网的断点位置及各段导体的腐蚀程度，有针对性地进行地网的修复，以及估计地网的运行寿命还有多少年。

本发明所述方法如图2所示。采用了直流电源(蓄电池)21外接于地网11，对地网施加大的直流电流(20A左右)。A、B是地网接地引线13的两个可及节点。101和101’是测量***22的电流采样端口；102和102’是测量***的电压采样端口，测量地网两可及支路A、B间的电压。R是分压用的精密电阻，通过测量其上的电压计算得到测量回路的电流，也即向地网注入的测量电流。本方法采用的测量装置同时采集多路数据，同时得到接地引线间电压差和精密电阻上电压降，继而得到两接地引线间的入端电阻。

本发明采用的地网腐蚀诊断的数学模型简述如下：

地网诊断的数学模型采用特勒根定理推导出多端口网络的转移阻抗矩阵和网络内部参数之间的关系，并直接导出相应的迭代格式。

发变电站的接地网故障繁多复杂，而且地网节点多、规模大，又多为软故障。考虑到伴随网络法可定位、定值多故障，能求出地网各段导体电阻值，并根据其变化量确定支路故障，这正是本发明要求和希望的。因此，必须解决的问题是诊断方程的欠定问题(未知数的个数小于已知数的个数)，本发明采用类似于伴随网络法的诊断方程，用迭代的数学方法将其收敛至实际解。

腐蚀前的接地网网络N如图3a所示和发生腐蚀后的接地网网络N’如图3b所示具有完全相同的节点和支路及编号(断点看出是腐蚀的一种特殊形式)，完全相同的参考节点，即具有相同的拓扑结构。图中13a，11b，及13m，13a’，13b’，及13m’为地网的接地引线13的编号。此线性网络有n个节点(包括可及节点)、b条支路、m个可及节点。各符号定义如下：

V_b＝[v_b1，v_b2，…，v_bb]为支路电压向量；

I_b＝[i_b1，i_b2，…，i_bb]为支路电流向量；如果当网络的某支路电阻由R_k变化为R_k′时，即：

R_k′＝R_k+ΔR_k                                             (1)则网络N就变为网络N’，其i端和j端之间的自电阻也相应由R_ij变化为R_ij′，即：

R_ij′＝R_ij+ΔR_ij                                          (2)根据特勒根似功率定理： $\underset{k=1}{\overset{b+1}{\mathrm{\Σ}}}{V}_k{I}_k^{\′}=0$ 及 $\underset{k=1}{\overset{b+1}{\mathrm{\Σ}}}{V}_k^{\′}{I}_k=0---\left(3\right)$ V_k和V_k′为腐蚀前和腐蚀后的对于支路的电压，I_k和I_k′为腐蚀前和腐蚀后的对于支路的电压。设测量时向地网注入的电流为I₀，有

V_ij＝-R_ijI₀及V_ij′＝-R_ij′I₀                    (4)且I_ij＝I_ij′＝I₀，由此得： $\underset{k=1}{\overset{b+1}{\mathrm{\Σ}}}{V}_k{I}_k^{\′}=\underset{k=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}{V}_k{I}_k^{\′}+V_{\mathrm{ij}}{I}_{\mathrm{ij}}^{\′}=\underset{k=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}{V}_k{I}_k^{\′}-R_{\mathrm{ij}}{I}_0^2=0---\left(5\right)$ $\underset{k=1}{\overset{b+1}{\mathrm{\Σ}}}{V}_k^{\′}{I}_k=\underset{k=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}{V}_k^{\′}{I}_k+V_{\mathrm{ij}}^{\′}{I}_{\mathrm{ij}}=\underset{k=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}{V}_k^{\′}{I}_k-R_{\mathrm{ij}}^{\′}{I}_0^2=0---\left(6\right)$ 将式(1)、式(2)、式(4)、式(5)分别代入式(6)，得： $\underset{k=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}{V}_k^{\′}{I}_k-R_{\mathrm{ij}}^{\′}{I}_0^2=\underset{k=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}{I}_k^{\′}{R}_k^{\′}{I}_k-(R_{\mathrm{ij}}+\mathrm{\Δ}{R}_{\mathrm{ij}})I_0^2$ $=\underset{k=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}{I}_k^{\′}(R_k+\mathrm{\Δ}{R}_k)I_k-(R_{\mathrm{ij}}+\mathrm{\Δ}{R}_{\mathrm{ij}})I_0^2$ $=\underset{k=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}(I_k^{\′}{R}_k{I}_k+I_k^{\′}\mathrm{\Δ}{R}_k{I}_k)-(R_{\mathrm{ij}}+\mathrm{\Δ}{R}_{\mathrm{ij}})I_0^2---\left(7\right)$ $=\underset{k=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}{I}_k^{\′}\mathrm{\Δ}{R}_k{I}_k-\mathrm{\Δ}{R}_{\mathrm{ij}}{I}_0^2$ $=0$ 化简后即得： $\mathrm{\Δ}{R}_{\mathrm{ij}}=\underset{k=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}{I}_k^{\′}\mathrm{\Δ}{R}_k{I}_k/I_0^2---\left(8\right)$ 因此可得测量端入端电阻的数学迭代模型：

其中，n为迭代次数。

地网各段导体电阻值和地网接地引线间电气参数之间的数学关系是一个非线性关系，必需采用迭代方法进行求解，这就牵涉到算法的迭代格式及收敛问题。通常测量得到的接地引线间电气参数的独立数据小于地网的导体数，因此必须考虑欠定非线性方程的求解问题。由于地网各段导体电阻的变化所引起的接地引线间电气参数值的变化并不十分明显，因此其计算结果对测量误差非常敏感，从理论上讲这是一个严重病态问题，必须采取一定的方法加以克服。降低计算结果对测量误差的敏感度。另外测量值总是存在误差等具体情况，需建立一种快速准确、抗噪声能力强、能有效克服矩阵病态影响的计算方法。

对于前面推导的数学模型，本发明采用优化的方法求解，这里用到了二次规划法寻求满足一定约束条件的最优解。通过对各种数学规划方法进行比较，本发明采用了二次规划算法中的Richardson方法。

为使所有方程中的误差同时得到校正，采用了最简单的SIRT算法(Simultaneous Iterative Reconstruction Techniques)，其矩阵表达式为： ${\left[x_{k+1}\right]}_1={\left[x_k\right]}_i+{\left[M^T(p-{\mathrm{Mx}}_k)\right]}_j/\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\left[M^{T}M\right]}_{i,j}$ 对应的泛函为k(x)＝(p-Mx)^T(p-Mx)对应的矩阵D为一对角矩阵，其第i个元素D_i为 $D_i=1/{\left(\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\left[M^{T}M\right]}_{i,j}\right)}^{1/2}$ 由于矩阵M的所有分量都是非负的，因此该算法收敛。

本发明根据前面节省的数学模型及数值计算方法等，编写了地网腐蚀诊断软件。该软件全图形界面、操作简便，只要输入地网导体数据，程序自动生成拓扑结构图、测量方案图，程序读入各可及节点测量数据文件后，就能通过计算诊断出故障段，并由图形直观地表达出来。图4所示为诊断软件流程图。其基本过程是先读入地网的拓扑结构文件^*.brh，由地网的拓扑结构确定诊断地网腐蚀的测量方案。根据测量方案测量各接地引线间的入端电阻或转移电阻，得到测量文件^*.msr。下面的计算步骤为根据拓扑结构及测量结果分析各段导体的腐蚀及断裂的情况：根据拓扑结构构造导纳矩阵，进行三角分析，进行电路的节点法运行，根据诊断方程优化分析得到各段导体的电阻值Rk，如果分析结果达到规定的精度要求，则停止分析计算，保存计算结果Rk为^*.out，根据阈值判据判断各段导体是否断裂，计算各段导体的腐蚀程度，保存为^*.dia，输出分析结果。

由于在原理上将断点看成是一种特殊形式的腐蚀，因此需要考虑腐蚀程度达到多大时为导体腐蚀断裂。根据地网接地引线间电气参数的测量值所求得的地网各段导体电阻计算值和实际值在绝对值上总是存在一定的误差，各段导体电阻计算值之间的相对值才对故障点的判断有意义，因此必须根据这些电阻值的分布情况自动确定出有断点和无断点之间的电阻界限，及进行阈值判据的确定。

本发明通过大量的仿真计算，采用人工神经网络建立了不同容差情况下的阈值模型。

在地网诊断时，不可避免地会出现实际施工时的图纸与网络的拓扑结构有一定的差异、电缆沟的影响等。分析表明，这些容差引用的诊断误差不大，对断点的影响可以通过调整阈值来解决。

诊断***的另一部分是精密测量地网接地引线间微小电气参数(入端电阻或转移电阻)的测量***。接地引线间的入端电阻只有mΩ级，该诊断***解决了在存在外界干扰的情况下精确测量mΩ级的小电阻的问题。

本发明设计出的小电阻的微机测量装置，该测量装置具备在外界干扰下数字化的准确测量的功能。其原理是向地网接地引线间注入大电流(20～30A)提高信噪比来测量引线间的电位差及输入电流，得到入端电阻，或测量其它引线间的电位差来得到转移电阻。考虑到测量装置应能在发变电站正常工作时进行地网的腐蚀诊断，电磁环境十分恶劣，测量装置中采取了一系列通用的抗干扰措施来保证单片机及单片机程序的抗干扰能力。

地网腐蚀诊断***的测量装置部分的基本功能是对干扰作用下小信号的准确检测。为此，设计整个电路包括过压保护、量程转换、采样/保持、A/D、数字主板等几个模块部分。

如果将所有接地引线间的电气参数都进行测量，一是工作量大，二是有些测量结果是重复的，因此本发明在诊断软件中加入了根据主元分析原理的测量方案自动确定方法，在将接地网的拓扑结构及接地引线的位置输入诊断软件后，通过分析确定需要测量的电气参数的接地引线编号，提供测量方案。

本发明的技术特点与效果：

本发明设计的测量地网微小的入端电阻或转移电阻的单片机仪器和基于Windows的图形化的诊断软件，构成为一套诊断***。是一个以计算机为核心、集测量和计算为一体的地网断点及腐蚀的诊断***，即用于地网断点及腐蚀诊断和新地网的验收的工业CT。

采用本发明方法的诊断结果与实际部分开挖得到的实际接地导体的腐蚀情况基本一致，误差在8％以内，能有效诊断接地网导体的断裂情况。具有较高的准确度，能满足现场测量的要求。

这种腐蚀诊断方法简单、准确、不受现场运行条件的限制，实现在不停电和不开挖的情况下，对地网的故障进行有效的诊断，保证了工程质量和消除了地网的隐患，有助于对地网的维护和科学管理。由于可预防重大事故的发生，具有很大的经济效益和社会效益。因此具有广阔的应用前景和经济效益。

本发明除了应用于地网腐蚀普查***，还成为在接地工程竣工后对施工中的地网漏焊和虚焊有效的检查验收手段，即诊断分析地网的虚焊和漏焊情况，确保地网施工的工程质量。同样，也可用于金属管道(水管、气管、油管)的腐蚀诊断。

附图简要说明：

图1为接地网示意图。

图2为本发明测量方法示意图。

图3为故障前后的网络示意图。其中，图3a为故障前后的网络，图3b为故障前后的网络。

图4为本发明计算模块流程示意图。

图5为本发明测量***结构示意图。

图6为本发明测量***单片机软件流程图。

图7为本发明实施例的地网局部结构图。

图8为本发明实施例的诊断结果。

图9为本发明实施例的各支路计算电阻增大倍数(对应腐蚀程度)。

本发明的一种发变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法及测量、诊断***实施例结合附图说明如下：

本实施例对新建的220kV变电站进行了断点诊断实验。试验时人为焊断一根地网导体。本实施例的诊断发变电站接地网的腐蚀及断点的操作步骤如下：步骤1：确定测量方案：将地网的拓扑结构及接地引线的位置输入诊断软件，由诊断软件对地网进行分块处理，确定测量方案，即确定需要测量哪些接地引线间的入端电阻或转移阻抗。步骤2：根据步骤1确定的测量方案，测量入端电阻或转移电阻：

(a)向地网注入直流大电流(25安培左右)。用25安培左右的直流恒流源作为外加电源，加在地网两条某两条接地引线之间。在工程现场中，恒流源较难得到，可采用180安小时的蓄电池代替。用直流电源可以避免交流电源的感应电势的影响。加大电流可以抑制地网导体中的干扰信号。

(b)量得到各引线间的电压。测量***对外部信号采用采样/保持的测量方式，可以保持多路信号的相同瞬时的值，实现电压U和电流I同步测量，可得到U、I同一瞬时的值，从而消除蓄电池电压下降等不稳定因素的影响，得到两接地引线间准确的入端电阻。

(c)测量结果与诊断分析软件通讯，直接送入诊断软件。

步骤3：确定地网各段导体的腐蚀及断裂情况：

(a)确定腐蚀后地网各段导体的电阻：通过编制的诊断软件(如图4所示)，由测量得到的地网接地引线间的入端电阻或转移电阻，以及输入的地网拓扑结构，求出地网各段导体的电阻。

(b)将各段导体通过测量结构分析得到的各导体电阻与计算分析得到的设计电阻值进行比较，根据腐蚀后(或新地网施工完成后)各段导体电阻的变化情况，根据阈值判据来判断各段导体是否断裂，判断腐蚀的程度，如果是新地网则判断虚焊或漏焊的情况。在接地网设计、竣工后，由于其各段导体的长度、截面积及材料被确定，其设计电阻值是一定的，因此，计算出来的各导体的电阻值的差异代表了腐蚀程度的差异。

本实施例的测量装置的结构如图5所示，第一个模块的是输入电路，包括限压保护和放大电路两部分。可选择合适的放大电路，以减小信号的失真，严格控制运放的零漂、温漂。

第二个模块是多通道模数转换电路，包括多路开关、采样/保持、量程转换及模数转换，将各路的每个采样瞬间模拟测量值转换成数字量送入单片机主板。

第三个模块是单片机的核心电路，包括数据处理、***复位和数据通讯，实现的功能为微处理器获得模数转换的结果后，按预先设计的算法对它实行运算，并将运算结果通讯传至计算机。上述所用模块均可采用市售产品。

图6所示为本实施例测量装置单片机软件流程图。先根据要求在需要测量的引线间施加直流电流，布置测量引线间电位差的测量引线后，测量过程为先将测量***的各个部分进行初始化处理，由计算机发布测量开始的命令，确定测验时间间隔，数据采样，进行数模转换，如果测量结果异常则重新采样一次，一共进行300次采样，采样结束后，对测量结果进行修正，修正后的结果传输送入主机中的诊断软件的测量文件^*.msr。

本实施例测量装置通过箱体采取细致的电磁屏蔽，硬件***采用模拟电路与数字电路分开、数字芯片的电源去耦、将地线加粗、用地线包围、分隔各功能块以及采用“看门狗”电路等措施，软件设计上采用主程序入口增加延时软件、可编程I/O口的功能设定反复进行、控制指令反复执行、指令冗余、数字滤波、数据处理等措施确保整体抗干扰能力。这些都是常用的微机***抗干扰的措施。

本实施例地网局部结构图如图7所示。试验前切断了5-6导体。诊断软件直接将结果以图形方式输出，见图8。图中的灰度表示腐蚀程度，黑色为断裂。

根据诊断结果文件，将各水平支路计算数据如图9所示，图中12支路为确定的图7中的5-6导体。设定电阻增大倍数为1.2以下时，导体没有发生腐蚀，而设定电阻增大倍数为3以上时导体发生断裂。从图6中即可判断故障为5-6支路，与实际结果完全一致。现场测量诊断结果是令人满意的。

通过测量数据，和采用诊断软件进行分析，分析得到的断点位置完全与实际情况完成一致。实验结果令人满意，验证了本发明提出的地网腐蚀及断点诊断原理和方法的准确性及***的可行性。另外对地网腐蚀诊断的结果与对实际地网部分开挖得到的实际接地导体的腐蚀情况基本一致，误差在8％以内。

Claims (6)

1、一种发变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采用直流电源外接于地网的两接地引线间，对地网施加大的直流电流；

2)测量地网两接地引线间的电压及测量回路的电流，继而得到两接地引线间的入端电阻或转移阻抗；

3)测量根据地网拓扑结构及所有接地引线位置确定的测量方案所要求测量的所有接地引线间的入端电阻及转移电阻；

4)将测量结果及地网的拓扑结构输入诊断软件，由诊断软件分析得到各段导体的电阻值；将分析得到的各段地网导体的电阻值与假设地网完好时计算分析得到的设计电阻值进行比较，根据阈值判断该段地网的导体是否断裂，腐蚀的程度。

2、如权利要求1所述的发变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法，其特征在于，所说的第1)步的采用直流电源外接于地网的两接地引线间，对地网施加大的直流电流的方法，具体包括以下步骤；

(1)将地网的拓扑结构及接地引线的位置输入诊断软件，由诊断软件确定测量方案，即确定需要测量哪些接地引线间的入端电阻或转移电阻；

(2)向地网注入直流大电流，加在地网两条需要测量的接地引线之间。

3、如权利要求1所述的发变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法，其特征在于，所说的第2)步的测量地网两接地引线间的电压及测量回路的电流，继而得到两接地引线间的入端电阻或转移阻抗的方法，具体包括：

测量得到各引线间的电压和施加的电流大小，采用采样/保持的测量方式，实现电压U和电流I同步测量，得到电压、电流同一瞬时的值，即得到该两条需要测量接地引线间的入端电阻或转移电阻。

4、一种采用如权利要求1所述发变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法的地网腐蚀及断点测量、诊断***，其特征在于，包括计算机及存储在该计算机存储器中的预先编制的诊断软件，以及与该诊断软件通讯的微小电阻测量装置；所说的微小电阻测量装置包括采集测量信号的模拟输入电路，将各路的每个采样瞬间的模拟测量值转换成数字量的多通道模数转换电路，以及将转换成数字量的信号进行运算及处理的单片机及其数字电路；所说的输入电路由限压保护和放大电路组成；所说的多通道模数转换电路由多路开关、采样/保持、量程转换及模数转换组成，所说的单片机的电路由数据处理、***复位和数据通讯所组成，还包括存储在单片机存储器中的预先编制的测量数据分析处理软件，该数据通讯将测量结果传送到计算机中的诊断软件。

5、如权利要求4所述的地网腐蚀及断点测量、诊断***，其特征在于，所说的存储在计算机的存储器中的预先编制的诊断软件，由拓扑结构输入、测量方案确定、腐蚀及断点分析及分析结构图形显示功能模块组成。

6、如权利要求4所述的地网腐蚀及断点测量、诊断***，其特征在于，所说的测量装置安装在具有电磁屏蔽的箱体中，所说的模拟电路与数字电路分开设置、还包括将数字电路的芯片的电源去耦、将地线加粗、用地线包围、分隔各功能块以及采用“看门狗”电路；所说的软件采用主程序入口增加延时软件、可编程I/O口的功能设定反复进行、控制指令反复执行、指令冗余、数字滤波、数据处理功能模块。

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