CN203858320U - 一种基于阀值比较的接地网腐蚀断点检测*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于阀值比较的接地网腐蚀断点检测***，属于电网***中接地网腐蚀断点检测技术领域。该***包括电流检测装置、电流注入装置、磁场检测装置和阀值比较电路；电流检测装置用于检测接地网完好时各段导体轴向电流分布；电流注入装置用于向接地网中注入一定频率的交变电流；磁场检测装置用于测取地表某点处垂直于正下方导体且水平方向的交变磁场强度；阀值比较电路通过对某点测得的磁场强度值的归一化响应因子与阈值进行比较判断该点是否存在腐蚀断点。该***根据接地网的实际大小，选择合适数目的电流源，利用接地网边缘处的引下线，向接地网中单向注入电流，既保证了测量的有效，又避免了测量引线对诊断效果的影响。
Description
技术领域
本实用新型属于电网***中接地网腐蚀断点检测技术领域，特别涉及一种基于阀值比较的接地网腐蚀断点检测***。
背景技术
接地网是变电站安全的重要保证，是保证电力***安全可靠运行的重要措施。大型变电站主要采用采用埋设于地下0.6到1米外缘闭合的水平接地网。接地网的材料主要有扁钢、圆钢、角钢以及铜质材料等，这些材料的特点是具有良好的导电性，从而是接地网起到均压的作用。当雷击变电站或者变电站发生短路故障时，故障电流经接地网分散入地，接地电阻越小，故障电流引起的电压升就越小，这样跨步电压和接触电压也就越小，从而使变电站内电气设备和人员安全得到保障。
由于接地网埋设于地下，不可避免会发生腐蚀，甚至出现断裂。接地的寿命只有8至10年左右，低于变电站的一般寿命。因此在变电站运行过程中，需要及时诊断出接地网是否存在断点，并能较精确得确定接地网腐蚀断点的位置。
针对接地网腐蚀断点的检测，目前主要有三种方法：基于电网络理论的方法、基于电化学的方法和基于电磁场的方法。第一种方法的诊断结果由于接地导体间的互阻抗左右，准确度较差；第二种方法受到接地网的复杂性和现场实施条件等因素的限制难以较好地应用于工程实际；第三种方法利用接地网的引上线向接地网内注入电流，测量地表正上方与导体垂直的水平磁场强度诊断接地网的断点，这种方法可以在非停电的情况下实现对断点的诊断，准确度较高，有较好的工程前景。但由于向接地网注入和抽出电流的导线不可避免要经过测量区域，从而对测量结果产生影响。
因此，目前急需一种能够对接地网中的腐蚀断点进行准确检测的***或装置。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于阀值比较的接地网腐蚀断点检测***，该***能对接地网是否存在腐蚀断点进行有效诊断并进一步确定腐蚀断点的具***置。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种基于阀值比较的接地网腐蚀断点检测***，包括电流检测装置、电流注入装置、磁场检测装置和阀值比较电路；电流检测装置用于检测接地网完好时各段导体轴向电流分布；电流注入装置用于向接地网中注入一定频率的交变电流；磁场检测装置用于测取地表某点处垂直于正下方导体且水平方向的交变磁场强度；阀值比较电路通过对某点测得的磁场强度值的归一化响应因子与阈值进行比较判断该点是否存在腐蚀断点。
进一步，所述电流注入装置的一端连接位于接地网外缘的引下线(一般选择接地网四周处避雷针的引下线)，另一端利用导线接至接地网线长度1.5倍远处的地点，从而避免地上导体载流产生的磁场对测量结果产生干扰。
进一步，电流注入装置注入电流的频率范围为100Hz至10000Hz之间。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种基于阀值比较的接地网腐蚀断点检测***，该***根据接地网的实际大小，选择合适数目的电流源，利用接地网边缘处的引下线，向接地网中单向注入电流，既保证了测量的有效，又避免了测量引线对诊断效果的影响。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：
图1为本实用新型所述***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
图1为本实用新型所述***的结构示意图，该检测***包括电流检测装置、电流注入装置、磁场检测装置和阀值比较电路；电流检测装置用于检测接地网完好时各段导体轴向电流分布；电流注入装置用于向接地网中注入一定频率的交变电流；磁场检测装置用于测取地表某点处垂直于正下方导体且水平方向的交变磁场强度；阀值比较电路通过对某点测得的磁场强度值的归一化响应因子与阈值进行比较判断该点是否存在腐蚀断点。
具体来说，本***的工作流程如下：
1、利用地表已有的电流引下线导体向接地网中注入一定频率的正弦电流Is1，注入电流时，利用导线将电流源的一端连接引下线，另一端则利用导线接至节地网线长度1.5倍远处入地，所选的引下线尽量处于接地网的边缘(一般选择接地网四周处避雷针的引下线)，从而避免地上导体载流产生的磁场对测量结果产生干扰。
2、对接地网进行拓扑简化，得到接地网的拓扑结构图。
3、按以下方法计算每段接地网地下导体的轴向电流:
其中，为注入电流源输出的电流值
为第m段导体的轴向电流值
Ckp为系数矩阵参数，以下详细介绍求解Cmn的方法
K为接地网导体拓扑图的支路数(导体段数)。
Ckp的求解方法如下：
每段接地网导体均应满足以下约束关系：
为该(k)段导体的自阻抗
lk为该(k)段导体的长度
Lkp为p段导体与该(k)段导体的互阻抗
Lkk为该(k)段导体的自阻抗
为第p段导体的轴向电流
Rkm1(Rkm2)为第m个节点周围单位漏电流在第k段导体的端点1(2)上产生的电位，可采用格林公式法精确计算
为第m个节点附近的漏电流。
又可被表示为：即轴向电流和的形式，其中Cm为关联矩阵第m行构成的向量，Il为轴向电流列向量。由此可将上述约束关系表示为如下轴向电流的线性组合关系：
从而可以确定Ckp，进而求得第m段导体的轴向电流
4、检查计算所得电流，若某些导体段的轴向电流值偏小，则按照1中所描述的方法增加逐个电流注入点，直到接地网中所有导体段的轴向电流值足够在地表感生出可测量的磁场强度。例如，增加一个电流源向接地网标号为2的导体端注入电流，此时接地网导体段的轴向电流计算矩阵方程变为：
5、逐段导体测量其地表正上方处水平并与导体段轴向垂直方向的磁场强度Bk。
6、利用毕奥萨伐定理和每段导体的轴向电流数值计算接地网完好假设下每(K)段导体正上方水平并与导体段轴向垂直的磁场强度B'K。
7、计算归一化的响应因子Fk，Fk＝Bk/B'k。若Fk接近0，则说明该段导体已存在腐蚀断口，实际中，根据实际情况，选择合适的阈值。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
Claims (3)
1.一种基于阀值比较的接地网腐蚀断点检测***，其特征在于：包括电流检测装置、电流注入装置、磁场检测装置和阀值比较电路；电流检测装置用于检测接地网完好时各段导体轴向电流分布；电流注入装置用于向接地网中注入一定频率的交变电流；磁场检测装置用于测取地表某点处垂直于正下方导体且水平方向的交变磁场强度；阀值比较电路通过对某点测得的磁场强度值的归一化响应因子与阈值进行比较判断该点是否存在腐蚀断点。
2.根据权利要求1所述的一种基于阀值比较的接地网腐蚀断点检测***，其特征在于：所述电流注入装置的一端连接位于接地网外缘的引下线，另一端利用导线接至接地网线长度1.5倍远处的地点，从而避免地上导体载流产生的磁场对测量结果产生干扰。
3.根据权利要求1所述的一种基于阀值比较的接地网腐蚀断点检测***，其特征在于：电流注入装置注入电流的频率范围为100Hz至10000Hz之间。
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