[發明專利]一種診斷接地網連接狀態的測量裝置

有效

• 申請號: 201010586932.0
• 申請日: 2010-12-14
• 公開（公告）號: CN102095999A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 何為;徐征;楊帆;李冰;鞠康;冉鵬;黃薏宸
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R27/20;G01R31/08
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

技術領域

本發明涉及一種診斷接地網連接狀態的測量裝置。

背景技術

接地就是將電氣設備的某些部位、電力系統的某點與大地相連，提供故障電流及雷擊電流的泄流通道，穩定電位，提供零電位參考點，以確保電力系統、電氣設備的安全運行，同時確保電力系統運行人員的人身安全。接地網在發變電站的安全運行中起著重要的作用。表征接地網連接狀態的參數為接地電阻。接地電阻的大小，反映了接地裝置流散電流和穩定電位能力的高低及保護性能的好壞。接地電阻越小，保護性能越好。電力行業標準DL/T621—1997《交流電氣裝置的接地》中第5.1.1條要求是R≤2000/I。當I＞4000A時可取R≤0.5Ω。當用1000V以下設備時，接地電阻應符合R≤125/I?Ω，當用于1000V以上設備時，接地電阻R≤250/I?Ω電阻，任何情況下不應大于10Ω。

但是，當前我國由于資源缺乏和經濟原因，大多都采用普通碳鋼作為接地網材料。鋼材接地網雖然比銅質接地網更加經濟實惠，但是它抗腐蝕能力不如銅，在沒有保護的條件下，易受到土壤的腐蝕，加上電網設備運行中的泄流電流造成的電解腐蝕，直接導致接地網截面減少，甚至于接地網斷裂，從而增大接地電阻，降低地網對電力系統的保護性能，危及設備及人身安全。國內由于地網腐蝕而導致的電力事故較多。隨著電壓等級的升高，這種事故發生的幾率將更大、破壞性將更強。目前，電力系統的接地網的檢測手段主要是通過局部開挖法結合測量接地電阻來實現，局部開挖法耗費大量人力物力，同時帶有一定的盲目性和不準確性，不能完全真實反應整個接地網的連接運行狀態。因此需要設計一種裝置能夠實現對接地網連接狀態的實時監測，維護接地網性能的穩定，延長接地網的適用壽命。

介于目前國內的情況，在該裝置中采用直接數字式頻率合成器（DDS）產生的信號作為激勵信號，該信號經過數模轉換、放大處理，并以接地棒為載體，將信號注入待檢測的接地網中，然后獲取相應的信號，通過對響應信號的調理，利用數字相敏解調（DPSD）算法求取檢測到的信號的幅度和相位，并向PC機輸出，通過一定的運算得到接地網的連接狀態，完成對接地網的診斷與檢測。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有問題,提供一種診斷接地網連接狀態的測量裝置，它在使用時不開挖，具有較高準確度的同時，又可節省大量人力物力，帶來巨大的經濟效益。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案方案是這樣的：即一種診斷接地網連接狀態的測量裝置，包括接地網、信號注入開關陣列、信號檢測開關陣列、信號發生電路、信號預處理電路、信號調理電路、模數轉換電路和中央處理控制電路；其特征是：

（a）信號發生電路在中央處理控制電路控制下產生不同頻率的數字激勵信號，模擬自然條件下的各種不同信號，該數字激勵信號經過信號預處理電路進行數模轉換及放大濾波處理后作為激勵信號向信號注入開關陣列的接地棒輸出；由中央處理控制電路通過模數轉換電路、信號調理電路獲得信號檢測開關陣列中檢測到的響應信號的幅度和相位信息；

（b）所述接地網由接地鋼板網格化后在節點設置接地棒陣列構成；

（c）接地棒作為激勵信號注入與響應信號輸出的載體，其輸入端分別與信號注入開關陣列和信號檢測開關陣列相連，在每次測量中，由中央處理控制電路選擇一對相距較遠的接地棒作為激勵接地棒，并控制信號注入開關陣列和信號檢測開關陣列分別連通和斷開所述激勵接地棒；而其余的接地棒作為檢測接地棒，只與信號調理電路輸入端相連通；

（d）信號調理電路對從檢測開關陣列上獲得的信號進行濾波、補償處理，然后送給模數轉換器進行模數轉換后進入中央處理控制電路；

（e）中央處理控制電路利用數字相敏解調（DPSD）算法求取接地棒檢測到的響應信號的幅度和相位,得到最終的信號測量值，并將該值向PC機輸出。

本發明裝置由于上述結構而具有以下特點：

1）將接地鋼板等間距劃分為若干網格，在節點處設置接地棒，將接地棒作為檢測測量的載體，通過該裝置的檢測和診斷，得到接地網的局部阻抗信息，這樣能夠更加精確準確的定位接地鋼板的故障點，避免了通過局部開挖法帶來的盲目性與不準確性。

2）利用信號發生電路，能夠產生不同頻率的信號，模擬自然條件下的各種信號，對不同的激勵信號進行測量，提高了裝置的應用性。

3）每根接地棒都具有輸入和輸出的功能。通過中央控制處理器決定接地棒作為信號注入端或是信號測量檢測端，無須額外的檢測裝置，大大降低了裝置的成本。