[發(fā)明專利]地中工頻電壓雙極板測評裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710394086.4
• 申請日: 2017-05-28
• 公開（公告）號: CN107271760B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周利軍;徐晗;王路伽;郭蕾;蔡君懿;唐浩龍;何健;王朋成;梅誠
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 51245 成都盈信專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 張澎

本發(fā)明公開了一種地中工頻電壓雙極板測評裝置與方法，工頻電壓發(fā)生模塊兩極分別接入接地網(wǎng)和銅棒電極上；接地網(wǎng)和銅棒電極埋入地中；雙極板電壓采集模塊埋入地中，通過同軸電纜與數(shù)據(jù)測量模塊輸入端連接；數(shù)據(jù)測量模塊通過無線通信模塊與信號控制平臺連接；信號控制平臺與圖形處理模塊連接；本裝置中雙極板電壓采集模塊對放置方向無要求，布置方便；本系統(tǒng)中采集電壓所得數(shù)據(jù)由無線通信模塊傳輸?shù)叫盘柨刂破脚_。本發(fā)明還公開了一種應(yīng)用上述裝置測量并計(jì)算地表感應(yīng)電壓梯度方法以及工頻電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地中工頻電壓雙極板測評裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

輸電桿塔接地裝置起著快速排泄故障電流、雷電流，降低桿塔電位，保證附近設(shè)備和人身安全的作用，是電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的一個重要保證，同時由于大地具有一定電阻率，電流入地點(diǎn)及電流流經(jīng)的地方會出現(xiàn)一定的電勢。雷電流入地點(diǎn)附近的地表將會呈現(xiàn)一定的電位分布，若此時雷擊點(diǎn)附近正好有人或動物，由于站立或行走于地表的不同兩點(diǎn)，這兩點(diǎn)之間的電位差作用在人或動物身上，可能會造成傷亡。當(dāng)發(fā)生雷擊或者接地短路時，可能造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。因此，找到一種能快速方便地對接地故障時地中電壓分布進(jìn)行檢測的裝置及方法，進(jìn)而采取相應(yīng)的防護(hù)措施已成為電力行業(yè)現(xiàn)有輸電線路運(yùn)行維護(hù)工作中亟待解決的問題。

目前，對地表的電位分布沒有有效的監(jiān)測方法，通常只能測得某一方向上的地中散流，通過地中散流情況推斷地表電位分布，操作過程復(fù)雜，精確度低，在具體實(shí)施過程中很不方便。針對以上的問題，本發(fā)明針對地中電壓分布監(jiān)測提出了一種地中工頻電壓雙極板測評裝置，為輸電線路桿塔周邊安全的判斷提供了一種新的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種地中工頻電壓雙極板測評裝置，該裝置能夠?qū)ゎl接地故障地中電壓進(jìn)行測評，該裝置集發(fā)生、采集、分析于一體，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便且安全可靠，通過設(shè)計(jì)的測試及分析方法得到接地故障時地中電壓分布，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸電線路桿塔周邊安全的高效、準(zhǔn)確判斷。

本發(fā)明的技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

一種地中工頻電壓雙極板測評裝置，信號控制平臺210與工頻電壓調(diào)節(jié)模塊100電氣連接，并與數(shù)據(jù)處理模塊230和無線通信模塊250數(shù)據(jù)連接；信號控制平臺210向工頻電壓調(diào)節(jié)模塊100發(fā)出控制信號，實(shí)現(xiàn)工頻電壓幅值及電壓輸出時間的調(diào)節(jié)；工頻電壓調(diào)節(jié)模塊100輸出端通過導(dǎo)線110與接地網(wǎng)130及銅棒電極120相連形成回路；四套電壓測量單元的探頭部分AA呈直線分布在接地網(wǎng)與接地極之間，每兩套之間距離相等為L。

所述四套雙極板電壓采集模塊由兩組金屬極板構(gòu)成，兩組極板由絕緣桿呈直角支撐，每組極板由兩片方形金屬極板由絕緣桿支撐相對而立；對于每組極板，有一絕緣導(dǎo)線焊接于每片極板上方；雙極板電壓采集模塊置于地表之下，極板所在平面與地平面垂直，且其放置角度任意。

進(jìn)一步地，所述信號控制平臺通過無線通信模塊與電壓測量單元通信，接收電壓測量單元的電壓數(shù)據(jù)信息并控制其工作狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述電壓測量單元包括電壓感應(yīng)單元和數(shù)據(jù)存儲轉(zhuǎn)換器，電壓感應(yīng)單元與雙極板上的絕緣導(dǎo)線相連，電壓感應(yīng)單元通過同軸電纜與數(shù)據(jù)存儲轉(zhuǎn)換器連接。所述工頻電壓調(diào)節(jié)模塊可輸出幅值、通斷時間可調(diào)的50Hz工頻電壓，與所述接地網(wǎng)、導(dǎo)線、銅棒電極和大地構(gòu)成回路。

所述電壓測量單元包括電壓感應(yīng)單元和數(shù)據(jù)存儲轉(zhuǎn)換器，電壓感應(yīng)單元與雙極板上的絕緣導(dǎo)線相連，電壓感應(yīng)單元通過同軸電纜與數(shù)據(jù)存儲轉(zhuǎn)換器連接。

本發(fā)明的另一目的是提供一種應(yīng)用上述裝置測量并計(jì)算地中工頻電壓的方法：