[發明專利]一種接地網阻抗變頻檢測方法與裝置

在審

• 申請號: 201811582620.5
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109444555A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 張樹亮;徐洪福;宋文樂;劉東亮;王向陽;谷雨;劉楊;李響;朱桂東;劉洋;王璐
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司滄州供電分公司;華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01R27/20
• 分類號: G01R27/20;G01R31/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

一種接地網阻抗變頻檢測系統與方法，利用變頻信號發射系統和阻抗測量系統測量接地網在不同頻率下的視在接地總阻抗，并與理論仿真計算結果進行對比，由于接地網導體和土壤分布參數的影響，接地網在不同頻率下的接地阻抗隨頻率的增加而升高，且接地網導體腐蝕越嚴重，同一頻率下的接地阻抗越高的特征規律，獲得接地網大面積腐蝕程度的信息。本發明操作簡便，不受土壤參數、天氣、等因素的影響，在不需要接地網體圖紙、不需跟蹤測量對比以及不影響電力系統正常運行的情況下，得到接地網腐蝕狀態信息。本發明不僅可用于電力系統，也可用于通信、石化、雷達站等部門接地網的腐蝕檢測和性能分析。

技術領域

本發明涉及一種在變電站正常運行的情況下，檢測接地網腐蝕狀態及評估接地網安全性能的方法，解決了接地網大面積整體腐蝕變細的檢測效率和精度，屬電力系統檢測技術領域。

背景技術

接地網對變電站、輸電線路鐵塔、通訊鐵塔等設施的安全運行和防雷起到十分關鍵的作用。變電站的電氣設備大多與接地網相連，由接地網提供一個公共的電位參考地，當電力系統遭受雷擊或發生故障時，及時將故障電流進行排泄從而降低變電站的地電位升，避免事故的擴大，因此相關的生產和運行部門對接地網狀態的檢測和接地性能的評估方法和措施十分關注。

變電站的接地網一般為網格狀，鐵塔的接地網通常為環形或小型網格狀，常利用扁鋼或圓鋼等材料焊接組成，一般埋入地下0.6至0.8米的深度，一是電力系統運行的工作需要，二是起到泄放雷電流和短路故障電流，地表區域均壓以及減小接地阻抗的作用。根據需要在接地網網格導體的不同位置處有接地導體與地面的電氣設備相連接。在高腐蝕土壤地域，埋入地下的接地網體易發生腐蝕受損，可能使接地導體截面積減小或斷裂，破壞原有的設計結構，降低接地性能，喪失保護功能，成為電力系統生產及運行部門的安全隱患。因此，檢測接地網導體的缺陷和腐蝕狀態，評估接地網的安全性能，發現接地網的隱患部位和狀態，并及時進行維護已成為電力部門一項重要的預防事故措施。

診斷接地網腐蝕或斷裂缺陷的常用方法就是過一定年限后抽樣挖開檢查，根據接地網體分布土壤的大致結構和腐蝕率，憑經驗估計接地網體的腐蝕狀態。這種方法具有盲目性，工作量大，需要消耗大量的人力、物力和財力，同時還受到現場運行條件的制約，很難準確的診斷接地裝置的缺陷。對于網格狀接地體，研究人員也開展了大量研究工作，進行了一些新方法的嘗試，例如，電化學方法、探地雷達方法、節點互阻抗法、地表電位方法、瞬變電磁方法等。上述方法為大型接地網體的檢測提供了一些思路，在實際運用中還存在諸多局限性。其中，電化學方法可分析項目少，只能獲得局部的信息；探地雷達用于接地網體的檢測存在分辨率不足的問題；節點互阻抗法需要精準的接地網圖紙，需要跟蹤監測對比，且易受天氣、土壤條件等因素的影響，檢測周期長、效率低。在實際工程中，當接地網導體局部腐蝕或出現小斷口時，地表電位變化較小，用于接地網體的腐蝕狀態和尋找斷點也是困難的。電磁方法對于接地網體大面積整體均勻腐蝕變細的狀態也難以檢測。

隨著我國電力系統的發展，裝機容量逐年增加，接地網的檢測和維護技術需要同步創新和提高，如何快速準確的檢測接地網的腐蝕狀態和評估安全性能，為生產運行部門提供準確可靠的檢測結果，對于避免盲目的開挖檢查和接地網更換意義重大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種接地網大范圍腐蝕變細程度的檢測方法，實現了簡便、實用、準確地對接地網大范圍腐蝕變細的狀態檢測和接地網整體安全性能的評價，不僅可以實現接地網帶電檢測的問題，而且可以為接地網的設計和維護提供科學依據。

一方面，本發明提出一種接地網阻抗變頻檢測系統，由變頻信號發射系統、阻抗測量系統和電流互感器組成；變頻信號發射系統發射不同頻率的信號，阻抗測量系統測量接地網的阻抗，電流互感器拾取由接地網、第一電纜線、第二電纜線、變頻信號發射系統和大地土壤構成的回路的電流輸入到阻抗測量系統的電流輸入端口，其特征在于：通過測量接地網在不同頻率下的接地阻抗，并與理論設計結果比較，得到接地網導體的大面積腐蝕程度信息，并以此評價接地網的整體安全性能，給出接地網修繕與否的科學依據和決策參考。