一種變電站接地網(wǎng)水平均壓導(dǎo)體腐蝕狀態(tài)遙控檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變電站接地網(wǎng)水平均壓導(dǎo)體腐蝕狀態(tài)遙控檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]接地網(wǎng)是輸配電工程變電站的必要設(shè)施，接地網(wǎng)在電力系統(tǒng)安全運行中起著十分重要的作用，首先是工作需要，為變電站內(nèi)的各種電氣設(shè)備提供一個公共的參考地，另外也是安全保護的需要，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障或遭受雷擊時，能迅速泄放故障電流并降低被保護區(qū)域的地電位升，保護工作人員的人身安全以及各種電氣設(shè)備的安全和正常運行。變電站的接地網(wǎng)通常利用扁鋼或圓鋼等材料焊接組成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，通常埋入地下I米以內(nèi)的深度，起到泄放故障電流、均壓和減小接地阻抗的作用。根據(jù)需要在接地網(wǎng)不同位置通過上引導(dǎo)體線與地表面的電氣設(shè)備相連接。
[0003]鋼質(zhì)材料的接地網(wǎng)導(dǎo)體隨運行年限的增加，常因焊接、腐蝕等因素，導(dǎo)致接地網(wǎng)導(dǎo)體變細、斷裂或出現(xiàn)斷點，不同地區(qū)因地質(zhì)、氣候條件的差異，腐蝕速率也存在較大的差異，接地網(wǎng)導(dǎo)體截面積過度減小或斷裂，會破壞原有接地網(wǎng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)，造成接地阻抗升高，降低接地性能，喪失保護功能。一旦由接地網(wǎng)引發(fā)電力系統(tǒng)事故，常會造成設(shè)備損壞、突然停電，其直接和簡接經(jīng)濟損失巨大。
[0004]排查接地網(wǎng)導(dǎo)體的斷點和腐蝕狀態(tài)是電力系統(tǒng)運檢部門一項重要的預(yù)防事故措施。目前，電力部門診斷接地網(wǎng)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(jù)接地網(wǎng)處土壤的大致結(jié)構(gòu)和腐蝕速率，憑經(jīng)驗估計接地網(wǎng)體的腐蝕狀態(tài)。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(xiàn)場運行條件的制約，很難準(zhǔn)確的診斷接地裝置的缺陷。
[0005]對于大型網(wǎng)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(xué)方法、探地雷達方法、節(jié)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(wǎng)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(xué)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(wǎng)體的檢測存在分辨率不足的問題，節(jié)點互阻抗法需要精準(zhǔn)的接地網(wǎng)體圖紙，需要跟蹤對比，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(dāng)接地網(wǎng)導(dǎo)體局部腐蝕或出現(xiàn)小斷口時，地表電位變化較小，用于接地網(wǎng)體的腐蝕狀態(tài)和尋找斷點也是困難的?，F(xiàn)有的電磁方法需要在變電站接地網(wǎng)地表面往復(fù)測量，效率不高，有時受到地表地物的影響，某些區(qū)域無法觸及。隨著我國電力事業(yè)的快速發(fā)展，裝機容量逐年增加，快速準(zhǔn)確檢測接地網(wǎng)的斷點和腐蝕，是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的一個重要預(yù)防事故措施之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要針對當(dāng)前檢測接地網(wǎng)的斷點和腐蝕狀態(tài)的方法存在工作量大、準(zhǔn)確度低、操作復(fù)雜等問題，提供一種變電站接地網(wǎng)水平均壓導(dǎo)體腐蝕狀態(tài)遙控檢測方法。
[0007]本發(fā)明為解決上述問題而采取的技術(shù)方案為:
[0008]一種變電站接地網(wǎng)水平均壓導(dǎo)體腐蝕狀態(tài)遙控檢測方法，包括以下步驟:
[0009](I)利用低壓大電流交流恒流源，通過接地網(wǎng)的兩條上引導(dǎo)體線向埋入地下的網(wǎng)格狀水平均壓接地網(wǎng)注入一個400Hz、5-50A左右的正弦波電流信號，網(wǎng)格狀水平均壓導(dǎo)體各支路作為發(fā)射天線，向周圍空間發(fā)射同頻的正弦波信號；
[0010](2)通過遙控?zé)o人直升機攜帶的磁場信號探測采集裝置，在接地網(wǎng)地表面快速巡航進行數(shù)據(jù)采集，完成對接地網(wǎng)支路導(dǎo)體在地表面鄰近空間區(qū)域激發(fā)磁場的探測和采集；
[0011](3)由無人機攜帶的北斗BDS、GPS雙模系統(tǒng)和數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)，將空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息和同步采集到的磁場數(shù)據(jù)信息一同傳輸?shù)胶笈_的終端電腦系統(tǒng)；
[0012](4)通過對整個接地網(wǎng)地表磁場的探測，獲得地表磁場整體分布圖，再仿真計算接地網(wǎng)正常情況下的仿真表磁場整體分布圖，然后將地表磁場整體分布圖與仿真表磁場整體分布圖進行對比，根據(jù)兩者的差異，診斷出接地網(wǎng)腐蝕變細或者斷裂缺陷的具體位置；
[0013](5)由無線終端、電腦及軟件系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)的實時接收、存儲、匯總和分析，輸出診斷結(jié)果。
[0014]本發(fā)明中的地表磁場整體分布圖和仿真地表磁場整體分布圖方法與公告號CN101216523B的專利中的方法相同。
[0015]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的采取的裝置為:
[0016]一種變電站接地網(wǎng)水平均壓導(dǎo)體腐蝕狀態(tài)遙控檢測裝置，包括埋入地下的接地網(wǎng)水平均壓導(dǎo)體，其中:還包括遙控?zé)o人機，信號發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)和后臺終端系統(tǒng)組成，所述信號發(fā)射系統(tǒng)為一個低壓大電流交流恒流源，接收系統(tǒng)由安裝在遙控?zé)o人機上的磁場探測單元和位置坐標(biāo)及數(shù)據(jù)無線傳輸單元構(gòu)成，后臺終端系統(tǒng)由無線接收單元、上位機和安裝在上位機上的軟件組成，信號發(fā)射系統(tǒng)通過接地網(wǎng)的兩條上引導(dǎo)體線向埋入地下的網(wǎng)格狀接地網(wǎng)水平均壓導(dǎo)體注入正弦波電流信號，網(wǎng)格狀接地網(wǎng)水平均壓導(dǎo)體各支路作為發(fā)射天線，向周圍空間發(fā)射同頻的正弦波信號，磁場探測單元采集的正弦波信號輸出至位置坐標(biāo)及數(shù)據(jù)無線傳輸單元，位置坐標(biāo)及數(shù)據(jù)無線傳輸單元再通過無線接收單元將正弦波信號傳送至上位機上的軟件，再由軟件匯總和分析后，輸出接地網(wǎng)狀態(tài)和接地網(wǎng)安全性能評估結(jié)果。
[0017]上位機通過對整個接地網(wǎng)地表磁場的探測，獲得地表磁場整體分布圖，再仿真計算接地網(wǎng)正常情況下的仿真地表磁場整體分布圖，然后將地表磁場整體分布圖與仿真表磁場整體分布圖進行對比，根據(jù)兩者的差異，診斷出接地網(wǎng)腐蝕變細或者斷裂缺陷的具體位置。
[0018]本發(fā)明中的地表磁場整體分布圖和仿真地表磁場整體分布圖方法與公告號CN101216523B的專利中的方法相同。
[0019]本發(fā)明所述低壓大電流交流恒流源為一個工作頻率400Hz，輸出開路電壓1-50V，輸出電流1-100A的中頻正弦波交流恒流源。
[0020]本發(fā)明所述磁場探測單元由傳感器線圈L、雙路運算放大器A和濾波芯片B三部分組成，傳感器線圈L的中心抽頭端接地，傳感器線圈L的輸出端分別與雙路運算放大器A第一運放的2號管腳和3號管腳連接，雙路運算放大器A的第一運放I號輸出管腳與濾波芯片B的5號腳連接，濾波芯片B的2號腳輸出接雙路運算放大器A的第二運放輸入端的6號管腳，雙路運算放大器A第二運放的7號管腳為測量信號經(jīng)調(diào)理后的輸出端。
[0021]本發(fā)明所述位置坐標(biāo)及數(shù)據(jù)無線傳輸單元由北斗BDS和GPS定位導(dǎo)航模塊C、微處理器D和無線發(fā)射接收互易芯片E組成，北斗BDS和GPS定位導(dǎo)航模塊C的CLK、PPS和T⑶數(shù)據(jù)輸出端分別與微處理器D的對應(yīng)數(shù)據(jù)輸入端連接，微處理器D的AINT3輸入端口與雙路運算放大器A的7號管腳連接，微處理器D的數(shù)據(jù)輸出端口 P0.4,P0.5,P0.6,P0.7、P0.13和P0.14分別連接至無線發(fā)射接收互易芯片E的數(shù)據(jù)輸入端口 SCK0、MIS00、MIS10、CSN、DR、CD-nF，微處理器D的數(shù)據(jù)控制總線AM、PWR-UP、uCLK、TX-EN、TRX-CE分別連接至無線發(fā)射接收互易芯片E的數(shù)據(jù)控制總線輸入端。
[0022]本發(fā)明所述無線接收單元由無線接收芯片P、微處理器G和上位機R組成，無線接收芯片P的數(shù)據(jù)輸入端口 SCKO、MIS00, MIS1、CSN、DR、CD_nF分別連接至微處理器G的數(shù)據(jù)輸出端P P0.4、P0.5、P0.6、P0.7、P0.13和P0.14，無線接收芯片P的數(shù)據(jù)控制總線輸入端分別連接至微處理器G的數(shù)據(jù)控制總線AM、PWR-UP, uCLK, TX-EN和TRX-CE，微處理器G的數(shù)據(jù)控制與傳輸總線通過USB數(shù)據(jù)線與上位機連接。
[0023]本發(fā)明所述傳感器線圈L是利用直徑為0.05_的微細自粘漆包線，采用雙線并饒的方式，繞制200匝制作而成。
[0024]本發(fā)明針對利用磁場測量進行接地網(wǎng)狀態(tài)檢測，磁場測量費時費力效率低的不足，將現(xiàn)有直升機技術(shù)、北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航和無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了變電站接地網(wǎng)磁場分布的快速測量，進行變電站接地網(wǎng)水平均壓導(dǎo)體斷點、腐蝕檢測方的法和系統(tǒng)，針對變電站地下網(wǎng)格狀水平均壓導(dǎo)體接地網(wǎng)的特點，在不挖開、不影響變電站運行的情況下，通過上引導(dǎo)體線發(fā)射中頻正弦電流信號，測量其在地表面臨近空間區(qū)域激發(fā)的同頻信號進行接地網(wǎng)斷點和腐蝕狀態(tài)的缺陷診斷。是一個以發(fā)射源、遙控接收機測量裝置、和計算機三者構(gòu)成的一整套診斷測量系統(tǒng)。既可用于變電站接地網(wǎng)的斷點和腐蝕狀態(tài)診斷，也可用石化栗氣站、軍用雷達網(wǎng)接地網(wǎng)等特殊地形條件下接地導(dǎo)體的檢測和診斷。其方法簡便、診斷效率高、工程實用性強。
[0025]本發(fā)明具有以下特點:
[0026]1、采用直升機、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)，實現(xiàn)變電站接地網(wǎng)地表面磁場分布的快速遙控