[发明专利]一种诊断接地网连接状态的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种诊断接地网连接状态的测量装置。

背景技术

接地就是将电气设备的某些部位、电力系统的某点与大地相连，提供故障电流及雷击电流的泄流通道，稳定电位，提供零电位参考点，以确保电力系统、电气设备的安全运行，同时确保电力系统运行人员的人身安全。接地网在发变电站的安全运行中起着重要的作用。表征接地网连接状态的参数为接地电阻。接地电阻的大小，反映了接地装置流散电流和稳定电位能力的高低及保护性能的好坏。接地电阻越小，保护性能越好。电力行业标准DL/T621—1997《交流电气装置的接地》中第5.1.1条要求是R≤2000/I。当I＞4000A时可取R≤0.5Ω。当用1000V以下设备时，接地电阻应符合R≤125/I Ω，当用于1000V以上设备时，接地电阻R≤250/I Ω电阻，任何情况下不应大于10Ω。

但是，当前我国由于资源缺乏和经济原因，大多都采用普通碳钢作为接地网材料。钢材接地网虽然比铜质接地网更加经济实惠，但是它抗腐蚀能力不如铜，在没有保护的条件下，易受到土壤的腐蚀，加上电网设备运行中的泄流电流造成的电解腐蚀，直接导致接地网截面减少，甚至于接地网断裂，从而增大接地电阻，降低地网对电力系统的保护性能，危及设备及人身安全。国内由于地网腐蚀而导致的电力事故较多。随着电压等级的升高，这种事故发生的几率将更大、破坏性将更强。目前，电力系统的接地网的检测手段主要是通过局部开挖法结合测量接地电阻来实现，局部开挖法耗费大量人力物力，同时带有一定的盲目性和不准确性，不能完全真实反应整个接地网的连接运行状态。因此需要设计一种装置能够实现对接地网连接状态的实时监测，维护接地网性能的稳定，延长接地网的适用寿命。

介于目前国内的情况，在该装置中采用直接数字式频率合成器（DDS）产生的信号作为激励信号，该信号经过数模转换、放大处理，并以接地棒为载体，将信号注入待检测的接地网中，然后获取相应的信号，通过对响应信号的调理，利用数字相敏解调（DPSD）算法求取检测到的信号的幅度和相位，并向PC机输出，通过一定的运算得到接地网的连接状态，完成对接地网的诊断与检测。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有问题,提供一种诊断接地网连接状态的测量装置，它在使用时不开挖，具有较高准确度的同时，又可节省大量人力物力，带来巨大的经济效益。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案方案是这样的：即一种诊断接地网连接状态的测量装置，包括接地网、信号注入开关阵列、信号检测开关阵列、信号发生电路、信号预处理电路、信号调理电路、模数转换电路和中央处理控制电路；其特征是：

（a）信号发生电路在中央处理控制电路控制下产生不同频率的数字激励信号，模拟自然条件下的各种不同信号，该数字激励信号经过信号预处理电路进行数模转换及放大滤波处理后作为激励信号向信号注入开关阵列的接地棒输出；由中央处理控制电路通过模数转换电路、信号调理电路获得信号检测开关阵列中检测到的响应信号的幅度和相位信息；

（b）所述接地网由接地钢板网格化后在节点设置接地棒阵列构成；

（c）接地棒作为激励信号注入与响应信号输出的载体，其输入端分别与信号注入开关阵列和信号检测开关阵列相连，在每次测量中，由中央处理控制电路选择一对相距较远的接地棒作为激励接地棒，并控制信号注入开关阵列和信号检测开关阵列分别连通和断开所述激励接地棒；而其余的接地棒作为检测接地棒，只与信号调理电路输入端相连通；

（d）信号调理电路对从检测开关阵列上获得的信号进行滤波、补偿处理，然后送给模数转换器进行模数转换后进入中央处理控制电路；

（e）中央处理控制电路利用数字相敏解调（DPSD）算法求取接地棒检测到的响应信号的幅度和相位,得到最终的信号测量值，并将该值向PC机输出。

本发明装置由于上述结构而具有以下特点：

1）将接地钢板等间距划分为若干网格，在节点处设置接地棒，将接地棒作为检测测量的载体，通过该装置的检测和诊断，得到接地网的局部阻抗信息，这样能够更加精确准确的定位接地钢板的故障点，避免了通过局部开挖法带来的盲目性与不准确性。

2）利用信号发生电路，能够产生不同频率的信号，模拟自然条件下的各种信号，对不同的激励信号进行测量，提高了装置的应用性。

3）每根接地棒都具有输入和输出的功能。通过中央控制处理器决定接地棒作为信号注入端或是信号测量检测端，无须额外的检测装置，大大降低了装置的成本。