[发明专利]基于地表电位的变电站接地网腐蚀检测系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于地表电位的变电站接地网腐蚀检测系统及方法，包括：一电流注入装置，其与接地网任一可及节点连接，向接地网注入异于工频的正弦交流电流，该交流电流通过接地网任一可及节点注入；一电位探针，其位于接地网导体地表正上方，用于测量导体地表正上方地表上的电位分布，检测地表的电位信号，并滤除工频干扰；一信号测试模块，其与电位探针连接，用于接收电位探针传输的电位信号，对其进行滤波与放大，并计算、存储对应于注入电流频率的电位分量；一分析显示终端，其与信号测试模块连接，用于接收信号测试模块传输的电位数据。与现有技术相比，本发明具有保障变电站安全稳定运行等优点。

技术领域

本发明涉及一种变电站接地网腐蚀检测系统，尤其是涉及一种基于地表电位的变电站接地网腐蚀检测系统及方法。

背景技术

接地网是变电站的重要组成部分，它为变电站内各类设备提供一个公共电位参考点，在电力系统发生短路故障或遭受雷击时提供电流泄放通道，其工作的可靠性对电力系统的安全稳定运行影响重大。

变电站接地网长期埋于地下，受到土壤的电化学作用而常常发生腐蚀。接地网的腐蚀是一个渐变的过程，被腐蚀至一定程度则产生故障，更严重时发生断裂。我国现有接地网多采用镀锌扁钢材料，且大部分变电站接地网已运行5-10年，在不同程度上存在着腐蚀变细甚至断裂等缺陷。同时，在接地网的焊接施工过程中，也可能存在着连接点虚焊、漏焊的问题，在土壤的腐蚀作用下导致多根导体的连接点断开。以上各类缺陷均会造成接地网接地性能的降低，甚至会引起严重事故的发生。如何准确有效地发现变电站接地网中存在的故障，进而有针对性地采取防护措施已成为电力行业现有接地网运维工作中最为突出的问题。

当前在工程应用中，往往通过大面积挖开接地网对接地网的腐蚀状态进行检测，这种方法较为盲目，既费时费力，又会因长时间停电检修而带来一定的经济损失。此外，根据变电站接地网的散流特性，一些新的接地网故障检测方法也陆续出现，可以分为电网络分析法、电磁场分析法两大类。电网络分析法主要根据接地网拓扑结构与支路电阻数据建立故障诊断方程，结合相应优化算法求解该方程获取导体支路电阻变化情况，实现对故障诊断。但在实际应用中接地网并不是所有节点都有上引导体，因此难以获取每条支路电阻的精确值，从而限制了该方法的应用。电磁场分析法则通过接地引上线，向接地网注入激励电流，测量该电流激发的接地网地表的磁场感应强度，根据其分布特征对接地网存在的腐蚀故障进行诊断。但该方法受到变电站现场复杂电磁环境干扰，且难以对具体故障位置进行准确判断，对被腐蚀但尚未断裂的导体也难以做出精确诊断。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于地表电位的变电站接地网腐蚀检测系统及方法，能够对变电站接地网地表电位分布进行测试和计算分析，从而实现对变电站接地网腐蚀故障的高效、准确的判断。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于地表电位的变电站接地网腐蚀检测系统，其特征在于，包括：

一电流注入装置，其与接地网任一可及节点连接，向接地网注入异于工频的正弦交流电流，该交流电流通过接地网任一可及节点注入；

一电位探针，其位于接地网导体地表正上方，用于测量导体地表正上方地表上的电位分布，检测地表的电位信号，并滤除工频干扰；

一信号测试模块，其与电位探针连接，用于接收电位探针传输的电位信号，对其进行滤波与放大，并计算、存储对应于注入电流频率的电位分量；

一分析显示终端，其与信号测试模块连接，用于接收信号测试模块传输的电位数据。

所述的电流注入装置包括：

一电流信号发生器，用于提供接地网的注入电流；

一耦合变压器，其与电流信号发生器相连接，用于接收注入电流并输出与接地网阻抗相匹配的输入电流至接地网的可及节点。