[实用新型]一种基于阵列矩阵分布的接地网网格拓扑结构探测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于阵列矩阵分布的接地网网格拓扑结构探测装置，适用于应用瞬变电磁法探测接地网网格拓扑结构领域。

背景技术

接地网是维护电力系统安全可靠运行、保障运行人员和电气设备安全的重要设备。由于接地网导体材料主要是扁钢，常年埋于地下，易受腐蚀变细甚至断裂，从而危及电力系统的正常运行及工作人员的安全。近年来电力系统运行过程中，变电站因为其接地网的事故造成设备损坏供电中断的情况频有发生，由接地网络故障所引起的事故损失高达几亿元，因此掌握接地网络的接地性能具有重要意义。然而对于一些建造较早的发变电站，由于原始资料的遗失和施工过程与图纸不符等一些原因，无法得知其接地网的具体网络拓扑结构，便不能准确查找接地网导体所在位置，这对于接地网的故障诊断和日常维护都造成了一定困难。所以在不影响发变电站正常运行的情况下，对其网络拓扑结构进行准确探测对于后续的故障诊断和发变电站接地网的定期维护都具有十分重要的意义。

电磁法勘查是一种常用的地球物理方法，主要包括瞬变电磁法、频率域电磁法、探地雷达方法。目前电磁法探测被广泛应用于地质勘查、地下水勘探、城市管线探测等领域。近年来该类方法也被应用于接地网的检测中。

中国专利CN201210116045.6公开了一种变电站接地网导体位置及网格结构探测方法，该方法在接地网两个接地下引线间介入正弦波电流源，在地表测量磁感应强度，根据峰值坐标反推接地网结构。

中国专利CN201220167792.8公开了一种变电站接地网导体位置及网格结构探测系统，其由探测信号发生部分和信号探测部分组成，所述探测信号发生部分为电流恒流源，电流源采用正弦波工作方式，其信号输出端接于接地网的两下引导体之间；所述信号探测部分包括探测线圈L、测距脉冲发生电路、信号处理电路和采集分析系统C，所述探测线圈L的信号输出端接信号处理电路的输入端，信号处理电路的输出端接采集分析系统的输入端，测距脉冲的输出端接数据采集卡的触发输入端。

中国专利CN201410069150.8公开了一种瞬变电磁法的接地网断点诊断方法，该方法应用瞬变电磁探测装置在接地网上方地面进行探测，对测量得到的感应电压数据进行反演得到视电阻率断面图，以此判断接地网的断点情况。

中国专利CN201510418318.6公开了一种基于瞬变电磁异常环原理的接地网断点诊断方法，该方法将接地网视为异常线圈，根据欲检测位置,确定测量区域，采用中心回线装置进行探测，直接通过判断感应电压形态判断断点位置。

以上所述方法都是应用电磁法探测接地网，注入电流的方法需要依赖接地下引线的位置；瞬变电磁的探测方法未对测量线圈的尺寸做规定，并且采用小线圈测量时存在测点多，测量时间长，工作量大等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于解决使用瞬变电磁小线圈装置测量接地网网格拓扑结构时耗时长的问题，而提供一种基于阵列矩阵分布的接地网网格拓扑结构探测装置。

本实用新型是通过如下的技术方案实现的：

一种基于阵列矩阵分布的接地网网格拓扑结构探测装置，包括阵列矩阵式排布的发射线圈；中心回线方式下与发射相匹配的阵列矩阵式排布的接收线圈；对发射模块和接收模块进行切换的线圈切换模块；连接发射线圈的发射模块；连接接收线圈的接收模块；线圈切换模块按照时序同时切换对应的接收线圈和发射线圈。

进一步地：发射线圈采用阵列矩阵式排布，每个发射线圈的大小、匝数、绕线方式、线的材质均相同，并且采用半覆盖、3/4覆盖或大于半覆盖的方式排布。

进一步地：在中心回线方式下，接收线圈按照对应的发射线圈的位置采取阵列矩阵式排布，同样每个接收线圈的大小、匝数、绕线方式、线的材质均相同。

进一步地：发射线圈的尺寸选择小于1m的，接收线圈的尺寸小于发射线圈。

进一步地：发射模块采用STM32型单片机连接H型发射桥路控制双极性发射电流的产生。

进一步地：接收模块包括采集模块、控制模块、控制机箱和电脑显示屏，采集模块与所述接收线圈连接后进行模数转换，所述控制模块处于控制机箱内，采集模块通过控制机箱连接至控制模块，控制模块实现人机交互和可视化并通过连接的电脑显示屏进行显示。

进一步地：线圈切换模块按照时序同时切换对应的接收线圈和发射线圈，线圈切换模块通过所述单片机实现时序控制，线圈切换模块包括有一驱动电路与单片节连接，驱动电路连接2个IGBT，2个IGBT分别串联一个指示灯再连接对应的发射线圈和对应的接收线圈。