[发明专利]一种基于电阻抗成像技术与电网络理论法联合的接地网故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于电阻抗成像技术与电网络理论法联合的接地网故障诊断方法，利用接地网故障支路灵敏度特性能够快速对接地网进行故障检测，只需测量端口电阻，无需测量支路电阻及求解方程组；对故障区域进行电阻抗成像，并采用土壤分离的方式进行腐蚀部位成像，提高了定位准确度与诊断效率；将电阻抗技术与电网络分析法结合对接地网进行腐蚀故障诊断，可以准确定位腐蚀支路，评估腐蚀程度，提高了诊断效率，为接地网故障诊断提供了工程上的新方法，具有一定的工程实践价值。

技术领域

本发明涉及一种基于电阻抗成像技术与电网络理论法联合的接地网故障诊断方法。

背景技术

术语解释：

最小二乘法：最小二乘法是一种数学优化技术。它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据，并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。

牛顿迭代法：牛顿迭代法是一种不断用变量的旧值递推新值的过程，跟迭代法相对应的是直接法(或者称为一次解法)，即一次性解决问题。迭代算法是用计算机解决问题的一种基本方法。它利用计算机运算速度快、适合做重复性操作的特点，让计算机对一组指令(或一定步骤)重复执行，在每次执行这组指令(或这些步骤)时，都从变量的原值推出它的一个新值。

四极法：四极等距法是一种测量土壤电阻的方法，是四极法的一种。其原理是：四个测量电极位于同一深度等间距的一条直线上，试验电流流入外侧两个电极，接地电阻测试仪通过测得试验电流和内侧两个电极间的电位差，最终得到被测场地的视在土壤电阻率。

变电站接地按照功能不同，可以分为保护接地、工作接地、防雷接地和屏蔽接地。接地网是变电站接地系统的重要组成，为变电站内所安装的各种电气设备提供公共的参考地；在遭受雷击或电力系统发生短路故障时，接地网还能提供迅速排泄故障电流的途径，从而保障变电站内的电气设备正常运行及工作人员安全接地网是变电站的重要组成部分，具有分散漏电流、保障设备有效接地、确保工作人员人身安全等作用。

由于接地网长期掩埋在地下，易受电化学和土壤腐蚀的影响，可能造成接地网出现腐蚀甚至断裂等故障，不利于变电站的安全运行，甚至可能危及电力系统的稳定运行，带来较大的经济损失。大型接地网通常埋设在地下约0.8m深的土壤中，难以大面积挖掘查找接地网故障位置。

由于接地网导体材料在土壤中的腐蚀从机理上讲属于电化学腐蚀，所以通过电化学检测技术来检测接地导体的腐蚀状态是一种有效的手段。这一方法的缺陷在于电化学测量难度很大，而且很容易受到土壤中的杂散电流以及导体泄漏电流的影响，并且这一方法只能对腐蚀情况做出判断，对于虚焊、漏焊、断裂等情况无法做出诊断。基于电化学方法的接地网故障诊断法可以针对接地导体的腐蚀情况精确求解，但是这种方法对硬件检测装置要求很高，并且很容易受到土壤中的其余信号的干扰，这种诊断法的广泛运用还需要克服这些问题.

接地网是变电站、发电厂等的重要组成部分，是电力系统安全和稳定运行的保障。接地网埋于地下，由于焊接不良、泄露电流原电池效应和土壤腐蚀等原因，接地网支路易发生腐蚀、断裂等问题，从而降低接地性能，严重威胁人员和电力系统的安全。

电网络理论法是根据电路分析理论建立故障诊断方程，利用不同算法求解故障诊断方程得出最终解从而实现接地网故障诊断。该方法测量方便但易受可及节点数量的影响，可能导致诊断方程高度欠定。电阻抗成像技术可以对埋于地下的接地网进行电阻抗分析，形成导体电阻率分布图像，从而直观的观测腐蚀故障位置。但当实际测量时，需要测量大量电极电位数据，工作量大，且易产生电位测量误差。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种基于电阻抗成像技术与电网络理论法联合的接地网故障诊断方法，可以快速准确定位腐蚀支路，评估腐蚀程度，提高了诊断效率。

实现上述目的的技术方案是：一种基于电阻抗成像技术与电网络理论法联合的接地网故障诊断方法，包括以下步骤：