接地网腐蚀状态电化学检测系统的开发与应用

开发研制接地网腐蚀原位电化学检测系统,采用小孔限流电化学传感器,实现了接地网金属电化学测试电流的限流;采用小波滤波软件和电化学检测参数解析软件,排除了发电厂、变电站、输电线路以及土壤等测试环境对电化学测试响应信号的干扰,准确解析出所测量接地网金属的极化电阻、土壤电阻等电化学参数。采用该系统进行接地网腐蚀检测时,无需开挖或停运地网,只需将传感器插入土壤中 (15 cm左右),测试引线连接在接地引下线上,便可获得地网金属腐蚀速度和腐蚀状态信息。     

变电站接地网腐蚀诊断磁场检测系统的设计与应用

对变电站电磁环境测量和接地网进行仿真计算,设计和开发了变电站接地网导体腐蚀诊断的磁场检测系统.通过对接地网的两个上引导体注入异频正弦波激励电流,探测激励电流在地表面上产生的磁感应强度分布,实现了变电站接地网导体的腐蚀状态和断点故障的诊断.现场测试表明,该系统的抗干扰能力、分辨率和测量精度均能满足诊断需要,诊断方法可行,测量系统可靠,提高了诊断的效率.     

接地网腐蚀状态电化学检测传感器的研制

研制了接地网腐蚀电化学原位检测传感器,通过把辅助电极封闭在绝缘腔体（碳钢套管）中,使极化电流通过绝缘腔体底部的小孔流向工作电极,实现了传感器的限流作用。采用限流传感器测量了恒电流阶跃的响应电位-时间曲线（E-t曲线）,并采用E-t曲线拟合软件得到了被测量接地网金属的极化电阻。通过测量接地网金属的极化电阻研究了传感器的限流效果以及传感器限流孔直径和插入土壤中的深度对测量面积的影响。研究结果表明：限流传感器测量面积约为传统传感器的测量面积的1/80;传感器的限流孔直径被确定为5 mm;在12.5 cm深度范围内,传感器插入土壤中的深度对限流效果影响不大。无需开挖或停运接地网,采用限流传感器可以准确、快速和经济地检测不同测量位置处的接地网的相对腐蚀程度。     

接地网故障诊断自动测试系统及其关键技术

为了提高接地网故障诊断工作效率、减轻工作量和提高测试数据精度,研制了一套接地网故障诊断自动测试系统。该系统由测试主控机通过串口向程控切换装置发送控制命令,由程控切换装置切换电流激励位置和电压测量位置,并从6位半数字表采集量测数据。对于每一个测试位置,在测试主控机控制下自动改变激励电流强度和极性以得到一系列测试数据,并根据所采集这些测试数据进行直线拟合处理。详细论述了自动测试流程以及关键技术问题。采用所研制的系统对一个60支路的实验接地网进行了自动测试,结果表明:所研制的自动测试系统是可行的,并且所采用的对采集数据进行直线拟合处理措施能够显著提高接地网腐蚀故障诊断的精度。     

接地网腐蚀状态原位检测技术研究

研究了变电站接地网腐蚀状态的电化学测量方法,用一套实用的接地网腐蚀状态检测装置,将Cu/CuSO4参比电极与石墨辅助电极置于绝缘腔内,与碳钢工作电极构成三电极体系,用CMB-2510A腐蚀速度测量仪原位测量接地金属的极化电阻值Rp,自制简易限流探头能将限流面积控制在约2.5 cm2,无需开挖的情况下就能有效测定接地网的腐蚀状态。     

基于电化学法的接地体腐蚀状况检测方法

为研究接地体腐蚀状况,提出了一种用电化学法检测接地体腐蚀深度的方法。以三电极测量系统为基础,采用控制电流的测量方法,得出被测电极的极化电阻,继而求出腐蚀深度,通过腐蚀深度参量表征接地体腐蚀状态。通过分析腐蚀深度对地网接地电阻影响,发现腐蚀导致接地体产生附加电阻从而影响接地体的有效接地电阻值,进而破坏接地网的接地状态。最后通过搭建实际土壤模型进行腐蚀深度测量实验,并将实验结果与利用称重法所得结果进行对比。对比结果表明该方法可以准确地测量接地体腐蚀深度参数,并能够很好地反映接地体腐蚀状况。     

变电站接地网缺陷诊断系统

开发了一套变电站接地网缺陷检测系统,介绍了接地仿真软件CDEGS的功能及特点,并利用其中的MALZ模块对变电站接地网进行仿真计算。现场通过向接地网注入激励电流源,测量接地网各支路数据,并与CDEGS软件仿真计算的地表磁场分布结果进行对比分析,该系统可以准确检测接地网发生缺陷部位。     

接地网导体腐蚀预测研究

对接地网腐蚀状态及时检测,准确掌握接地网运行状况,对保障系统安全运行和用电设备可靠性具有重要的意义。在接地网腐蚀机理和现有腐蚀检测的基础上,研究了电化学方法在接地网腐蚀检测中的应用,提出了用神经网络检测算法来预测接地网腐蚀速率。最后,通过实地试验测量,提取去除干扰后的信号数据,验证了神经网络算法在接地网腐蚀预测应用中的可行性。     

应用无线传感网络的分布式电力系统接地状态监测

为提高检修工作的可靠性,针对变电站线路检修时倒闸操作和挂接地线的情况,研发了一套接地检测与管理系统,系统基于非接触传感和ZigBee无线局域网络技术,采用双钳口法测量激励、检回信号,节点可以移动技术,最大限度减少了系统线路的铺设与维护;在建立了应用于接地状态检测中的无线传感器网路结构模型后,给出了无线传感网络接地检测系统的硬件设计与软件实现方法,该系统实现了状态检测、分析、管理、集中显示各点接地状态等功能。理论分析和仿真结果表明,系统数据采集链路的传输可靠性,系统数据会聚时延,接地电阻测量精度,网络节点的维护等指标均达到较高水平,系统满足电力系统对接地状态实时监控的要求。     

变电站接地网的断点诊断方法

为提高变电站接地网导体断点诊断的效率和精度,提出了通过测量地表磁感应强度的诊断方法。利用变电站接地网频域电磁场计算软件包进行仿真计算,在对仿真计算结果分析的基础上,研制了专用信号激励源,结合变电站实际电磁干扰环境,研制了信号采集、处理系统,基于电磁感应原理探测地表磁场,诊断变电站接地网导体的断点故障,通过仿真计算、模拟地网试验和现场应用,证明了该方法的可行性和诊断定位的准确性。     

基于虚拟仪器的空间加速度测量模块的检测系统

空间加速度测量模块是航天器上的重要设备,负责采集航天器运行过程中的加速度数据。为了监控和检测加速度测量模块,确保该模块的正常运行,通过虚拟仪器软件LabVIEW,利用瀑布软件开发模型,设计一种加速度测量模块的检测系统。该系统可以实现对试验数据的采集和模块运行状态的实时监测,同时对已采集的在轨航天器加速度数据进行频谱分析。目前该系统已在地面测试中发挥了很大作用。     

腐蚀电化学检测技术在接地网上的应用前景

介绍了接地网腐蚀检测的重要性、目前的接地网测量系统及其局限性和接地网腐蚀的机理，研究分析了腐蚀电化学检测技术在接地网上应用的可行性。分析表明，采用腐蚀电化学检测技术对地网定期进行原位腐蚀检测，无需开挖或停运地网便能确定地网严重腐蚀的区域段。     

基于三电极体系余氯检测传感器的研究

针对水质分析中常见余氯的检测问题,介绍并研究了基于三电极体系余氯传感器的工作原理和制作方法,并设计了在线余氯检测仪。该传感器采用新型的三电极结构,该结构增加了能控制工作电极电位保持恒定的参比电极,同时对电极采用螺旋状银丝制作,克服了普通两电极传感器在高浓度余氯测量时信号输出不稳定和反应接触面积小等缺点。实验测试结果表明,采用基于三电极体系传感器的在线余氯检测仪在0~10 mg/L测量范围内性能稳定,线性误差达到±20.77 μg/L,零点漂移为0.01 mg/L,可用于日常饮用水、发电厂锅炉给水和废水处理中的在线余氯浓度检测。     

基于多物理场的接地体腐蚀状态检测方法

接地体是接地网的组成部分,实现其腐蚀精确定位和定量评价是接地网腐蚀检测的前期工作之一。针对接地体早期腐蚀难以诊断的特点,提出一种基于多物理场的声波检测接地体腐蚀状态的诊断方法。利用接地体腐蚀区域和未腐蚀区域激发出声信号特征的差异,实现对接地体腐蚀状态检测。首先,建立数学物理模型,给定了求解域和边界条件,探索了电—声耦合下接地体在流体介质中的声波传播特性。利用有限元仿真软件分析接地体在不同腐蚀程度区域的声压特点,分析了不同区域声压存在差异性的原因。采用搭建的实验系统进行了初步的实验,得到的实验声压幅值特点和仿真声压幅值特点具有一致性。验证了采取该方法进行接地体腐蚀检测具有可行性。     

基于C8051F005新型接地电阻检测仪的研制

在分析接地电阻检测仪发展现状及不足的基础上,基于信号的激励与检回技术研制了一台新型接地电阻检测仪.该检测仪采用C8051F005单片机作为控制处理中心,钳口式电压互感器和电流互感器检测接地电阻信号,运用直接数字频率合成技术(DDFS)自动调整激励信号频率,从而避免地网中干扰信号源的影响.液晶屏显示操作提示和检测结果.经实验室调试,结果表明该仪器工作可靠,并具有检测精度高、成本低、小巧轻便等优点.     

低电压大电流法检测接地网技术研究

针对传统接地电阻测试方法的不足,提出了低电压大电流法,使用该检测方法检测接地体的运行状况,可实现对接地网免开挖检查,同时根据测量结果,监视接地网的运行情况,通过数据各界,还可以总结出本地接地网的腐蚀年限。     

煤矿主接地电极腐蚀超声 SH 波检测方法研究

煤矿井下主接地电极腐蚀检测对于保护工作人员的安全起着极其重要的作用,当前通过运至井上人工肉眼检测的方法耗时耗力且无法定损,因此本文提出了一种基于超声SH波回波特性的煤矿井下主接地电极在线腐蚀检测新方法。首先推导了液浸板结构中SH波的频散方程,选取频散小、传播距离长的零阶SH波作为检测激励信号,建立液浸板结构有限元模型,确定了最佳超声激励频率;其次构建煤矿主接地电极声-固-流多物理场耦合检测模型,仿真研究超声SH0波在主接地电极上的传播特性以及对于腐蚀的检测能力,分析了1～5 mm腐蚀深度以及5～25 mm腐蚀半径下的回波信号特征;最后搭建了煤矿主接地电极无损检测系统,开展了实验验证工作。实验结果表明,通过超声SH波检验井下主接地电极腐蚀缺陷具有可行性,在500 mm×375 mm×5 mm的主接地极板上腐蚀定位误差为5.64%,同时腐蚀信号的幅值与不同程度的腐蚀缺陷与成正相关性,为煤矿井下主接地电极腐蚀检测以及腐蚀程度的定量评估提供了一种有效的方法。     

16通道接地网阻抗循环测量方法

针对变电站接地故障诊断过程中测量数据多、测量繁琐等问题,提出了一种循环测量方法,并对其框架结构进行了描述.设计了16通道的测量系统,激励电流源的注入、流出通道与电压数据采集通道可通过编程配置,实现采集自动化.整个系统最大可以采集2730个有效的电压数据,为接地网故障诊断,提供丰富的测量数据.     

一种电容层析成像系统多电极激励方法

针对电容传感器测量区内的灵敏场受静电场“软场”的影响,存在灵敏度分布极不均匀的问题,在详细分析电容层析成像系统电容测量原理的基础上,提出一种三电极激励双电极检测方法,该方法采用三电极激励双电极检测方式使得相邻电极间有一个相对均匀的电场,同时增加独立测量检测数,改善求解的不适定性,提高测量区灵敏场的均衡性.利用ANSYS...     

110kV变电站接地网阴极保护设计与实施

包头桥西110kV变电站接地网锈蚀严重,故对其设计了阴极保护方案并予以实施：由WDJDW自动控制装置、WDFY-711型电极、WDCB-811型电极等组成接地网阴极保护系统,自动控制装置的正极与WDFY-711型电极相连,负极与接地网相连：电路接通后。由外部向地下腐蚀的接地网金属材料提供阴极直流电流．电流从WDFY-711型电极经土壤介质至接地网形成回路,使金属电位降低（阴极极化）。该接地网阴极保护系统运行后,各参比点极化值超过（或接近）0．1V,从根本上减缓了金属的腐蚀速率．接地网被阴极极化后得到有效保护．改变了桥西变电站接地网受腐蚀的现状。