一种非接触式接地网腐蚀状态检测系统的研究

论文分析了国内外接地网腐蚀状态检测方面的发展动态,研发了一种非接触式接地网腐蚀状态检测系统的研制,该检测系统包括基于电化学测量理论研制的接地网腐蚀状态三电极传感器和以微控制器STC89C54RD+为核心的接地网腐蚀状态检测仪。三电极传感器埋设于接地网附近区域,用来模拟该站点附近接地网的腐蚀状况。接地网腐蚀状态检测仪主要是完成传感器激励施加和参数采集功能。该检测仪有电源控制模块,传感器激励模块,响应数据采集模块,土壤电阻测量模块等。将采集到的数据经过GPRS网络发送到接地网腐蚀状态多站虚拟平台,对数据进行实时采集并存储,经过分析计算后显示结果。     

一般化三电极接地电阻测量方法

推荐一般化三电极接地电阻测量方法,运用此方法可以将电压测量电极在一圆形轨迹上任意位置移动。根据三电极测量布极系统的阻抗计算公式推导出此圆形轨迹的圆心位置和半径,为了校验该一般化方法,与国际推荐的直线法、三角形法进行比较,测量了单根垂直接地体和组合接地体的接地电阻,结果表明3种方法测得的数据都能够较好地吻合,证明该一般化测量方法具有可行性,且测量电极设置位置灵活,不受测量现场地形和地貌的限制,便于布线实施测量。     

地表垂直落差对接地网接地电阻测量的影响及改善措施

山地河流地形处接地网接地电阻测量时测量电极布置位置对测量结果影响显著。为此,在传统垂直3层土壤结构等效模型的基础上考虑了水、岸之间的垂直落差,构建了与实际地貌更贴合的考虑地表垂直落差的土壤结构模型。计算得到了电流注入地网时地表电位分布规律及接地网接地电阻值,分析得到采用规程法测量接地电阻时不同测量电极布置位置对接地电阻测量的影响,并对测量时补偿点位置的修正方法进行了分析和探讨,提出了不同电极布置条件下补偿点位置的修正方法。分析表明:当水电站接地系统周围地表存在显著垂直落差时,地表电位在近水土壤区域存在严重畸变;采用规程法沿河布线测量接地电阻,当电极位置距河边的水平距离50 m时,接地电阻及电压极补偿点位置测量结果跳变剧烈,测量结果随着其距离的增大而趋于稳定值;此时补偿点位置较‘0.618’而言更偏向地网侧,其具体值随土壤电阻率反射系数的增大而减小。该研究结果可以为复杂土壤结构中接地网接地电阻的测量提供参考。     

电位降法测量接地电阻时电流极引线长度的影响

讨论了电流极引线长度对变电站接地电阻测量误差的影响,分析得到了不同土壤结构所要求的电流极引线长度。采用反向法测量接地电阻时,测量得到的接地电阻比真实接地电阻要小,但可将反向法测量得到的接地电阻作为变电站接地电阻测量值的下限。采用全球定位系统(global positioning system,GPS)确定测量电极与接地网之间的距离后,能够根据电位降法比较准确地测量接地电阻。实际测量结果表明,如果电流极引线过短,可通过辅助分析的方法得到实际接地电阻的电压极补偿点位置。     

混合遗传算法在接地电阻测量中的应用

针对双钳法测量接地电阻时,接地极数量和接地极腐蚀对测量结果造成较大误差的问题,提出了一种基于混合遗传算法(HGA)的接地电阻测量方法。在接地电阻等效模型基础上构建接地方程组,利用遗传算法和梯度下降法优化目标函数,根据测量数据R_m求解接地电阻等效模型,实现对接地电阻的测量。仿真结果表明:所提方法得到的接地电阻最大误差为1.76%,在接地极腐蚀,接地回路不可靠的情况下能够提高接地极电阻的测量精度,基本解决双钳法测量接地电阻受接地极数量影响的问题。     

低电压大电流法检测接地网技术的研究与应用

本文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,使用该检测方法对接地体的运行状况进行检测,可实现对接地风免开挖检查,同时根据测量结果,监视接地网的运行状况,通过数据积累,还可以总结出本地接地网的腐蚀年限。     

一种基于分层约简模型的含接地引下线的接地网故障诊断方法

为了对接地网水平支路导体和接地引下线的腐蚀情况进行诊断,提出了一种新颖的故障诊断方法。建立了接地网的分层约简模型并得到所有节点都可及的本征接地网。采用蒙特卡罗方法分析了接地网的可测性,将支路分为电阻可以唯一确定的明晰支路和电阻不能唯一确定的不确定支路两类。建议了一种判断测试充分性的方法,指出在充分测试条件下,本征接地网中所有支路的电阻都可以唯一确定。分析了接地引下线电阻对接地网故障诊断的影响,提出了一种根据本征接地网支路电阻的诊断结果对接地引下线进行腐蚀故障诊断的方法,并指出所有接地引下线的电阻都可以唯一确定。在一个60支路的实验接地网上进行了实验验证,接地网明晰支路电阻和接地引下线电阻的最大相对诊断误差分别为4.86%和8.43%,表明所提出的方法是可行的,并且可以较好地诊断出接地网明晰支路和接地引下线的腐蚀状况。     

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。     

利用钳形表测量线路杆塔接地性能的可行性研究

利用ZC-8接地摇表、ETCR2000C钳形表对比测量输电线路杆塔地网的接地电阻、导通电阻,对大量测量数据及数值偏差的影响因素进行分析,给出利用钳形表测量输电线路杆塔地网接地电阻和导通电阻的判断方法、依据,通过实验仿真予以验证.     

三极法中电压补偿电极的位置对接地电阻测量准确度的影响

根据电磁学原理和互电阻理论,建立电压降法测量防雷接地电阻时三个电极位置关系的数学公式。分析认为三个电极相对位置的不确定性是接地电阻测量中产生误差的主要原因,电极的位置关系满足特定的公式是消除测量误差的必要条件。分析了接地电阻的两种测量方法,建议采用直线法对防雷装置接地电阻进行检测,以满足检测结果的精度要求。     

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。     

用牺牲阳极技术保护接地网

提出了一种适用于电力系统延长接地网寿命,降低接地网接地电阻的有效方法,它的核心是利用电化学腐蚀的原理,通过降低接地体金属的电极电位抑制地网腐蚀的发生,实践证明,其效果是十分显著的。     

杆塔接地电阻新型测量技术研究

针对摇表法和钳表法在输电线路杆塔接地电阻测量中存在的局限性,提出两种新型输电线路杆塔接地电阻测量仪,并通过对比多种方法的现场测量结果,得出各种设备的适用场合和误差范围。     

接地网接地引下线腐蚀故障的分区诊断方法

为了准确地估计接地引下线的腐蚀状况,基于分层约简模型将接地网分解为若干分区,并提出一种接地引下线电阻分区测试与诊断方法。对于每个分区,首先在该分区之外选择足够多的激励位置并分别进行面向公共节点的测试,根据测试结果确定出该分区内各条本征支路电导的比例系数。然后,将激励源的一端分别与各条非公共节点相连,并分别补充1组面向公共节点的测试,就可以分别诊断出各条非公共节点接地引下线的电阻。证明了公共节点的接地引下线电阻无法通过面向该公共节点的测试诊断得到,并提出了一种换区求解法解决了公共节点的接地引下线诊断问题。在一个60支路的实验接地网上进行的实验验证结果表明:提出的方法是可行的并且具有较高的诊断精度。     

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。     

基于遗传算法的接地网腐蚀故障诊断研究

为了对接地网的腐蚀故障进行准确定位和判断,将遗传算法应用于接地网腐蚀故障诊断中。实际的接地网腐蚀故障诊断有电压法和电阻法两种思路,笔者分别根据这两种思路建立了适应度评价函数,并编制了相应的MATLAB程序。采用多层减维技术对程序进行优化,以解决接地网腐蚀故障诊断中支路变量维数多、算法后期收敛速度慢的问题。最后以一个60条支路、36个节点的接地网为例检验和对比了电压法和电阻法的诊断效果。仿真实验结果表明,在经过5层遗传算法迭代后,两种方法腐蚀诊断的误诊率和漏诊率均为0。电阻法的诊断效果略优于电压法,但其运算时间要高于电压法。     

山区输电线路杆塔工频接地电阻测量方法及适用性分析

在贵州的山区条件下,用传统的三极法测量输电线路杆塔的工频接地电阻存在很大的操作难度,通过对比测量杆塔工频接地电阻的几种方法,包括三极法(摇表法)、钳表法和回路法等,比较了不同接地电阻测量方法下测得工频接地电阻的差异,从原理上分析了实际测量中产生误差的原因,并通过三极法和回路法实际测量220 k V台白线中的4基杆塔,对比了回路法和三极法的差异,建议了回路法测量杆塔工频接地电阻的使用要求,对实际工作中测量杆塔工频接地电阻有重要的指导意义。     

测量送电线路杆塔接地电阻的不拉辅助线摇表法

文章提出使用现有接地电阻测量摇表，不拉辅助测量引线，不打辅助测量电极的送电线路杆塔接地电阻测量方法，并例举了用该法与优选分刈布线摇表法同时进行测量的现场实测数据。     

750kV特高压变电站接地网现场测试与分析

以国内首座750 kV变电站接地网接地电阻现场测量试验为例,介绍了采用.变频电流法和工频大电流法对特高压750 kV变电站接地网接地状况进行综合判断的情况,详细说明了两种方法的特点、现场试验技术和测量结果.上述方法有效提高了对750 kV变电站接地网接地电阻测量的可靠性和准确性.     

接地电阻测量中测试极位置的确定

通过分析接地电阻测量时接地电极尺寸对测量误差的影响，指出0.618法则的适用范围，分析了测量误差和电流极距离、电位极变动范围的关系，介绍了上壤电阻率不匀时接地电阻测量时应注意的法则，强调了用三极法测量时的基本条件。