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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

接地网腐蚀的诊断方法研究

为研究变电站接地网腐蚀的诊断方法 ,将接地网等效为纯电阻网络 ,运用电网络理论、模拟电路故障诊断理论及最优化技术建立接地网故障诊断方程组 ,用MATLAB求解方程组 ,分析接地网腐蚀前后的情况变化 ,判断出接地网腐蚀的情况。仿真计算表明 ,本法可快速确定腐蚀支     

基于电磁层析成像技术的接地网导体异常检测

接地网是维护系统安全、保障运行人员及设备安全的重要环节,对其异常状态的有效检测直接关系到电力系统的安全稳定运行.文中研究了基于电磁层析成像(Electromagnetic Tomography,EMT)技术的接地网导体异常状态检测方法,应用改进Landweber迭代算法基于EMT技术测试系统的感应电压测量结果获取了接地网导体的重建图像,定义了图像相关系数对接地网导体的异常状态进行检测.对某35 kV接地网正常与腐蚀、断裂等典型故障下的分析结果表明,将EMT计算引入接地网导体的异常检测具有一定的可行性,且具有非接触、对接地网导体状态变化敏感等优势,所定义的图像相关系数指标能有效识别接地网导体的异常状态.研究结果可为接地网运行状态的准确评估提供重要依据.     

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。     

电力系统接地网缺陷诊断方法及发展趋势

针对电力系统接地网腐蚀、断裂等故障的定位和定量评估问题,总结分析了接地网缺陷评价方法,将目前应用的或潜在的诊断方法分为两类,一类为非成像接地网状态检测方法;一类为接地网状态成像检测方法,论述了变电站接地网缺陷诊断评价方法现状。同时,对变电站接地网状态评价方法的发展趋势进行展望,指出了准确获得反映接地网故障的高分辨率特性参数图像意义重大,提出了实现接地网高分辨率图像重建面临的困难。接地网状态成像检测方法是非常值得研究的课题,将为接地网状态诊断带来一种全新而有效的新方法。     

直流接地极及杆塔接地网附近电磁场的有限元分析

高压直流输电系统处于单极大地回线运行方式时,有很大的直流电流通过直流接地极流入大地,这将造成接地极本身及附近输电杆塔接地网的腐蚀。在理论分析接地极和杆塔接地网电磁场的基础上,应用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,以德宝直流输电工程千阳接地极为例,建立了多层大地土壤结构下的直流接地极和杆塔接地网数值模型,添加相关边界条件,进行网格划分处理,计算分析了接地极地表电位分布规律,并对杆塔接地网附近电位及泄漏电流密度进行了研究,结果发现:接地极地表电位沿径向距离逐渐降低;杆塔接地网本体上的电位最高,接地网的射线末端泄漏电流密度最大,射线首端的泄漏电流密度最小,接地网矩形与射线的连接处电流密度有突变。该研究对掌握直流接地极及杆塔接地网周围电场分布情况和腐蚀规律,具有重要的意义。     

基于特勒根定理的接地网腐蚀诊断研究

接地网是保证电力系统可靠运行、保证工作人员以及电气设备安全的关键设施,一旦接地网因腐蚀等原因发生故障,将危及电力系统安全运行。针对接地网腐蚀故障,基于特勒根定理,建立接地网故障诊断方程并利用迭代法求解,辨识发生腐蚀故障的支路。实验结果表明,该方法能够有效判定接地网腐蚀故障,提高电力系统接地网的运行可靠性。     

一种地网腐蚀故障诊断的新算法

为解决地网腐蚀的定位问题,基于新标准对接地网在概念上的变化,提出并解决了基于场路结合的不等电位模型的地网腐蚀故障诊断的方法;针对地网腐蚀时的导通电阻变化,验证计算了地网腐蚀时地表电位分布及最大跨步电势、接触电势发生处的位置。通过编程实现了数值模型的计算机求解,其方法是通过求取地网各支路散流电流及节点电位来获得各支路的导通电阻值,并通过腐蚀前后各支路导通电阻值的变化来判断地网的腐蚀情况。同时,该模型对于入地电流频率在几十kHz下仍可考察地网的运行情况。实际结果表明,本文方法与试验结果吻合,具有较高的可信性。     

斜置接地体对地网接地电阻的影响分析

利用平均电位法对单根斜置接地体和多根斜置接地体的接地电阻公式进行推导。单根接地体的接地电阻随着倾斜的角度增加而增大。水平地网的四角增加接地极后,接地电阻明显降低;纵向接地极的倾斜角度与地网接地电阻有很大关系,且倾斜角度为30°到60°之间时接地电阻较小,相差不大。文章从理论上证明斜接地极法的可行性,得出的结论在变电站接地降阻工程中具有实际意义。     

接地网腐蚀与防护的研究

在对发电厂，变电站接地网腐蚀现象进行调研的基础上指出了接地网防腐蚀的重要性；对接地网腐蚀机理进行了探讨，对接地网腐蚀的影响因素进行了分析，简要分析了几种接地网防腐蚀方法的特点。     

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。     

接地网垂直接地极地表传导电流分析

垂直接地极作为一种有效降低接地网接地电阻的方法,在接地网图纸缺失或图纸与实际不符情况下,面临准确探测位置等问题。根据安培环路定律,提出通过测量地表传导电流来探测接地网垂直接地极位置的方法。通过理论公式推导,推算垂直接地极及其连接地网支路在地表产生的传导电流分布情况;再构建有/无垂直接地极的接地网模型,仿真垂直接地极对地表传导电流的影响。理论分析和模型仿真验证表明,测量地表传导电流能够有效地探测垂直接地极位置,方法简单,可进一步用于接地网3D结构成像。     

接地网外加电流阴极保护技术研究与应用

接地网腐蚀对电网安全稳定运行有较大影响.研制了一种基于模块化设计的新型接地网防腐蚀保护及监控装置,包括外加电流阴极保护单元、接地网腐蚀余量检测单元以及基于3G或WIFI的无线数据传输及远控单元.实现了接地网保护和监控的智能化,满足无人值守的要求.     

基于KPCA-ISHO-LSSVM的接地网腐蚀速率预测

为了提高接地网腐蚀速率预测精度,利用核主成分分析法对接地网腐蚀速率的主元进行提取,依据KPCA分析结果进行了指标重构,减少了接地网腐蚀预测模型建模工作量。通过收敛因子非线性调整及莱维飞行策略对斑点鬣狗算法进行改进,基于改进后的斑点鬣狗算法对最小二乘支持向量机的惩罚参数和核函数参数进行优化,建立了基于KPCA-ISHO-LSSVM的接地网腐蚀速率预测模型。仿真结果表明,经ISHO优化LSSVM接地网腐蚀速率预测模型的平均相对误差、均方根误差、全局最大相对误差均定系数分别为2.79%、0.139、3.53%和0.995,均优于其他接地网腐蚀预测模型,验证了模型的正确性和优越性。