本发明专利技术公开了一种原位实时接地极失效预警装置及预警方法，所述预警装置包括电阻组件和数据采集组件；所述电阻组件包括采样电阻和温度补偿电阻，所述采样电阻和所述温度补偿电阻的材料与接地极外层材料相同，所述采样电阻暴露在与所述接地极相同的腐蚀环境中，所述温度补偿电阻密封以避免腐蚀；所述数据采集组件与所述电阻组件连接，用于采集所述采样电阻和所述温度补偿电阻的实时电阻值。本发明专利技术通过测量采样电阻以及温度补偿电阻的阻值变化，计算得出接地极的厚度损失，从而对接地极失效进行精准预警。与现有技术相比，本发明专利技术克服了土壤环境和腐蚀情况的复杂性，具有装载方便，使用简单，能耗低，精度高等优点。精度高等优点。精度高等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种原位实时接地极失效预警装置及预警方法
[0001]本专利技术涉及输变电设备运行与监测
，特别涉及一种原位实时接地极失效预警装置及预警方法。
技术介绍
[0002]随着社会的不断发展与进步，国家对于能源的需求越来越大，特高压电网的数量以及输电线路和发(变)电站容量也随之增多，国家“西电东送”工程更是建造了史无前例数量的输电网、发(变)电站。为了维持电网正常运行，满足防雷以及工作和安全的需要，这些站点均会安装接地装置。接地装置中接地极是最为关键的部分，承担着将大电流引入大地的作用，如果接地极损伤泄流功能失效，与之相连的电气设备将随时面临过载的危险，一旦引发起火、爆炸等安全事故将会产生巨大的损失。
[0003]接地极一般为使用镀锌钢或铜包钢为材料制成的金属网或金属棒，埋入地下后使用。泄流时电流的作用会引起接地极的腐蚀，同时因为土壤中含有一定水分和盐(特殊的地质环境中含量极高)、微生物，电站附近的土壤中存在杂散电流等也会引起接地极的腐蚀。腐蚀是导致接地极失效的最主要原因，被腐蚀的接地极不仅电阻会升高导致保护作用降低，同时接地极外层的铜或锌一旦被腐蚀穿孔，内部钢与外层金属强烈的电偶效应会急速加快腐蚀，最终导致整个接地极溶解消失。
[0004]因为接地极深埋地下，其腐蚀失效具有复杂性、隐蔽性，难以简单地预测和观察。现阶段对接地极失效普遍使用的检测手段为开挖法，是一种依据当地土壤腐蚀速率以及经验对接地极的腐蚀程度进行预估，之后随机取点挖开进行观察的方法，这种方法不仅盲目且精准度极差，耗费较大人力，开挖时发(变)电站需要断电停止工作，在实际应用上不仅困难而且造成的损失较大。其他的检测方法例如使用X射线或超声检测，不仅耗能大，而且无法实时监测，并且测试结果受埋入深度和土壤土质等影响。测量接地电阻(土壤电阻)来分析接地极损耗情况的方法会明显受到土质、季节变化甚至是测量方位的影响，不仅技术上存在难度，精度也无法保证，有时在接地极已经完全损耗完时接地电阻也无明显变化。
技术实现思路
[0005]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种原位实时接地极失效预警装置及预警方法，能够克服土壤环境和腐蚀情况的复杂性，并且装载方便，使用简单，能耗低，能够很好地为发(变)电站等野外电气设备提供预警作用。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供如下方案：
[0007]一方面，提供了一种原位实时接地极失效预警装置，所述预警装置包括电阻组件和数据采集组件；所述电阻组件包括采样电阻和温度补偿电阻，所述采样电阻和所述温度补偿电阻的材料与接地极外层材料相同，所述采样电阻暴露在与所述接地极相同的腐蚀环境中，所述温度补偿电阻密封以避免腐蚀；所述数据采集组件与所述电阻组件连接，用于采集所述采样电阻和所述温度补偿电阻的实时电阻值。
[0008]优选地，所述电阻组件中的引线整合为六芯插头XP6，并与所述数据采集组件中引线整合的六芯插座XS6连接。
[0009]优选地，所述采样电阻和所述温度补偿电阻的材料与所述接地极外层材料为同种材料，均为纯锌材料。
[0010]优选地，所述温度补偿电阻使用树脂或可固化胶进行封装。
[0011]优选地，所述电阻组件内部连接使用带绝缘胶皮铜导线，所述电阻组件的一端与所述接地极直接相连，所述电阻组件的另一端接地。
[0012]一方面，提供了一种基于上述原位实时接地极失效预警装置的预警方法，包括以下步骤：
[0013]S1、将所述电阻组件与接地极埋入相同深度的相同土壤环境中，所述数据采集组件根据需求进行放置，无需埋入土壤；
[0014]S2、当有电流通过所述装置时，所述数据采集组件实时获取所述采样电阻和所述温度补偿电阻的阻值；
[0015]S3、将所述采样电阻和所述温度补偿电阻的阻值变化进行对比，计算所述采样电阻的腐蚀量；
[0016]S4、根据所述采样电阻的腐蚀量推断所述接地极的腐蚀量，从而判定所述接地极是否失效。
[0017]优选地，所述步骤S3具体包括：
[0018]假设室温时电阻率为ρ，电阻在未损耗前，所述采样电阻长度为L1，截面为边长d1的正方形；所述温度补偿电阻长度为L2，截面为边长d2的正方形，此时所述采样电阻的阻值为R1，所述温度补偿电阻的阻值为R2；此时有：
[0019]R1＝1000ρL1/d
12
[0020]R2＝1000ρL2/d
22
[0021]设定一个误差参数k0，为测试前测量的所述温度补偿电阻的阻值与所述采样电阻的阻值之比：
[0022][0023]装置投放使用后，温度补偿电阻被封装，其阻值仅根据温度变化而变化，采样电阻的阻值因腐蚀损耗而升高；
[0024]假设装置使用t天后，此时温度为T，电阻率为ρ'，所述采样电阻长度认为不变，仍为L1，截面变为边长为d1'的正方形；所述温度补偿电阻长度和截面认为不变，仍为L2和边长d2的正方形；此时所述数据采集组件采集到的所述采样电阻的阻值为R1'，所述温度补偿电阻的阻值为R2'，则此时有：
[0025]R1'＝1000ρ'L1/d1'2[0026]R2'＝1000ρ'L2/d
22
[0027]设定一个值k，为测量得到的所述温度补偿电阻的阻值与所述采样电阻的阻值之比；
[0028]k＝R2'/R1'
[0029]＝[L2/d
02
]/[L1/d1'2][0030]代入误差参数k0有：
[0031][0032]得到所述采样电阻腐蚀损耗后的截面尺寸：
[0033][0034]则所述采样电阻因为腐蚀损耗引起的截面损失
△
d为：
[0035][0036]优选地，所述步骤S4具体包括：
[0037]当所述接地极厚度损失超过预设阈值时，认为所述接地极已经失效；
[0038]假设所述接地极厚度损失的预设阈值为D，则当所述采样电阻的截面损失大于等于D时，认为所述接地极失效，即：
[0039]△
d/2≥D
[0040]k≤k0(1
‑
2D/d1)2[0041]此时，所述接地极失效。
[0042]本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0043]本专利技术提供了一种精确的原位实时接地极失效预警装置及预警方法，所述装置包括电阻组件和数据采集组件；电阻组件包括采样电阻和温度补偿电阻，采样电阻和温度补偿电阻的材料与接地极外层材料相同，采样电阻暴露在与接地极相同的腐蚀环境中，温度补偿电阻密封以避免腐蚀；数据采集组件用于实时采集采样电阻和温度补偿电阻的电阻值。本专利技术通过测量采样电阻以及温度补偿电阻的阻值变化，计算得出接地极的厚度损失，从而对接地极失效进行精准预警。与现有技术相比，本专利技术克服了土壤环境和腐蚀情况的复杂性，具有装载方便，使用简单，能耗低，精度高等优点。
附图说明
[0044]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种原位实时接地极失效预警装置，其特征在于，所述预警装置包括电阻组件和数据采集组件；所述电阻组件包括采样电阻和温度补偿电阻，所述采样电阻和所述温度补偿电阻的材料与接地极外层材料相同，所述采样电阻暴露在与所述接地极相同的腐蚀环境中，所述温度补偿电阻密封以避免腐蚀；所述数据采集组件与所述电阻组件连接，用于采集所述采样电阻和所述温度补偿电阻的实时电阻值。2.根据权利要求1所述的原位实时接地极失效预警装置，其特征在于，所述电阻组件中的引线整合为六芯插头XP6，并与所述数据采集组件中引线整合的六芯插座XS6连接。3.根据权利要求1所述的原位实时接地极失效预警装置，其特征在于，所述采样电阻和所述温度补偿电阻的材料与所述接地极外层材料为同种材料，均为纯锌材料。4.根据权利要求1所述的原位实时接地极失效预警装置，其特征在于，所述温度补偿电阻使用树脂或可固化胶进行封装。5.根据权利要求1所述的原位实时接地极失效预警装置，其特征在于，所述电阻组件内部连接使用带绝缘胶皮铜导线，所述电阻组件的一端与所述接地极直接相连，所述电阻组件的另一端接地。6.一种基于权利要求1
‑
5中任一项所述的原位实时接地极失效预警装置的预警方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将所述电阻组件与接地极埋入相同深度的相同土壤环境中，所述数据采集组件根据需求进行放置，无需埋入土壤；S2、当有电流通过所述装置时，所述数据采集组件实时获取所述采样电阻和所述温度补偿电阻的阻值；S3、将所述采样电阻和所述温度补偿电阻的阻值变化进行对比，计算所述采样电阻的腐蚀量；S4、根据所述采样电阻的腐蚀量推断所述接地极的腐蚀量，从而判定所述接地极是否失效。7.根据权利要求6所述的预警方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：假设室温时电阻率为ρ，电阻在未损耗前，所述采样电阻长度为L1，截面为边长d1的正方形；所述温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：程学群，李晓刚，
申请(专利权)人：广州天韵达新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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