输电高压线路杆塔接地网不开挖检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种输电高压线路杆塔接地网不开挖检测方法及系统，其中方法包括：向接地网内通入第一频率的电信号；采集接地网对应地面上方不同位置的磁感应电动势，基于各位置磁感应电动势的大小确定接地网走向及埋深；沿射线走向方向，当磁感应电动势不可测时，初步定位射线末端初步位置；向接地网内通入第二频率的电信号，且第二频率小于第一频率；采集射线末端初步位置预设范围内固定间距两点之间的梯度电位及电流方向；根据离射线末端越近梯度电位越大，以及在射线走向垂直方向上，位于射线两侧的电流方向相反，确定射线末端精准位置。实现了输电高压线路杆塔接地网不开挖的检测，检测简单方便，效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
输电高压线路杆塔接地网不开挖检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及接地线探测
，尤其涉及一种输电高压线路杆塔接地网不开挖检测方法及系统。

技术介绍

[0002]输电高压线路杆塔接地网的埋深、走向及埋长均需要满足设计要求，当实际实施不到位时，则可能存在安全隐患。因此，对于施工完成后的输电高压线路杆塔接地网需要进行检验，确认施工是否合格。
[0003]目前，接地线的检验主要采用人工定点开挖以进行检验，工作强度大，效率低下，而且采用定点开挖方式，即部分抽检，检验准确性低，对应接地线端点位置也难以准确确认。因此，亟需一种接地线网不开挖的检测技术，但由于输电高压线路杆塔接地网具备一定的特殊性，多条接地线在地下通过杆塔下面的环形网互相联通，常规地下探测方法在接地网的检测中存在各接地线之前的信号容易形成相互干扰的问题，且接地线末端检测困难，均为输电高压线路杆塔接地网不开挖检测技术的开发带来了难点。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种输电高压线路杆塔接地网不开挖检测方法及系统，以解决现有主要采用人工定点开挖的检测方式工作强度大、效率低的问题。
[0005]第一方面，提供了一种输电高压线路杆塔接地网不开挖检测方法，包括：
[0006]向接地网内通入第一频率的电信号；
[0007]采集距离杆塔预设范围内地面不同位置的磁感应电动势，基于各位置磁感应电动势的大小确定框线的走向及埋深；
[0008]对于每个由两根框线相交处，从一根框线的位置出发，绕其相交处外角到另一根框线，确定射线的根数；
[0009]采集每根射线对应地面不同位置的磁感应电动势，基于各位置磁感应电动势的大小确定每根射线的走向及埋深；
[0010]沿射线走向方向，当磁感应电动势不可测时，初步定位射线末端初步位置；
[0011]向接地网内通入第二频率的电信号，且第二频率小于第一频率；
[0012]采集射线末端初步位置预设范围内固定间距两点之间的梯度电位及电流方向；
[0013]根据离射线末端越近梯度电位越大，以及在射线走向的垂直方向上，位于射线两侧的电流方向相反，确定射线末端精准位置。
[0014]本方案中，通过向接地网内通入第一频率的电信号，与大地构成回路。接地网内有电流通过，电流在其周围产生交变电磁场，进而可采集接地网对应地面上方不同位置的磁感应电动势，进而可根据各位置磁感应电动势的大小情况确定接地网的走向和埋深。但是，输电高压线路杆塔接地网用圆钢直径只有约12mm，且多条射线在地下通过杆塔下面的框线互相联通，通入第一频率的电信号时会造成电流信号分散，检测过程中各条射线及框线之
间的信号容易形成相互干扰，因此，在检测过程中表现出信号弱、信号衰减快，在靠近射线末端检测信号弱，检测难，超过一定距离磁感应电动势不可测，无法准确确定射线末端位置。因此，通过磁感应电动势不可测以确定射线末端初步位置后，向接地网通入第二频率的电信号，根据离射线末端越近梯度电位越大，以及在射线走向垂直方向上，位于射线两侧的电流方向相反的原理，采集射线末端初步位置预设范围内固定间距两点之间的梯度电位及电流方向，进而可精确确定射线的末端位置，进而可确定射线的埋长。
[0015]进一步地，所述第一频率的电信号的频率范围为4kHz～200kHz，电压范围为30～48V，电流范围为5mA～100mA。
[0016]进一步地，基于各位置磁感应电动势的大小确定框线/射线走向及埋深，具体包括：
[0017]通过地面上方同一水平面上框线/射线正上方磁感应电动势最大确定框线/射线走向；
[0018]获取框线/射线正上方地面上的一处检测点的磁感应电动势，基于该检测点的磁感应电动势及其与地面的垂直距离确定框线/射线的埋深。
[0019]接地网内通入第一频率的电信号后，其产生的磁场呈以框线/射线轴心为圆心的同心圆分布，因此，地面上方同一水平面上框线/射线正上方距离框线/射线距离最近，其磁场最大，进而对应的磁感应电动势最大，基于此，可确定框线/射线的走向。通过检测框线/射线正上方地面上的一处检测点的磁感应电动势，可确定该检测点与框线/射线的距离，用该距离减去检测点与地面的垂直距离即可得到框线/射线的埋深。
[0020]进一步地，磁感应电动势的采集方法如下：
[0021]通过三个规格相同、彼此两两垂直且共检测点的接收线圈对框线/射线对应地面上方不同位置进行检测，对应得到检测点的三个方向的磁感应电动势分量；
[0022]基于检测点的三个方向的磁感应电动势分量得到对应检测点的磁感应电动势。
[0023]通过采用三个规格相同、彼此两两垂直且共检测点的接收线圈对框线/射线对应地面上方不同位置进行检测，然后基于检测点的三个方向的磁感应电动势分量得到对应检测点的磁感应电动势。此方法可保证无论三个接收线圈形成的整体如何摆放，都可以测得同样大小的某个检测点的磁感应电动势，不用再受特定方位角度摆放才能准确检测到检测点的磁感应电动势的限制，实施更加方便，且检测结果准确。
[0024]进一步地，所述获取框线/射线正上方地面上的一处检测点的磁感应电动势，基于该检测点的磁感应电动势及其与地面的垂直距离确定框线/射线的埋深，具体包括：
[0025]基于如下公式计算框线/射线正上方地面上的一处检测点磁感应电动势E：
[0026][0027]式中，E
x
、E
y
、E
z
分别为该检测点的三个方向的磁感应电动势分量；
[0028]该检测点与框线/射线的距离h通过如下公式计算得到：
[0029][0030]式中，n为接收线圈的匝数，s为接收线圈的面积，I为框线/射线上的电流，f为第一频率，μ0为真空中介质的磁导率；
[0031]框线/射线的埋深H通过下式得到；
[0032]H＝h
‑
l
[0033]式中，l为该检测点与地面的垂直距离。
[0034]进一步地，所述第二频率的电信号的频率范围为256Hz～4kHz，电压范围为30～48V，电流范围为5mA～100mA。
[0035]第二方面，提供了一种输电高压线路杆塔接地网不开挖检测系统，包括：
[0036]电信号施加装置，用于向接地网通入第一频率的电信号或通入第二频率的电信号；
[0037]接地网走向埋深检测装置，用于在所述电信号施加装置向接地网通入第一频率的电信号时，采集接地网对应地面上方不同位置的磁感应电动势，以基于各位置磁感应电动势的大小确定框线及射线走向及埋深；还用于根据沿射线走向方向磁感应电动势不可测时，初步定位射线末端初步位置；
[0038]射线末端检测装置，用于在所述电信号施加装置向接地网通入第二频率的电信号时，采集射线末端初步位置预设范围内固定间距两点之间的梯度电位及电流方向；并根据离射线末端越近梯度电位越大，以及在射线走向的垂直方向上，位于射线两侧的电流方向相反，确定接地线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电高压线路杆塔接地网不开挖检测方法，其特征在于，包括：向接地网内通入第一频率的电信号；采集距离杆塔预设范围内地面不同位置的磁感应电动势，基于各位置磁感应电动势的大小确定框线的走向及埋深；对于每个由两根框线相交处，从一根框线的位置出发，绕其相交处外角到另一根框线，确定射线的根数；采集每根射线对应地面不同位置的磁感应电动势，基于各位置磁感应电动势的大小确定每根射线的走向及埋深；沿射线走向方向，当磁感应电动势不可测时，初步定位射线末端初步位置；向接地网内通入第二频率的电信号，且第二频率小于第一频率；采集射线末端初步位置预设范围内固定间距两点之间的梯度电位及电流方向；根据离射线末端越近梯度电位越大，以及在射线走向的垂直方向上，位于射线两侧的电流方向相反，确定射线末端精准位置。2.根据权利要求1所述的输电高压线路杆塔接地网不开挖检测方法，其特征在于，所述第一频率的电信号的频率范围为4kHz～200kHz，电压范围为30～48V，电流范围为5mA～100mA。3.根据权利要求1所述的输电高压线路杆塔接地网不开挖检测方法，其特征在于，基于各位置磁感应电动势的大小确定框线/射线走向及埋深，具体包括：通过地面上方同一水平面上框线/射线正上方磁感应电动势最大确定框线/射线走向；获取框线/射线正上方地面上的一处检测点的磁感应电动势，基于该检测点的磁感应电动势及其与地面的垂直距离确定框线/射线的埋深。4.根据权利要求3所述的输电高压线路杆塔接地网不开挖检测方法，其特征在于，磁感应电动势的采集方法如下：通过三个规格相同、彼此两两垂直且共检测点的接收线圈对框线/射线对应地面不同位置进行检测，对应得到检测点的三个方向的磁感应电动势分量；基于检测点的三个方向的磁感应电动势分量得到对应检测点的磁感应电动势。5.根据权利要求4所述的输电高压线路杆塔接地网不开挖检测方法，其特征在于，所述获取框线/射线正上方地面上的一处检测点的磁感应电动势，基于该检测点的磁感应电动势及其与地面的垂直距离确定框线/射线的埋深，具体包括：基于如下公式计算框线/射线正上方地面上的一处检测点磁感应电动势E：式中，E
x
、E
y
、E
z
分别为该检测点的三个方向的磁感应电动势分量；该检测点与框线/射线的距离h通过如下公式计算得到：式中，n为接收线圈的匝数，s为接收线圈的面积，I为框线/射线上的电流，f为第一频率，μ0为真空中介质的磁导率；框线/射线的埋深H通过下式得到；
H＝h
‑
l式中，l为该检测点与地面的垂直距离。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文波，刘兰兰，刘纯，易闽军，谢亿，谢阿萌，陈军君，刘维可，胡钰婧，黄蓉，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：