一种基于静电场和有序对的接地网结构检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于静电场和有序对的接地网结构检测方法，包括：在地表平面内，以变电站中的垂直导体为参考原点建立初始虚拟接地网格；按照步长间距，依次添加测量线并采集线上各点电场强度，得到电场强度最大值候选有序对；根据电场强度最大值候选有序对绘制候选接地网格；测量每个节点

【技术实现步骤摘要】
一种基于静电场和有序对的接地网结构检测方法


[0001]本专利技术涉及接地网结构，具体的说是一种基于静电场和有序对的接地网结构检测方法
。

技术介绍

[0002]随着电力行业发展，接地网诊断逐渐成为电力行业关注的重点之一
。
接地网主要负责雷击
、
浪涌和对地短路的情况下释放故障电流
。
当接地网出现连接点松脱
、
导体腐蚀以及断裂等故障时，将严重影响电力设备及工人人身安全
。
准确的接地网结构是接地网故障诊断的重要前提之一，现有接地网结构检测方法大多基于电磁理论设计，这类方法中强磁环境的屏蔽较为困难
。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种基于静电场和有序对的接地网结构检测方法
。
与电磁理论方法相比，电场屏蔽更容易实现，本方法通过地表的最大静电场指示导体位置，再通过测量圆上的电场来验证节点间的连接是否存在
。
[0004]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于静电场和有序对的接地网结构检测方法，包括：
[0005]步骤
1、
在地表平面内，以变电站中的垂直导体为参考原点
O
，过参考点
O
建立垂直两方向
X、Y
坐标轴，以参考点
O
为顶点建立初始虚拟接地网格；
[0006]步骤
2、
在初始虚拟接地网格内，从<br/>O
点开始，按照设置的平行线步长间距，分别添加
X、Y
的平行线
L
Xt
、L
Yt
，并在每轮次
t
时依次测量
L
Xt
、L
Yt
线上各点电场强度，得到电场强度最大值候选有序对；
[0007]步骤
3、
根据电场强度最大值候选有序对绘制节点
Nn
，并连接形成候选接地网格；
[0008]步骤
4、
重复步骤
2、3
，继续添加
X、Y
的平行线，直到不再出现新的电场强度最大值候选有序对，得到完整候选接地网格；
[0009]步骤
5、
测量每个节点
Nn
处的圆上电场
[0010]步骤
6、
当达到最大值，则证明节点
Nn
到圆上电场最大值方向的已绘制的候选接地网格节点间确实存在连接；否则删除连接线，更新接地网格；
[0011]步骤
7、
重复步骤
5、6
，直到验证所有完整候选接地网格的连接，得到更新后的完整接地网拓扑
。
[0012]所述初始虚拟接地网格为：包括9节点的等分支长度的四邻域矩阵接地网；所述参考点
O
的垂直导体上施加直流电压，与参考点
O
距离最远的节点9接地
。
[0013]所述测量线上各点电场强度为：在四邻域接地网矩阵内沿着
L
Xt
、L
Yt
行走，并采用电场强度测量设备采集的样本值
[0014]所述电场强度最大值有序对
(X
max
‑
i
,Y
max
‑
j
)
为：
L
Xt
线上的
i
个电场强度最大值
X
max
‑
i
,
与
L
Yt
线上的
j
个电场强度最大值
Y
max
‑
j
中，任意两两组合的所有点对
。
[0015]所述圆上电场为：以节点
Nn
为圆心，沿半径为
R
的圆周行走，并采用电场强度测量设备采集的样本值所述半径
R
的选取使得测量圆不已绘制节点的任何分支
。
[0016]本专利技术具有以下有益效果及优点：
[0017]1.
由于静电场是由载流导体而非实际磁场产生的
。
本方法与大多数现有的检测方法不同，利用本方法可以检测接地网中的对角分支
。
[0018]2.
本方法通过地表的最大静电场指示导体位置，再通过测量圆上的电场来验证节点间的连接是否存在，与电磁理论方法相比，电场屏蔽更容易实现
。
附图说明
[0019]图1为本专利技术方法的长直载流导体静电场强度示意图；
[0020]图2为本专利技术方法的接地网数值模型示意图；
[0021]图3为本专利技术方法的初步判定的地网结构示意图；
[0022]图4为本专利技术方法的流程图
。
具体实施方式
[0023]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明
。
[0024]如图1所示，地表静电场计算
。
假设无限长的接地导体沿
x
轴布置
。
导体埋在距离地表
h
深处的土壤中，并携带直流电流
I。
ρ
L
是由于导体表面电荷而产生的线电荷密度
。H
表示点
P(x
，
y
，
h)
与导体之间的距离
。C
表示半径
r
的圆
(
圆的半径取决于获得的配置的网格大小，因此圆不应穿过未连接到相应圆节点的任何分支
)
，沿
L
直线位置测量电场
。P(x
，
y
，
h)
处的电场由
E
表示：
[0025][0026]其中，
ε
是土壤的介电常数，是表示电场方向的单位矢量
。
[0027]在直角坐标系中，可分解为：
[0028][0029]分别是表示电场在
y、z
两个方向的单位矢量；
[0030]取
z
方向的电场分量，可得：
[0031][0032][0033]则有沿测量圆
C
的电场分量表达如下：
[0034][0035]其中，
θ
是被测点
P
穿过圆
C
时与
x
轴的角度
。
[0036]类似的，沿
L
的电场分量分布，可表示为：
[0037][0038]其中，
y
为
P
点的坐标，当测量线
L
与
Y
轴平行时，用坐标值代替；
[0039]根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于静电场和有序对的接地网结构检测方法，其特征在于，包括：步骤
1、
在地表平面内，以变电站中的垂直导体为参考原点
O
，过参考点
O
建立垂直两方向
X、Y
坐标轴，以参考点
O
为顶点建立初始虚拟接地网格；步骤
2、
在初始虚拟接地网格内，从
O
点开始，按照设置的平行线步长间距，分别添加
X、Y
的平行线
L
Xt
、L
Yt
，并在每轮次
t
时依次测量
L
Xt
、L
Yt
线上各点电场强度，得到电场强度最大值候选有序对；步骤
3、
根据电场强度最大值候选有序对绘制节点
Nn
，并连接形成候选接地网格；步骤
4、
重复步骤
2、3
，继续添加
X、Y
的平行线，直到不再出现新的电场强度最大值候选有序对，得到完整候选接地网格；步骤
5、
测量每个节点
Nn
处的圆上电场步骤
6、
当达到最大值，则证明节点
Nn
到圆上电场最大值方向的已绘制的候选接地网格节点间确实存在连接；否则删除连接线，更新接地网格；步骤
7、
重复步骤
5、6
，直到验证所有完整候选接地网格的连接，得到更新后的完整接地网拓扑
。2.
按照权利要求1所述一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦军，缪金，吴曦，吴俊锋，蒋煊，蒋頔，刘维，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司，
类型：发明
国别省市：