【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种接地腐蚀在线监测系统及其应用，属于接地网及接地材料腐蚀态势感知。
技术介绍
1、目前对电力系统接地网的检测通常采用常规接地电阻测试、接地网开挖检测等方法。接地网的接地电阻低于设计值时认为接地网处于健康状态。接地电阻异常时采用局部开挖或接地网故障分析。分析的结果无法实现接地材料的腐蚀状态、腐蚀原因的分析，检测结果更无法为接地网的维修、改造、设计提供决策依据，且均为后知后觉的检测，是在发现问题后才会进行检测，检测的周期长，更无法做到实时预警，变电站的接地系统故障是导致电力运行事故的重要因素之一。缺乏接地腐蚀的状态感知及预警功能将无法为站内管理者提供足够准确与及时的接地状态信息，不能为接地的腐蚀危害和安全评估等决策提供有力支持，同时对接地维护、改造、设计也无法提供有效的数据支撑。接地材料的腐蚀速率和腐蚀因素是接地设计、防护方案需要参考的重要数据，仅凭现有的接地检测手段无法实现。由此可见，对接地腐蚀的状态感知与预警的缺失是是电力安全管理的风险隐患，也是实现数字化管理的关键环节。
2、目前，输变电接地监测的工程、研究不足导致电力企业在接地网、接地材料、防护技术方面的研究、设计、运行和维护等方面均存在诸多问题：(1)接地材料腐蚀的基础研究缺乏长期积累的监测数据，电力接地材料运行环境复杂，不仅涉及复杂的土壤电化学腐蚀，而且强电磁场环境也是导致接地材料腐蚀的关键因素。传统的接地材料腐蚀仅简单考虑材料的土壤腐蚀，而忽视了重要的强电磁场环境加速腐蚀因素，这导致现行的标准规范无法满足实际工程需要。(2)接地网腐蚀工程数据积累
3、目前，输变电接地腐蚀的状态感知方法中，接地网接地电阻的检测一般无法确定接地网的腐蚀情况和断点；即使接地网的某个网格出现断点，接地电阻上仍然可能合格，该方法也无法获得接地极的截面损失状况；其接地状态诊断采用电网络理论，通过各网格导体电阻变化，判断接地网腐蚀及断点情况，这种检测方法复杂，准确率不高，且无法获得材料的腐蚀速率和了解材料的腐蚀原因，也无法为材料的选材、设计、决策提供依据。现场开挖检测更是耗时长，成本高，检测效率极低，大面积开挖会影响正常的供电。因此，在输变电接地腐蚀在线腐蚀监测应用中，还没有全面、高效的实时监测系统和方法，是一项急需解决的卡脖子技术。
技术实现思路
1、根据本申请的一个方面，提供了一种接地腐蚀在线监测系统，实现了对电力等行业的接地网和接地材料的全面实时在线监测，可以为电力接地设计和管理提供精确的数据支持和决策依据。
2、输变电接地装置埋设于土壤中，其性能与土壤具有最直接的联系。土壤除了可以决定接地装置的接地性能，还可以对其中的接地装置产生腐蚀作用，从而消耗接地导体，进而降低接地装置性能，甚至使接地性能失效而产生安全问题。土壤是一个由气液固三相物质构成的复杂系统，其中还生存着数量不等的若干种土壤微生物，土壤微生物的新陈代谢产物也会对材料产生腐蚀。大型接地装置有时还存在杂散电流的腐蚀问题，土壤的固体组分相对固定，不具备流动性。因此，即使是同类型的土壤，其所处位置、地面植被、地表地貌其物理和化学性质也不近相同。因此，土壤腐蚀性的测量与评估是一个非常复杂的问题。
3、土壤的腐蚀性很难用一个简单的显性公式表达出来，也不容易通过土壤直接测得，它与许多因素有关，而且随时间而变化。也就是说材料的土壤腐蚀性不能单独由哪一个土壤的物理化学性能决定。宏观上看，材料在土壤中的腐蚀主要与以下几类因素相关：
4、(1)杆塔接地材料土壤电化学腐蚀，接地极埋设在土壤当中，并直接与大地接触。因此土壤腐蚀是接地极材料最主要的腐蚀类型。土壤是无机和有机胶质混合颗粒的集合，由土粒、水、空气所组成，是一种复杂的多相结构。土壤颗粒间形成大量毛细管微孔或孔隙，孔隙中充满空气和水，常形成胶体体系，是一种离子导体。土壤的性质和结构是不均匀的、多变的，土壤的固体部分对埋设在土壤中的接地体的金属表面来说，是固定不动的，而土壤中的气、液相则可作相对有限运动。土壤的这些物理化学性质，尤其是电化学特性直接影响着土壤的腐蚀过程的特点。土壤组成和性质的复杂多变性使不同的土壤腐蚀性相差很大；(2)接地网的入地电流，接地极是接地装置的主要组成部分，主要用于泄流、均压，保障电网和电气设备安全运行。由于负载变化、三相峰值电流不均、相位不均或由于气候、污染物等因素造成线路绝缘性差等，导致线路中形成的工频入地电流通过接地极进入大地，并通过接地极流出。流出部位由于电流的作用发生电化学腐蚀反应，使接地极材料腐蚀加速进行。同时，外界环境中的各种直流、交流杂散电流也会对接地网材料造成腐蚀。因此，接地极材料的入地电流及电场变化也是地网腐蚀的重要因素之一；(3)地网及其使用环境的不均匀性引起的腐蚀，组成土壤的固体组分是相对固定性，不像大气、海水具有流动性，即使是同种类型的土壤，它们的物理和化学性质也不尽相同。土壤的不均匀性可能造成地网腐蚀的不均匀性，差异较大的埋设环境还可能导致地网宏电池腐蚀，加速局部地网的腐蚀速度。
5、本申请采用如下技术方案：
6、一种接地腐蚀在线监测系统，包括设备支撑柱和用于固定在土壤上的水泥基础墩，所述设备支撑柱固定连接或可拆卸地连接在水泥基础墩上，所述设备支撑柱顶端设置有补能电源；
7、所述接地腐蚀在线监测系统还包括依次连接的传感器单元、监测设备箱、入地电流测试箱；
8、所述监测设备箱、入地电流测试箱设置在设备支撑柱上，所述传感器单元设置在土壤中；
9、所述传感器单元通过测试电缆与监测设备箱连接；
10、所述入地电流测试箱串联接入电气设备的接地端和接地网间的引下线电缆中；
11、所述监测设备箱通过传输线或无线网络与外部集控平台连接。
12、可选地，所述传感器单元包括若干用于原位监测土壤理化性能的传感器。
13、若干用于原位监测土壤理化性能的传感器的组合即土壤腐蚀性参数在线监测传感器。
14、可选地，所述传感器单元腐蚀试片腐蚀率监测传感器。
15、可选地，接地腐蚀在线监测系统为基于超微电阻测量的原位材料腐蚀速率监测系统。
16、可选地本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种接地腐蚀在线监测系统，其特征在于，包括设备支撑柱和用于固定在土壤上的水泥基础墩，所述设备支撑柱固定连接或可拆卸地连接在水泥基础墩上，所述设备支撑柱顶端设置有补能电源；
2.根据权利要求1所述的接地腐蚀在线监测系统，其特征在于，所述监测设备箱将传感器单元和入地电流测试箱实时感知采集的数据传送至集控平台进行土壤腐蚀性的评估。
3.根据权利要求2所述的接地腐蚀在线监测系统，其特征在于，所述评估包括将实时监测的理化性能数据和土壤固有指标结合进行打分，通过分值综合评价环境土壤的腐蚀等级，并参考接地网入地电流值修正环境土壤腐蚀性等级；
4.根据权利要求1所述的接地腐蚀在线监测系统，其特征在于，所述传感器与接地网材质相同。
5.根据权利要求1所述的接地腐蚀在线监测系统，其特征在于，所述土壤理化性能包括土壤电阻率、土壤氧化还原电位、接地材料在土壤中的自然电位、土壤pH值、材料腐蚀速率、交直杂散电流。
6.根据权利要求1所述的接地腐蚀在线监测系统，其特征在于，所述入地电流测试箱包括用于监测接地网接地极电流的传感器。
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8.根据权利要求1所述的接地腐蚀在线监测系统，其特征在于，所述补能电源选自市电、太阳能、风能中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的接地腐蚀在线监测系统，其特征在于，所述外部集控平台包含本地工控机、远程上位机软件平台、云系统中的至少一种。
10.权利要求1至9任一项所述接地腐蚀在线监测系统中的至少一种在电力、建筑、计算机、工矿企业、通讯领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种接地腐蚀在线监测系统，其特征在于，包括设备支撑柱和用于固定在土壤上的水泥基础墩，所述设备支撑柱固定连接或可拆卸地连接在水泥基础墩上，所述设备支撑柱顶端设置有补能电源；
2.根据权利要求1所述的接地腐蚀在线监测系统，其特征在于，所述监测设备箱将传感器单元和入地电流测试箱实时感知采集的数据传送至集控平台进行土壤腐蚀性的评估。
3.根据权利要求2所述的接地腐蚀在线监测系统，其特征在于，所述评估包括将实时监测的理化性能数据和土壤固有指标结合进行打分，通过分值综合评价环境土壤的腐蚀等级，并参考接地网入地电流值修正环境土壤腐蚀性等级；
4.根据权利要求1所述的接地腐蚀在线监测系统，其特征在于，所述传感器与接地网材质相同。
5.根据权利要求1所述的接地腐蚀在线监测系统，其特征在于，所述土壤理化性能包...
【专利技术属性】
技术研发人员：王震宇，韩恩厚，
申请(专利权)人：广东腐蚀科学与技术创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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