一种变电站接地网导体位置及网格结构探测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种变电站接地网导体及网格结构探测系统，其由探测信号发生部分和信号探测部分组成，所述探测信号发生部分为电流恒流源，电流源采用正弦波工作方式，其信号输出端接于接地网的两下引导体之间；所述信号探测部分包括探测线圈L、测距脉冲发生电路、信号处理电路和采集分析系统C，所述探测线圈L的信号输出端接信号处理电路的输入端，信号处理电路的输出端接采集分析系统的输入端，测距脉冲的输出端接数据采集卡的触发输入端。本发明专利技术结构简单，可在变电站正常运行的情况下，快速、准确地对变电站接地网地下导体、位置及结构进行探测，可满足实际现场的测量与探测要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属检测
，具体涉及一种能在变电站正常运行的情况下，高效、简便、准确地探测变电站接地网地下导体的位置及网格结构的探测系统。
技术介绍
接地网在变电站安全运 行中起着十分重要的作用，它不仅为变电站内各种电气设备提供一个公共的参考地，在系统故障或遭受雷击时还能迅速排泄故障电流并降低变电站内的地电位升，保护变电站内工作人员的人身安全和各种电气设备的安全和正常运行。接地装置一般为网格状的接地体，常常利用扁钢、圆钢、角钢、钢管或铜质材料等焊接组成网格，该网格常常埋于地下0. 6 I米的深度，以便实现均压、散流和减小接地电阻的作用，根据需要在不同的网格位置处有接地导体与地面的电气设备相连。当变电站发生短路或遭受雷击等故障时，瞬间的大电流经接地网分散入地，接地电阻越小，接地网的电位升就越低，这样地表面的电位以及与接地网相连的电气设备的电位就低，从而保护电气设备和变电站内工作人员的人身安全。但是，由于腐蚀等原因，可能导致网格导体变细或者出现断点，破坏了接地网的原有结构，降低了接地性能，丧失了保护功能。接地网的设计和铺设图纸是查找接地网断点和严重腐蚀段，以及进行安全性能评估的前提，在实际工程中，有时会遇到接地网图纸与实际铺设存在偏差、图纸丢失或缺损的情况，从而给接地网的状态诊断和安全性能评估带来极大的困难。此时，常常通过大面积挖开检查，浪费大量的人力、物力和财力。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于提供一种探测变电站接地网地下导体的位置及网格结构的探测系统，其克服了现有技术的不足，使用操作简便，能够实现准确测量变电站接地网导体位置及网格结构。实现上述专利技术目的本专利技术采用的技术方案为 一种变电站接地网导体位置及网格结构探测系统，其包括探测信号发生装置和对探测信号进行探测的信号探测装置，所述探测信号发生装置为采用正弦波工作方式的用于接在接地网地表面位置适当的两条下引导体线处之间产生磁感应强度的电流源4 ;所述信号探测装置包括一探测小车6和安装在探测小车上的测距电路、探测线圈、信号调理电路和数据采集卡以及信号采集分析系统7 ;所述探测线圈的信号输出端接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端接数据采集卡的信号输入端，测距电路输出的测距脉冲接数据采集卡的触发输入端，数据采集卡的输出端接终端的采集分析系统。本专利技术中所述测距电路由包括安装在探测小车轮上的触发开关K和设在探测小车内的电源E及电阻R，开关K、电源E及电阻R串联，电路脉冲输出端接数据采集卡的触发输入端。本专利技术中所述信号调理电路包括第一运算放大器U1、第一二运算放大器U2、滤波器MF及相应电阻元件，均接成电压跟随器；所述第一运算放大器Ul的输入端接探测线圈，第一运算放大器Ul的输出端通过电阻R2接滤波器MF的管脚1，滤波器MF的管脚2接地，滤波器MF的管脚3通过电阻R4接第二运算放大器U2的管脚3，滤波器MF的管脚3通过电阻R3接地，第二运算放大器U2的管脚3依次通过电阻R4、R3接地，运算放大器Ul、U2的1、8管脚之间分别接调节电阻R1、R6接于运放的1、8管脚之间，电阻R2接于第一运算放大器Ul和滤波器MF之间，第二运算放大器U2的输出端经电阻R7接采集分析系统的输入端□。本专利技术变电站接地网导体及网格结构探测系统，所述电流源采用HAC-100A-50V正弦波交流源，带通滤波器MF采用MF-300机械滤波器，所述运算放大器Ul、U2采用AD620，所述数据采集卡采用PCI2322。本专利技术中设置在采集分析系统中的软件系统为基于数据采集卡和笔记本终端设计，利用Labview语言平台实现磁感应强度信号和测距信息的同时采集、记录与分析。本专利技术的有益效果为 本专利技术用正弦波电流源，直接向接地网注入电流，利用探测线圈和相应的软件系统测量注入电流在地表面激发的磁感应强度分布，同时记录探测小车的位置。根据地表面磁感应强度的分布特征和规律，判断埋入地下的接地网导体位置及均压导体网格结构。本专利操作简便，在变电站复杂电磁环境下，可在变电站正常运行以及不挖开接地网的情况下，快速、准确地探测接地网地下导体位置，判断接地网水平均压导体网格结构，能够满足实际工程的检测需要。本专利解决了现有技术的难题，为接地网的状态检测和安全性能评估奠定了基础，节省了大量的人力、物力和财力。采用本专利技术在模拟接地网和多个变电站进行现场测试，其探测结果与实际情况非常一致，误差在5 %以内，能够快速有效地寻找接地网地下导体位置，进而判断接地网网格结构。本专利技术在变电站复杂电磁环境下，基于仪表运放和机械滤波技术，通过与电流工作信号频率的配合调节，能够有效地抑制现场的电磁干扰，避开主要干扰频点，使测量精度和分辨率能够满足探测要求。本专利技术的创新包括以下方面 1)采用正弦波电流源，通过变电站接地网的两下引导体，直接注入电流； 2)基于电磁感应原理，利用探测小车(测距电路、探测线圈、信号调理电路、数据采集卡、软件系统)，将接地网网格导体在地表激发的磁感应强度转变为感应电压信号，在变电站复杂电磁环境下，对信号进行滤波、放大和提取处理，进而得到注入电流在地表激发的磁感应强度分布； 3)实现了地表面磁感应强度的测量和探测小车移动距离的同步测量。4)在变电站不停电，不挖开接地网的情况下，依据测量得到的地表磁感应强度分布特征和规律，快速、准确地探测地下接地网导体位置和网格结构。 附图说明图I为采用本专利技术实施例所述探测系统实施探测方法时电流注入连接示意 图2为采用本专利技术实施例所述探测系统实施探测方法磁场测量示意图；图3为本专利技术实施例中所述测距电路原理 图4为为本专利技术实施例中所述信号调理电路原理 图5为本专利技术实施例中所述软件系统流程 图6为本专利技术一具体实施例磁感应强度地表分布图 图7为本专利技术一具体实施例220kV变电站主接地网探测结果。图中各标号为1、接地网，2、下引导体线，3、地表面，4、电流源，5、地表回流线，6、探测小车，7、终端监视器，U、仪表放大器，MF、机械滤波器，Rl R7、电阻。具体实施方式 下面结合附图对专利作进一步详述。如图1、2、3、4、5所示本专利技术实施例变电站接地网导体位置及网格结构探测系统，其包括探测信号发生装置和信号探测装置，所述探测信号发生装置为采用正弦波工作方式的用于接在接地网地表面位置适当的两条下引导体线处之间产生磁感应强度的电流源4 ；所述信号探测装置包括一如图2所示的探测小车6和安装在探测小车上的测距电路、探测线圈、信号调理电路和数据采集卡以及信号采集分析系统；所述探测线圈的信号输出端接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端接数据采集卡的信号输入端，测距电路输出的测距脉冲接数据采集卡的触发输入端，数据采集卡的输出端接终端的采集分析系统。本专利技术中所述测距电路由包括安装在探测小车轮上的触发开关K和设在探测小车6内的电源E及电阻R，开关K、电源E及电阻R串联，测距电路的脉冲输出端接数据采集卡的触发输入端。本专利技术中所述信号调理电路包括第一运算放大器U1、第一二运算放大器U2、滤波器MF及相应电阻元件，均接成电压跟随器；所述第一运算放大器Ul的输入端接探测线圈，第一运算放大器Ul的输出端通过电阻R2接滤波器MF的管脚1，滤波器MF的管脚2接地，滤波器MF的管脚3通过电阻R4接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武建华，付伟平，隋少臣，赵京武，葛乃榕，张智，白剑忠，李增福，尹子会，邢建刚，霍春燕，段剑，常浩，
申请(专利权)人：河北省电力公司超高压输变电分公司，
类型：发明
国别省市：