一種測試大地網(wǎng)接地電阻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及接地電阻測試技術(shù)，尤其涉及測試大地網(wǎng)接地電阻的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]接地網(wǎng)絡(luò)是將多個(gè)接地體用接地干線連接成網(wǎng)絡(luò)，具有接地可靠，接地電阻小的特點(diǎn)，適合大量電氣設(shè)備接地的需要，目前，在變電站中大量使用。
[0003]變電站接地目前通過測量接地電阻和跨步電壓，接觸電勢評(píng)估接地網(wǎng)的缺陷，不能有效發(fā)現(xiàn)接地網(wǎng)的腐蝕情況，特別是斷點(diǎn)也不能有效發(fā)現(xiàn)。
[0004]目前檢查地網(wǎng)腐蝕一般通過開挖，檢查開挖點(diǎn)的腐蝕情況，但不能發(fā)現(xiàn)某些局部缺陷，其工作量大不利于安全運(yùn)行，同時(shí)開挖出會(huì)提供充足的氧氣，有加速腐蝕的可能。
[0005]運(yùn)行十年以上變電站數(shù)量多，存在腐蝕造成的缺陷隱患，迫切需要有效的檢測診斷技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種測試大地網(wǎng)接地電阻的方法，克服現(xiàn)在不能有效發(fā)現(xiàn)接地網(wǎng)的腐蝕情況，斷點(diǎn)不能有效發(fā)現(xiàn)，不能夠清楚的看到地網(wǎng)各個(gè)點(diǎn)的阻抗分布情況，從而需要大面積開挖來尋找地網(wǎng)腐蝕情況。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種測試大地網(wǎng)接地電阻的方法，包括如下步驟:
[0008]首先，將接地電阻組成的接地網(wǎng)等效為純電阻網(wǎng)絡(luò)，每一段導(dǎo)體代表一個(gè)電阻；
[0009]然后，通過接地引線向接地網(wǎng)注入電流并采集相應(yīng)端口數(shù)據(jù)，計(jì)算可得兩接地引線間的端口電阻，其中端口電阻為R2，端口一側(cè)網(wǎng)格電阻等效為R1，端口另一側(cè)網(wǎng)格電阻等效為R3和R4，在端口處施加的電壓為Vs，分流到兩側(cè)網(wǎng)格的電流分別為i 1和i2，則得出
[0010]網(wǎng)格1:Vs-1lRl-(il-12)R2 = 0
[0011]網(wǎng)格2:-(i2-1l)R2-12R3-12R4 = 0
[0012]由上述公式進(jìn)一步得出
[0013](Rl+R2)il-R2i2 = Vs
[0014]-R2i+(R2+R3+R4) i2 = 0
[0015]根據(jù)施加的電流和電壓值進(jìn)行計(jì)算得出流過R2的電流和電壓，從而計(jì)算出R2的值；重復(fù)上述過程便可得到各段導(dǎo)體的電阻值；
[0016]最后，將該電阻值與完好時(shí)的電阻值進(jìn)行比較便可得到接地網(wǎng)導(dǎo)體的腐蝕程度及斷點(diǎn)情況。
[0017]進(jìn)一步的，將測得電阻值除以完好電阻得到的值再乘以一個(gè)系數(shù)得到一個(gè)用于評(píng)價(jià)接地電阻腐蝕情況的百分?jǐn)?shù)。
[0018]進(jìn)一步的，通過測量數(shù)據(jù)繪制成模擬純電阻網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格圖形，各個(gè)網(wǎng)格標(biāo)識(shí)出對(duì)應(yīng)接地電阻的腐蝕情況。
[0019]進(jìn)一步的，用不同顏色的矩形格標(biāo)識(shí)接地電阻腐蝕的相應(yīng)等級(jí)。
[0020]本發(fā)明根據(jù)地網(wǎng)原始的網(wǎng)格分布圖，在其中兩個(gè)點(diǎn)之間加一個(gè)電壓源，并且在被測電阻段旁邊網(wǎng)絡(luò)電阻加大電流源，這樣便能夠判定流過被測電阻段的電流方向，并且由于兩側(cè)加入了同向的電流，因此可以利用網(wǎng)格電流作為唯一變量，再利用基爾霍夫電壓定律列出方程組計(jì)算出被測電阻。
[0021]因此，本發(fā)明可以準(zhǔn)確的計(jì)算出接地電阻網(wǎng)格電阻中的任意兩點(diǎn)間的電阻，因此準(zhǔn)確的判斷哪一段電阻出現(xiàn)了問題，可以通過計(jì)算出的電阻分布情況進(jìn)行準(zhǔn)確的開挖，不用浪費(fèi)過多的人力物力。利用此方法不管是減少工作量還是變電站的安全運(yùn)行都大大的有幫助。
【附圖說明】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0023]圖1是接線原理圖；
[0024]圖2是測量電路原理圖；
[0025]圖3是根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制成的接地網(wǎng)絡(luò)電阻腐蝕圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1所示，首先，將接地網(wǎng)等效為純電阻網(wǎng)絡(luò)，每一段導(dǎo)體代表一個(gè)電阻，通過接地引線向接地網(wǎng)注入電流或電壓并采集相應(yīng)端口數(shù)據(jù)，計(jì)算可得兩接地引線間的端口電阻。
[0027]具體的測量裝置包括測量儀器22、電流源21、接地網(wǎng)11、接地引線13，標(biāo)準(zhǔn)匹配電阻R，通過該測量裝置能夠更好的來測量出地網(wǎng)的端口電阻。
[0028]如圖2所示，網(wǎng)格電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，整個(gè)接地網(wǎng)可以劃分為η個(gè)網(wǎng)格，m個(gè)電流源，可以列n-m個(gè)獨(dú)立方程，即n-m獨(dú)立網(wǎng)格電流，其中端口電阻為R2，端口一側(cè)網(wǎng)格電阻等效為R1，端口另一側(cè)網(wǎng)格電阻等效為R3和R4，在端口處施加的電壓為Vs，分流到兩側(cè)網(wǎng)格的電流分別為il和i2，
[0029]對(duì)每個(gè)含有未知電流的網(wǎng)格應(yīng)用KVL
[0030]網(wǎng)格1:Vs-1lRl-(il-12)R2 = 0
[0031]網(wǎng)格2:-(i2-1l)R2-12R3-12R4 = 0
[0032]即:(R1+R2)il-R2i2 = Vs
[0033]-R2i+(R2+R3+R4) i2 = 0
[0034]其中，R3、R4是匹配電阻，也就是外加的已知電阻，il、i2是測量儀器測量所得；再根據(jù)加入的電流源21進(jìn)行計(jì)算得出流過R2的電流和電壓，從而計(jì)算出R2的值，當(dāng)然這個(gè)過程由測量儀器運(yùn)算，獲得R2的值，電流值。
[0035]然后，再將端口電阻和接地網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)輸入診斷分析軟件得到各段導(dǎo)體的電阻值，最后將該電阻值與完好時(shí)的電阻值進(jìn)行比較便可得到接地網(wǎng)導(dǎo)體的腐蝕程度及斷點(diǎn)情況。
[0036]具體是將測得電阻值除以完好電阻得到的值再乘以一個(gè)系數(shù)得到一個(gè)用于評(píng)價(jià)的百分?jǐn)?shù)，其中，系數(shù)通過分析軟件內(nèi)的程序來計(jì)算，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換以及預(yù)先在單片機(jī)中編制好的分析判斷程序進(jìn)行分析。
[0037]系數(shù)的意義在于能夠計(jì)算出大地網(wǎng)的腐蝕程度，能夠判斷是否需要治理，便于提出治理方案；計(jì)算算法的話是通過數(shù)學(xué)建模的方式，根據(jù)DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》、DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》、GB50169-2006電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范內(nèi)的規(guī)定來編寫程序；地網(wǎng)各段導(dǎo)體電阻值和地網(wǎng)接地引線間電氣參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系是一個(gè)非線性關(guān)系.必須采用迭代方法進(jìn)行求解，這就牽涉到算法的迭代格式及收斂問題.通常測量得到的接地引線間電氣參數(shù)的獨(dú)立數(shù)據(jù)小于地網(wǎng)的導(dǎo)體數(shù)，因此必須考慮欠定非線性方程的求解問題。由于地網(wǎng)各段導(dǎo)體電阻的變化所引起的接地引線間電氣參數(shù)值的變化并不十分明顯，因此其計(jì)算結(jié)果對(duì)測t誤差非常敏感，從理論上講這是一個(gè)嚴(yán)重病態(tài)問題，必須采取一定的方法加以克服。降低計(jì)算結(jié)果對(duì)測量誤差的敏感度.另外測量值總是存在誤差等具體情況，需建立一種快速準(zhǔn)確、抗嗓聲能力強(qiáng)、能有效克服矩陣病態(tài)影晌的計(jì)算方法。
[0038]Vb = [Vbl, Vb2,......Vbb]為支路電壓向量；
[0039]lb = [Ibl，……Ibb]為支路電流向量；
[0040]如果當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的某支路電阻由R = Vb/Ib變化為R’時(shí)，R’ = R+AR ;根據(jù)因此根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的延伸性，可以將計(jì)算得出的R’與旁邊網(wǎng)絡(luò)的Ra對(duì)比，系數(shù)n = R’ /Ra，系數(shù)值越低就代表腐蝕情況越低。
[0041]如圖3所示，進(jìn)一步的，將測量數(shù)據(jù)繪制成圖形，通過圖形直白的看出地網(wǎng)的腐蝕情況，圖中矩形格可用顏色進(jìn)行區(qū)別，不用顏色的矩形格表示相應(yīng)等級(jí)的腐蝕情況。
[0042]本發(fā)明采用電網(wǎng)絡(luò)分析法，結(jié)合附加特征量參數(shù)識(shí)別技術(shù)，利用已有接地引下線測量。在不開挖的情況下，達(dá)到對(duì)接地網(wǎng)的腐蝕定量分析，得出腐蝕程度的數(shù)據(jù)，并繪制分布圖，一目了然，可有效解決現(xiàn)有變電站接地網(wǎng)的缺陷分析問題，本發(fā)明可以有效發(fā)現(xiàn)接地網(wǎng)局部的缺陷，如焊接點(diǎn)斷裂，接地體因腐蝕面積明顯不足等，通過建立檔案，對(duì)今后有效評(píng)估接地網(wǎng)腐蝕程度提供準(zhǔn)確的依據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測試大地網(wǎng)接地電阻的方法，其特征在于包括如下步驟: 首先，將接地電阻組成的接地網(wǎng)等效為純電阻網(wǎng)絡(luò)，每一段導(dǎo)體代表一個(gè)電阻； 然后，通過接地引線向接地網(wǎng)注入電流并采集相應(yīng)端口數(shù)據(jù)，計(jì)算可得兩接地引線間 的端口電阻，其中端口電阻為R2，端口一側(cè)網(wǎng)格電阻等效為R1，端口另一側(cè)網(wǎng)格電阻等效 為R3和R4，在端口處施加的電壓為Vs，分流到兩側(cè)網(wǎng)格的電流分別為il和i2，則得出 網(wǎng)格 1:Vs-1lRl-(il-12)R2 = 0 網(wǎng)格 2:-(i2-1l)R2-12R3-12R4 = 0 由上述公式進(jìn)一步得出 (Rl+R2)il-R2i2 = Vs -R2i+(R2+R3+R4)i2 = Ο 根據(jù)施加的電流和電壓值進(jìn)行計(jì)算得出流過R2的電流和電壓，從而計(jì)算出R2的值；重復(fù)上述過程便可得到各段導(dǎo)體的電阻值； 最后，將該電阻值與完好時(shí)的電阻值進(jìn)行比較便可得到接地網(wǎng)導(dǎo)體的腐蝕程度及斷點(diǎn)情況。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試大地網(wǎng)接地電阻的方法，其特征在于:將測得電阻值除以完好電阻得到的值再乘以一個(gè)系數(shù)得到一個(gè)用于評(píng)價(jià)接地電阻腐蝕情況的百分?jǐn)?shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試大地網(wǎng)接地電阻的方法，其特征在于:通過測量數(shù)據(jù)繪制成模擬純電阻網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格圖形，各個(gè)網(wǎng)格標(biāo)識(shí)出對(duì)應(yīng)接地電阻的腐蝕情況。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種測試大地網(wǎng)接地電阻的方法，其特征在于:用不同顏色的矩形格標(biāo)識(shí)接地電阻腐蝕的相應(yīng)等級(jí)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測試大地網(wǎng)接地電阻的方法，包括如下步驟：首先，將接地電阻組成的接地網(wǎng)等效為純電阻網(wǎng)絡(luò)，每一段導(dǎo)體代表一個(gè)電阻；然后，通過地下引線向接地網(wǎng)注入電流并采集相應(yīng)端口數(shù)據(jù)，計(jì)算可得兩接地引線間的端口電阻并得到各段導(dǎo)體的電阻值；最后，將該電阻值與完好時(shí)的電阻值進(jìn)行比較便可得到接地網(wǎng)導(dǎo)體的腐蝕程度及斷點(diǎn)情況。本發(fā)明可以準(zhǔn)確的計(jì)算出接地電阻網(wǎng)格電阻中的任意兩點(diǎn)間的電阻，因此準(zhǔn)確的判斷哪一段電阻出現(xiàn)了問題，可以通過計(jì)算出的電阻分布情況進(jìn)行準(zhǔn)確的開挖，不用浪費(fèi)過多的人力物力。
【IPC分類】G01R27/20
【公開號(hào)】CN105425049
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510724588
【發(fā)明人】吳健, 王昕 , 曾曉, 張東波, 鄭德富, 項(xiàng)弋力, 奚斌, 朱亮, 朱瑾, 王杰, 何冰, 黃鎮(zhèn)
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)浙江省電力公司臺(tái)州供電公司, 國家電網(wǎng)公司, 杭州宏聯(lián)電氣有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年10月29日