专利名称：一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法
技术领域：
本发明涉及一种接地网腐蚀状态测量方法，尤其是涉及一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法。
背景技术：
变电站接地网是埋入大地中并与大地紧密接触的金属网，承担着为故障电流或雷电流快速泄放提供入地通道、保护人身安全和电气设备安全的任务。由于接地网腐蚀引起的接地导体截面变小、接触不良、接地网寿命减短、地网提前改造、盲目选材等问题在各地都不同程度存在，目前接地网腐蚀状态的评估越来越受到重视。
以往变电站接地网的腐蚀评估通常依靠测量变电站接地网接地电阻值间接判断， 取接地网埋深位置的土壤进行腐蚀性分析，或者对接地网大面积开挖后检查接地网腐蚀状态。
依据变电站接地网接地电阻值无法准确判断接地网的腐蚀状态，分析接地网埋深位置的土壤腐蚀性存在土壤取样工作量大、实验室测试分析周期长等不足之处。
进行接地网大面积开挖势存在盲目性，工作量巨大，而且还需要停电等问题，同时存在一定的安全隐患，因此研究一种新型、安全可靠、可操作性强、快速准确的变电站接地网腐蚀状态测量方法十分迫切。发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种采用扫频法测量变电站接地网阻抗频率响应曲线，通过曲线之间的对比，排除了单一频率(或直流)下阻抗值比较所带来的不确定性，巧妙地发现了腐蚀接地体阻抗频率特性的变化可用于腐蚀状态监测诊断、变电站接地网腐蚀等级的判断及接地体等效直径判断。
本发明还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题，提供了一种不需要对接地网进行大面积开挖，不需要进行接地网接地导体取样以及土壤取样，大大减少了变电站接地网腐蚀取样测量的工作量，并且不需要对接地导体和土壤进行实验室测试分析，大大缩短了变电站接地网腐蚀测量周期的一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法。
本发明再有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种在测量接地网阻抗频率响应曲线时，不受现场运行条件限制，使用电信号测量，可在不停电情况下进行， 避免了变电站停电所带来的经济损失的一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤1，利用数值仿真计算提供变电站接地网不同位置接地引下线之间在O-IOkHZ频率下的阻抗频率响应曲线及对应频率点阻抗数值列表；并记录原始输入数据；步骤2，实地进入变电站，选定测量区域，进行接地网不同位置接地引下线之间在O-IOkHz频率下的阻抗频率响应及对应频率点阻抗数值的实测，记录实测结果，并绘制接地网不同位置阻抗频率响应曲线；步骤3，查询历年测量的该变电站接地网同一位置阻抗频率响应曲线，查询该接地网不同腐蚀状态阻抗频率特性曲线；步骤4，将步骤1的原始输入数据、步骤2的不同位置阻抗频率响应曲线以及步骤3中历年测量的接地网同一位置阻抗频率响应曲线、该接地网未腐蚀状态阻抗频率特性曲线比较，评估接地网腐蚀状态，给出接地网的腐蚀等级及接地体等效直径。
在上述的一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法，所述的步骤2中， 绘制接地网不同位置阻抗频率响应曲线的步骤如下步骤2. 1，在选定的接地网的两个接地引下线之间注入O-IOkHz不同频率的交流测量电流；步骤2. 2，测量选定的两个接地引下线之间O-IOkHz不同频率的交流测量电流下的电压和电流同一时刻瞬时值，在此频率范围内选取不少于15个频率点，计算两个接地引下线之间O-IOkHz不同频率的接地网阻抗值，选择频率点时避开工频50Hz以及工频的倍数频率；步骤2. 3，改变变电站接地引下线位置，重新选定另外区域的两根接地引下线，并重复步骤2. 1至2. 2 ；步骤2. 4，根据步骤2. 1至步骤2. 3的实测结果，绘制接地网不同位置阻抗频率响应曲线。
在上述的一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法，所述的步骤1中接地网不同腐蚀状态阻抗频率特性曲线，数值仿真计算提供接地网不同腐蚀状态阻抗频率响应曲线及对应频率点阻抗数值列表，给出了等效半径为6-20mm不同接地网材料、5X5m到 12X1^1等间距不同接地网格及不等间距接地网格、两接地引下线之间不同测试框大小、不同电压等级变电站、接地网不同测试位置情况下O-IOkHz接地网阻抗值及阻抗频率响应曲线。
在上述的一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法，所述的步骤2. 1 步骤2. 4中，选取两个接地引下线位置基于如下位于接地网中部、接地网边缘以及接地网角落，每个变电站测试位置不少于2处，测量频率范围O-lOkHz，测量得到的是接地网选定的两接地引下线之间阻抗。
在上述的一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法，所述的步骤4中， 将测量结果与计算得到的原始输入数据、历年测量的接地网同一位置阻抗频率响应曲线比较，通过插值及拟合得到接地网接地导体的腐蚀后等效半径，根据接地材料腐蚀等级分级标准给出接地网的腐蚀等级及接地体等效直径。
因此，本发明具有如下优点1.采用扫频法，测量变电站接地网阻抗频率响应曲线，通过曲线之间的对比，排除了单一频率(或直流)下阻抗值比较所带来的不确定性，极大提高了变电站接地网腐蚀等级及接地体等效直径判断的准确性；2.不需要对接地网进行大面积开挖，大大减少了变电站接地网腐蚀测量的工作量；3.使用电信号测量，不需要进行接地网接地导体取样以及土壤取样，不需要对接地导体和土壤进行实验室测试分析，大大缩短了变电站接地网腐蚀测量的周期；4.在测量接地网阻抗频率响应曲线时，不受现场运行条件限制，可在不停电情况下进行，避免了变电站停电所带来的经济损失。
图1为本发明的方法流程图。
图2为接地网阻抗测量示意图。
图3为接地网阻抗频率响应曲线。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法，包括以下步骤 步骤1，数值仿真计算提供变电站接地网不同位置接地引下线之间在O-IOkHz频率下的阻抗频率响应曲线及对应频率点阻抗数值列表，作为接地网腐蚀状态阻抗频率响应原始输入数据；数值仿真计算提供的接地网不同腐蚀状态阻抗频率响应曲线及对应频率点阻抗数值列表，给出了等效半径为6-20mm不同接地网材料、5 X 5m到12 X 12m等间距不同接地网格及不等间距接地网格、两接地引下线之间不同测试框大小、不同电压等级变电站、接地网不同测试位置情况下O-IOkHz接地网阻抗值及阻抗频率响应曲线。
钢质接地导体等效半径分别为8mm、10mm、12mm、14mm、16mm，测试区域位于接地网边缘，接地网为5mX5m等距网格，测试框大小为3X 3格时，接地导体标准阻抗频率响应曲线见图3。
步骤2，在选定的接地网的两个接地引下线之间注入O-IOkHz不同频率的交流测量电流；测量时，首先在接地网边缘选取两个接地引上线，测试框大小为3 X 3格，按图2进行测量接线，在接地网的两个接地引上线之间注入O-IOkHz不同频率的交流测量电流。
步骤3，测量选定的两个接地引下线之间O-IOkHz不同频率的交流测量电流下的电压和电流同一时刻瞬时值，在此频率范围内选取不少于15个频率点，选择频率点时避开工频50Hz以及工频的倍数频率。计算两个接地引下线之间O-IOkHz不同频率的接地网阻抗值，其计算公司如下Ζ=、(1)式中两个接地引上线之间接地导体在测量频率下的阻抗，Ω ； U----两个接地弓丨上线之间的电压，V ； I——注入电流，A ；步骤4，改变变电站接地引下线位置，重新选定另外区域的两根接地引下线，重复步骤 2、步骤3 ；步骤5，根据实测结果，绘制接地网不同位置阻抗频率响应曲线，并与数值仿真计算提供的原始输入数据、历年测量的接地网同一位置阻抗频率响应曲线比较，评估接地网腐蚀状态，给出接地网的腐蚀等级及接地体等效直径。
本文中所描述的具体实施例仅是对本发明方法的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方法或者超越所附权利要求书所定义的范围。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求
1.一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1，利用数值仿真计算提供变电站接地网不同位置、不同腐蚀状态接地引下线之间在O-IOkHz频率下的阻抗频率响应曲线及对应频率点阻抗数值列表；记录原始输入数据；步骤2，实地进入变电站，选定测量区域，进行接地网不同位置接地引下线之间在 O-IOkHz频率下的阻抗频率响应及对应频率点阻抗数值的实测，记录实测结果，并绘制接地网不同位置阻抗频率响应曲线；步骤3，查询历年测量的该变电站接地网同一位置阻抗频率响应曲线；查询该接地网不同腐蚀状态阻抗频率特性曲线；步骤4，将步骤1的原始输入数据、步骤2的不同位置阻抗频率响应曲线以及步骤3中历年测量的接地网同一位置阻抗频率响应曲线、该接地网未腐蚀状态阻抗频率特性曲线比较，评估接地网腐蚀状态，给出接地网的腐蚀等级及接地体等效直径。
2.根据权利要求1所述的一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法，其特征在于，所述的步骤2中，绘制接地网不同位置阻抗频率响应曲线的步骤如下步骤2. 1，在选定的接地网的两个接地引下线之间注入O-IOkHz不同频率的交流测量电流；步骤2. 2，测量选定的两个接地引下线之间O-IOkHz不同频率的交流测量电流下的电压和电流同一时刻瞬时值，在此频率范围内选取不少于15个频率点，计算两个接地引下线之间O-IOkHz不同频率的接地网阻抗值，选择频率点时避开工频50Hz以及工频的倍数频率；步骤2. 3，改变变电站接地引下线位置，重新选定另外区域的两根接地引下线，并重复步骤2. 1至2. 2 ；步骤2. 4，根据步骤2. 1至步骤2. 3的实测结果，绘制接地网不同位置阻抗频率响应曲线。
3.根据权利要求1所述的一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法，其特征在于，所述的步骤1中接地网不同腐蚀状态阻抗频率特性曲线，数值仿真计算提供不同腐蚀状态接地网阻抗频率响应曲线及对应频率点阻抗数值列表，给出了等效半径为6-20mm 不同接地网材料、5X5m到12X 12m等间距不同接地网格及不等间距接地网格、两接地引下线之间不同测试框大小、不同电压等级变电站、接地网不同测试位置情况下O-IOkHz接地网阻抗值及阻抗频率响应曲线。
4.根据权利要求2所述的一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法，其特征在于，所述的步骤2. 1 步骤2. 4中，选取两个接地引下线位置基于如下位于接地网中部、接地网边缘以及接地网角落，每个变电站测试位置不少于2处，测量频率范围O-lOkHz， 测量得到的是接地网选定的两接地引下线之间阻抗。
5.根据权利要求1所述的一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法，其特征在于，所述的步骤4中，将测量结果与计算得到的原始输入数据、历年测量的接地网同一位置阻抗频率响应曲线比较，通过插值及拟合得到接地网接地导体的腐蚀后接地体等效直径，根据接地材料腐蚀等级分级标准给出接地网的腐蚀等级。
全文摘要
本发明涉及一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法，包括以下步骤1，利用数值仿真计算提供变电站接地网不同位置、不同腐蚀状态接地引下线之间阻抗频率响应曲线及对应频率点阻抗数值列表；2，实测并绘制接地网不同位置阻抗频率响应曲线；3，查询历年测量的该变电站接地网同一位置阻抗频率响应曲线；4，将1的原始输入数据、2的不同位置阻抗频率响应曲线以及3中历年测量的接地网同一位置阻抗频率响应曲线比较，评估接地网腐蚀状态，给出接地网的腐蚀等级及接地体等效直径。本发明不需要对接地网进行开挖和土壤取样，减少了变电站接地网腐蚀测量的工作量，缩短了变电站接地网腐蚀测量的周期，提高了变电站接地网腐蚀等级判断准确性。
文档编号G01R31/08GK102495291SQ201110414110
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者李显强, 王建国, 胡春雷, 范璇, 邹晓汉, 郑益民 申请人:武汉大学