[发明专利]一种基于地表电位异频比较的接地网缺陷辨识方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统中发、变电站接地网的缺陷辨识方法，更具体的，是一种利用地表电位异频比较来判断接地网是否存在缺陷并对缺陷进行定位的方法。

背景技术

发、变电站接地网是保证电力系统安全可靠运行的重要措施之一。在电力系统发生各类故障、异常出现过电压或过电流时，良好的接地能使大电流迅速散入大地中，避免故障扩大导致设备损坏或人身伤亡。变电站接地网投运后常年埋于地中，导体常因土壤电化学腐蚀作用、接地短路电流的电动力作用等原因发生不同类型的腐蚀，导致接地网导体变细甚至断裂，破坏接地网原有结构，降低接地网的接地散流性能，进而导致电力系统遭受雷击或发生短路故障时事故扩大，危及电力系统设备安全和工作人员的人身安全。因此，研究有效的接地网缺陷辨识或故障诊断方法具有十分重要的意义。

中国发明专利CN1245898中公布了一种发、变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法及其测量、诊断系统，它通过测量接地引线之间的入端电阻，利用入端电阻计算得到各导体的支路电阻，与理论值比较，判断各段导体的腐蚀情况。中国发明专利CN101216523中公布了一种变电站接地网缺陷诊断方法及装置，它通过在接地引下线间注入异频（电力系统中选择异频电流注入是为了避开50Hz工频干扰，一般多选择45/55Hz）的正弦波激励源，测量磁感应强度在地表的分布，与仿真值相比较，根据两者的差异，诊断接地网腐蚀或断裂的具体位置及程度。上述两种方法均需要利用接地网图纸计算出支路电阻或地表磁感应强度的理论值，故障诊断结果的准确性在很大程度上依赖于计算值的有效性。而实际地网物理模型复杂，计算模型的真实度和有效性并不能保证，因此诊断精度有限；且在接地网实际施工与图纸相比有变动，或运行年久图纸遗失的情况下不适用。

中国发明专利CN101034129中公开了一种发变电站接地网在线监测方法及装置，它利用埋于接地网所在区域土壤中的状态传感器，监测传感器电极间的腐蚀电位，并计算接地电极的腐蚀速率，由此得到地网导体的腐蚀深度及几何尺寸，并计算出接地网的电气参数，实现在线监测。中国实用新型专利CN202075207U中公布了一种接地网接地引下线腐蚀检测传感器，可利用电化学方法对接地网的腐蚀程度进行快速检测和评价。中国发明专利CN101655469中公布了一种智能变电站接地网防腐蚀及监控系统，也是利用电化学方法监测地网导体的腐蚀速率和状态。中国发明专利CN101571566中公布了一种电力系统接地网故障诊断定位系统，它测量接地网中可测节点的电压，上传至主机系统中，进行分析和故障报警。由于金属导体的腐蚀速率与其本征尺寸参数之间的联系并不是固定、唯一的，且地网是由多根金属导体组成的，结构错综复杂；通过测量电极的腐蚀速率判断电极的尺寸参数，具有一定难度。因此，上述这三种方法只能对接地网腐蚀状态进行定性评估和纵向比较，即便是定位，也是相当粗略的。

中国发明专利CN101881799A中公布了一种接地网分布探测仪，它利用线圈发射电磁波信号，根据电磁感应原理来查找接地网的分布，属于探地雷达方法的具体应用。但这种方法和装置只能应用于结构较简单，周围金属构架少的杆塔接地网的探测分布；发、变电站接地网结构复杂，站内金属构架多，利用这种方法难以有效发现埋于地中的接地网导体分布；且这种方法并的缺陷辨识精度并不高。它更适用于工程中探测地网的大致走向分布的应用场合。中国发明专利CN102288533A中公布了一种基于SH0波的接地网导体腐蚀检测装置，属于无损检测方法在电力系统中的应用，它利用SH0波对地下金属导体进行探测。但利用这种方法进行腐蚀或细微缺陷探测，仍需进一步完善相关方法和装置，提高探测精度。

目前，国内外尚未见到利用接地网地表电位异频响应的区别来辨识地网故障的方法，也没有相应的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于地表电位异频比较的接地网缺陷辨识方法，利用接地网在不同频率电流激励下，地表电位响应之间的差异进行比较，进而辨识地网缺陷或故障，与现有方法相比，具有操作简单、探测方便、抗干扰能力强的特点。

一种基于地表电位异频比较的接地网缺陷辨识方法，包括以下步骤：

（1）确定测试频点和参考频点：

通过软件建立待辨识接地网模型，在模型中设定故障点以及电流测试频段；在接地网引下线处注入电流测试频段内的电流，同时在设定的故障点检测地表电位；将电流测试频段内各频率对应的地表电位分别与电流测试频段的最低频率对应的地表电位进行比较，选取两者地表电位相差最大的频率作为测试频点，并将电流测试频段的最低频率作为参考频点；