[发明专利]一种接地网接地体腐蚀率测量装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及接地网接地体腐蚀判别领域，特指一种可以根据接地网接地体表面积不同而维持相同接地网电位时所需注入的电流不同来判别接地网接地体腐蚀率的装置。 

背景技术

随着电网技术的不断发展和变电站容量的不断扩大，对接地网安全运行的要求也越来越严格。而接地网埋于地下，不可避免地会受到周围土壤环境的进行侵蚀和腐蚀，导致其接地性能下降，对电网以及用电设备带来巨大的直接和潜在损害。 

而目前对接地网接地体腐蚀的测量上一般采用导通电阻测量方法，该法可以测量接地网接地体的导通情况，对于接地体连接的开断情况能有一个较好的判断，对于接地体的腐蚀情况很难做出判断，对整个地网的腐蚀情况更难做出一个准确的判断。 

为了能对接地网接地体腐蚀做出一个准确的判断，本发明利用接地网阴极保护原理，在维持接地网地电位不变的情况下，接地网接地体表面积发生变化时维持电位不变所需的电流不同，通过对比两次试验测得的电流，进而得到接地网接地体的腐蚀率。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明旨在设计一种接地网接地体腐蚀率测量装置，该种接地网接地体腐蚀率测量装置通过使接地网维持相同电位时所需注入地网电流不同而计算接地网的腐蚀率。 

本发明采用的技术方案为： 

1）维持接地网的自然腐蚀电位所需注入的电流与接地网接地体的表面积有关，在地网电位升为接地网自然腐蚀电位时，所需注入的电流与接地网接地体表面腐蚀电流相等，因而可以根据注入电流大小来判别接地网接地体的腐蚀率。如果采用过高的地网电压过高会造成注入电流过大，相对于自然腐蚀电流差别较大，造成无法计算接地网接地体腐蚀率。

1）根据以往注入电流I₁时测得的地网电位与参比电位之间的电压U₁，重新测量时维持地网电位U₁相同，测得新电流I₂，根据I₁和I₂计算出接地网接地体的腐蚀率。 

附图说明

图1为本发明装置的测量原理示意图。 

具体实施方式

根据GB50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》；接地网接地电阻近视计算公式（1），式中R为接地网接地电阻，ρ为土壤电阻率，S为接地网面积。 

                       （1） 

由式（1）可知，接地网接地电阻与接地网的面积有关和土壤电阻率有关，与接地体的截面积无关。由于上式忽略了接地网接地体直径，在考虑接地体直径时，接地网接地电阻计算如下式（2）所示。

                            （2） 

                （3）

 （4）

                        （5）

式中： R_n——任意形状边缘闭合接地网的接地电阻（Ω）；

R_e——等值（即等面积、等水平接地极总长度）方形接地网的接地电阻（Ω）；

S——接地网的总面积（m2）；

d——水平接地极的直径或等效直径（m）；

h——水平接地极的埋设深度（m）；

L₀——接地网的外缘边线总长度（m）；

L——水平接地极的总长度（m）。

下面就接地体表面积对接地体的接地电阻和影响进行分析，假设接地网总面积S为30000m²，接地体等效直径D为0.02m，接地体埋深h为0.6m，接地网外缘总长L0为400m，水平接地极总长度L为5000m。 

当接地网接地体等效直径从0.02减小到0.01时，其表面积减小了50%，而接地电阻只增加了0.8%。其表面积减少量和接地电阻增加量为接地表面积减小10%时，接地电阻增加0.1%；接地表面积减小20%时，接地电阻增加0.23%；接地表面积减小30%时，接地电阻增加0.41%；接地表面积减小40%时，接地电阻增加0.59%；因此可以忽略接地电阻随接地体表面积减小而增加的接地电阻，采用式（1）对接地网接地电阻进行计算。 

而接地网在注入一定电流时的电位升U为接地网接地体的的总表面积S_表与接地网接地体的电流密度I和接地网接地电阻R有关。其关系如式（6）所示。 

   （6）