[发明专利]基于磁通量检测的地网状况综合评价系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统中地网探测技术领域，尤其涉及一种基于磁通量检测的地网状况综合评价系统。

背景技术

输电线路杆塔和变电站的地网被锈蚀后会出现直径减小或锈断，致使地网接地电阻增大、导电性能降低，对变电设备及电网的安全稳定运行构成极大威胁，在一定条件下就会损坏设备造成事故。目前对地网探测传统采用的方法及其不足之处在于：1、用接地摇表或钳形表测量接地电阻，不能真实反映出来地网的锈蚀、锈断情况，埋设深度及敷设形式；2、开挖抽检，只能反映出开挖处的情况并不能反映地网的整体状况；3、国内也有用雷达探测的方法对地网进行探测的尝试，但雷达只能探测出地网的走向和模糊影像，并不能对地网管线作出精确定位，难以判断地网钢筋的锈蚀、锈断情况。

发明内容

本发明的目的是旨在提供一种基于磁通量检测的地网状况综合评价系统，它能够直观地展现地网面貌、锈蚀情况。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种基于磁通量检测的地网状况综合评价系统，包括硬件和程序软件两部分：所述硬件包括磁通量探测仪和计算机，计算机和磁通量探测仪进行通信，磁通量探测仪用于地网锈蚀程度信号采集，计算机用于读取磁通量探测仪反馈的数据与预设锈蚀数据进行比对分析，从而生成综合评估报告；所述程序软件由综合评价程序和数学检测模型构成，所述综合评价程序安装在计算机内，所述数学检测模型存储在磁通量探测中。

所述磁通量探测仪包括依次连接的环形线圈和集成电路板，所述集成电路板包括信号预处理模块、数字逻辑模块和FPGA处理模块，所述FPGA处理模块连接有拨码开关和用于与所述计算机连接的数据接口；所述环形线圈用于感应金属的感应电涡流信号，所述信号预处理模块用于对环形线圈电感量的数据采集和并采用耦合电路单元把磁通量的变化转变成振荡频率的变化对数据进行预处理，所述数据逻辑模块用于数据的整形滤波并与所述FPGA处理模块连接，所述拨码开关用于探测仪精度和探测距离的调节；所述FPGA处理模块通过高速运算和存储于内部的数学检测模型对整形滤波后的数据进行处理，建立数字模型。

所述磁通量探测仪还包括超声探测头，所述超声探测头通过超声阵列换能器与所述集成电路板连接。

所述FPGA采用altera公司的EP2C5Q208C8并通过RS485接口与计算机连接。

所述综合评价程序包括数据库模块和功能模块，所述数据库模块用于存放磁通量探测仪采集数据、预设锈蚀数据和评估报告，所述功能模块包括参数设置单元、数据检测单元、数据类型转换单元、数据自动存储单元、数据比对单元和数据查询单元，所述参数设置单元用于预设锈蚀数据的设置，所述数据检测单元用于检测数据的接收与停止，保障数据的完整性；所述数据类型转换单元用于将接收数据转换为与预设数据类型相一致的数据类型；所述数据自动存储单元用于将类型转换后的接收数据存储于数据库模块中，数据比对单元用于对存储于数据库模块中的采集数据和预设锈蚀数据进行综合比对分析，生成评估报告并存放于所述数据库模块中，所述数据查询单元用于查询各种技术资料帮助使用。

所述预设锈蚀数据采用十六进制或ASCII码数据类型。

本发明利用电磁感应的原理，通过利用有电流通过的环形线圈产生迅速变化的磁场在金属物体内感生涡电流，涡电流又产生磁场从而影响环形线圈产生的磁场，进而引起环形线圈磁通量的变化，将形线圈磁通量的变化以量化的形式显示出来。由于地网金属的材质固定，在环形线圈的匝数、面积一定的情况下，磁通量的变化的决定因素就在于地网与感应线圈在空间的位置分布和地网金属的粗细。线圈沿着地网分布水平移动时，地网与环形线圈的空间位置分布相对恒定，即可通过磁通量的变化确定地网金属精细的变化，进而实现对地网锈蚀或者断裂的判定。磁通量探测仪通过耦合电路将磁通量的变化转变成振荡频率的变化，并通过数据整形滤波和数学检测模型将实际的地网状况反映出来，形成实际地网状况的数据，反馈到计算机上，通过与预设锈蚀数据的综合比对分析生成综合评估报告，并综合模拟成像技术，探测地网埋设的深浅、走向型式和钢筋粗细，以更加直观的图像方式呈现给工作人员。