[发明专利]一种接地状态检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种地网状态检测方法，其特征在于，采用接地状态检测装置，所述的接地状态检测装置，包括变频试验电源（1）、试验电极（2）、电极夹角调整装置（3）、温湿度检测模块（4）、信号调理模块（5）、采集模块（6）、微处理器（7）；

变频试验电源（1）的输出端与试验电极（2）的输入端相连；

所述的试验电极（2）有多个，每个试验电极（2）上均安装有一个温湿度检测模块（4）；

电极夹角调整装置（3）与试验电极（2）相连，用于调整多个试验电极（2）之间的夹角；

信号调理模块（5）与试验电极（2）相连，用于将试验电极（2）上的电流信号放大后传输至采集模块（6）；

采集模块（6）分别与信号调理模块（5）、温湿度检测模块（4）、变频试验电源（1）相连，用于采集试验电极（2）的电流数据、温湿度检测模块（4）的温湿度数据和变频试验电源（1）的电压数据，将采集到的数据进行模数转化后传输至微处理器（7）；

微处理器（7）分别与变频试验电源（1）、采集模块（6）相连，用于控制变频试验电源（1）的工作，还用于根据采集模块（6）传来的数据进行分析，得到地网状态；

包括如下步骤：

步骤（1），当土壤湿度小于60%，土壤温度小于45℃时，在微处理器控制下，变频试验电源产生数十赫兹到数百千赫兹的电压信号；

步骤（2），采集系统采集变频试验电源每一个频率的电压信号和多个试验电极的电流信号，之后，分别计算对应每一个频率信号的多个试验电极的阻抗值，并绘制阻抗频率特性曲线；

步骤（3），分析阻抗频谱特性曲线的非线性特征，若阻抗频谱曲线低于5000Hz的范围阻抗峰值不超过规定值，且多个试验电极的阻抗峰特征高度一致，阻抗角峰值小于5度，则认为地网状态健康，不存在腐蚀现象；反之，则存在腐蚀现象。

2.根据权利要求1所述的地网状态检测方法，其特征在于，试验电极（2）有3个，相邻两个试验电极（2）的夹角为45-50°。

3.根据权利要求1所述的地网状态检测方法，其特征在于，采集模块（6）为A/D转换器。

4.根据权利要求1所述的地网状态检测方法，其特征在于，分析阻抗频谱特性曲线的非线性特征，若阻抗频谱曲线低于5000Hz的范围阻抗峰值不超过规定值，阻抗角峰值小于5度，多个试验电极的阻抗峰特征高度不一致，则寻找500Hz-5000Hz范围阻抗峰值最高的电极，在该电极所处方向存在腐蚀现象；

分析阻抗频谱特性曲线的非线性特征，若阻抗频谱曲线低于5000Hz的范围多个试验电极的阻抗峰特征高度不一致，部分电极阻抗峰值超过规定值，则寻找500Hz-5000Hz范围阻抗峰值最高的电极，在该电极所处方向存在腐蚀现象；或阻抗频谱曲线低于5000Hz的范围多个试验电极的阻抗峰特征轻微不一致，即差异在±5%，且阻抗或阻抗角一致性随着频率增高显著增大趋势，则寻找500Hz-5000Hz范围阻抗峰值最高或阻抗角最大的电极，在该电极所处方向存在腐蚀现象。

5.根据权利要求1所述的地网状态检测方法，其特征在于，还包括通过土壤温度和湿度对阻抗频谱曲线进行校正的方法，步骤如下：

当温湿度检测模块测量的土壤湿度平均值大于60%时，需要对阻抗频谱曲线进行校正：

（1）计算湿度校正系数，ρr=（ρt-0.6）/ρt，ρt为实测土壤湿度值；

计算温度校正系数，Kr=(Kt-25)/Kt，Kt为实测土壤温度值；

（2）阻抗频谱的修正方法为：

Zc(f)=Zt1(f)*(1-α*ρr+β/Kr+tan(△Φ));

Zt1(f)=A+B(f)j, Zt1(f)为对应频率f下实测的阻抗复值，其中A为实部，B为虚部，f为频率值，△Φ=电极之间的夹角Φ-30°；

频率小于500Hz，0.8α1,β=cos(α)；

频率大于500Hz，0.4α0.8,β=cos(α)。

6.根据权利要求1所述的地网状态检测方法，其特征在于，变频试验源的试验输出信号的波形包括正弦波、方波和三角波。