一种地下接地导体快速定位系统及方法与流程

本发明涉及接地网电磁检测，更具体地，涉及一种地下接地导体快速定位系统及方法。

背景技术：

1、在我国接地导体的选型中，扁钢、圆钢和角钢等钢质材料是主要的型号。随着使用年限的增加，埋地的钢材导体容易受到腐蚀的影响，钢材接地导体截面变细甚至锈断。当系统发生不对称短路故障时，腐蚀后的接地导体因通流能量不力会出现烧毁的情况，造成事故扩大，严重危及设备和人身安全。长期以来，电力系统通过大面积开挖检查接地网导体腐蚀状态。接地网开挖检测工作量大，在现场往往只能根据引下线走向来确定地下导体的分布。这种顺藤摸瓜的方法存在开挖量过大和无法发现过远端导体的缺陷，存在开挖检测的盲点。

2、现有技术使用磁场检测法和电场检测法解决上述缺陷，磁场检测法包括探地雷达法和瞬变电磁法；探地雷达法通过小型发射线圈和接收线圈对地下进行1mhz至1ghz的高频电磁波发射和接收。探地雷达法为平面波勘探的形式，通过不同的电磁波极化形态确定地下导体的存在。探地雷达法目前的装备化开发已经较为完善，但由于变电站现场存在大量的埋地导体，所有的非接地性质的埋地导体都会影响探地雷达的检测结果，从而导致结果误判。另外，地中存在电阻率异常的块状物也会干扰影响测量的结果，导致检测精度不佳。瞬变电磁法则是利用大型发射线圈往地下发射高频磁场，接地导体受到感应后会畸变回波磁场，从而使小型接收线圈检测到导体的存在。瞬变电磁法硬件成本高，且需要通过视电阻率成像才能确定地下导体的位置，不便于现场检测。

3、电场检测法目前主要是地表电位检测法，由于变电站现场难以使用大容量的电源对接地网进行注流，因此进行地表电位检测时地表电位波动范围不大。受制于仪器精度限制和现场的干扰，地表电位检测法往往无法取得地表电位的准确测量结果，从而导致地下接地导体定位结果的不准确。

技术实现思路

1、本发明为克服上述现有技术所述的受仪器精度和现场干扰影响，导致无法取得地下接地导体准确定位结果的缺陷，提供一种地下接地导体快速定位系统及方法。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、一种地下接地导体快速定位系统，包括：

4、电流测量模块，用于测量测量点的时域电流；

5、电压测量模块，用于测量测量点的时域电压；

6、数据采集模块，用于采集所述电流测量模块与所述电压测量模块输出的时域电流和时域电压，并采集所述时域电流和时域电压对应的测量点位置；

7、数据处理模块，用于通过测量点对应的时域电流和时域电压，计算测量点的转移阻抗并储存测量点的位置及其对应的转移阻抗；

8、定位模块，用于计算测量点间的转移阻抗波动值，根据转移阻抗波动值判断测量点下是否有接地导体，根据判断结果，结合对应测量点的位置，在地图上做出定位标记。

9、优选地，本发明还提出了一种地下接地导体快速定位方法，应用于上述的一种地下接地导体快速定位系统，包括以下步骤：

10、s1：在变电站内设置地表测线，根据预设的步长设置测量点，并记录所有测量点；

11、s2：从测线起点开始，把电压极和电流极设置在测量点上，沿测线，测得并记录每个测量点的位置和其对应的转移阻抗；

12、其中，所述转移阻抗z的计算公式包括：

13、

14、式中，为电压测量时域数据分离出来的测频电压相量，为电流测量时域数

15、据分离出来的测频电流相量；

16、s3：获取所有测量点中任一组相邻的五个测量点的转移阻抗的最大值rmax和最小值rmin，以及这五个测量点的转移阻抗平均值

17、若任一组相邻的五个测量点的转移阻抗波动值<预设值，则判定地下有接地导体，结束测量；

18、否则，重新设置新测线起点，回到s1步骤。

19、与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

20、本发明通过采集测量点的时域电流和时域电压，计算转移阻抗值，无需大容量的电源即可进行测量，而且测量精度较高；通过测量点间转移阻抗波动值的大小，来判断测量点下是否有接地导体，进而结合测量点的位置对地下接地导体进行定位，可以忽略周围环境的干扰信号，有效提高检测的准确度，且本发明提供的系统及方法，成本较低，可以在变电站现场快速定位地下导体的位置，现场适用性强。

技术特征：

1.一种地下接地导体快速定位系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的地下接地导体快速定位系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：分析单元和存储器；

3.根据权利要求1所述的地下接地导体快速定位系统，其特征在于，所述系统还包括：

4.根据权利要求3所述的地下接地导体快速定位系统，其特征在于，所述电源调频模块包括电源单元和逆变器；

5.根据权利要求1～4任一项所述的地下接地导体快速定位系统，其特征在于，所述电流测量模块包括电流极和电流表，所述电流极通过所述电流表与接地网的引下线连接；所述电压测量模块包括电压极和电压表，所述电压极通过所述电压表与接地网的引下线连接。

6.根据权利要求5所述的地下接地导体快速定位系统，其特征在于，所述电流极包括黄铜圆盘；测量时，所述电流极放置于地面，不与所述电压极接触；所述电压极包括圆钢，测量时，所述电压极打入地下至少5cm。

7.根据权利要求1～4任一项所述的地下接地导体快速定位系统，其特征在于，所述系统还包括可视化模块，用于可视化地显示每个测量点与其对应的时域电流、时域电压和转移阻抗，并展示地下接地导体定位结果。

8.一种地下接地导体快速定位方法，应用权利要求1～7任一项所述的地下接地导体快速定位系统，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的地下接地导体快速定位方法，其特征在于，s2步骤中，计算所述转移阻抗时，使用预设的不同频率，获得每个测量点在不同频率下的转移阻抗，计算并记录所述转移阻抗的平均值。

10.根据权利要求8所述的地下接地导体快速定位方法，其特征在于，所述重新设置新测线起点，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及接地网电磁检测技术领域，更具体地，涉及一种地下接地导体快速定位系统及方法，其中包括：电流测量模块，用于测量测量点的时域电流；电压测量模块，用于测量测量点的时域电压；数据采集模块，用于采集所述电流测量模块与所述电压测量模块输出的时域电流和时域电压，并采集所述时域电流和时域电压对应的测量点位置；数据处理模块，用于通过测量点对应的时域电流和时域电压，计算测量点的转移阻抗并储存测量点的位置及其对应的转移阻抗；定位模块，用于计算测量点间的转移阻抗波动值，根据转移阻抗波动值判断测量点下是否有接地导体，根据判断结果，结合对应测量点的位置，在地图上做出定位标记。

技术研发人员：吉旺威,林艺,洪海程,李国城,郑服利,何昊,钟少泉
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司广州供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15