接地网智能防腐蚀保护及监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力设备领域，具体地，涉及一种接地网智能防腐蚀保护及监控系统。
【背景技术】
[0002]接地网是电力系统发电厂和变电站的重要设备，需要同时满足工作接地、保护接地与防雷接地的要求。它不仅为发电厂和变电站内各种电气设备提供一个公共的电位参考点，而且在系统故障时还能迅速排泄故障电流，并防止地电位异常升高，确保跨步电压、接触电压和转移电压在容许的安全范围内，保障人身和设备安全，而在发生雷电时能将雷电流迅速泄入大地，使避雷器附近的物体得到保护，所以接地网接地性能的优劣直接关系到发电厂和变电站工作人员的人身安全及设备的正常运行，合格的接地网在电力系统安全运行中具有十分重要的作用。
[0003]接地网腐蚀是一个渐变的过程，腐蚀到一定程度即进入故障状态，可靠性降低甚至性能失效，不能满足电力系统安全运行的要求。我国由于资源、经济等原因，接地网所用的材质主要为普通碳钢，接地网腐蚀通常呈现局部腐蚀形态，发生腐蚀后接地网碳钢材料变脆、起层、松散、减薄，甚至发生断裂，所以电力接地网腐蚀严重是目前我国电力接地网最为突出的问题，而在国外发达国家主要是以铜材质作为接地网，其接地性能比钢铁要好，腐蚀程度要慢。
[0004]经验表明接地带和接地引下线的腐蚀具有一定的可见性，并且通过测试和相对简单的开挖即可查明原因并做相应处理，而主接地网的腐蚀状况最难查明。接地网腐蚀会导致接地体截面减小、接地电阻增大、热稳定性下降；同时，随着电力系统的发展，变电站容量的扩大，接地短路电流不断增加，对接地网的安全可靠性提出了更高的要求。所以，接地网的腐蚀问题在我国尤其突出，运行若干年的接地网如果接地电阻等电气参数出现了异常值。
[0005]接地技术涉及接地系统电气参数数值分析及优化设计、土壤结构参数分析、高土壤电阻率地区的降阻技术、接地电阻科学测量、接地网的腐蚀诊断技术及接地装铬冲击特性等多方面问题。大量的文献表明现有接地网的主要研究成果集中在三个方面。
[0006]—是接地系统参数的测试与分析及优化设计，不仅要考虑接地阻抗，还应该考虑其跨步电压、接触电压及地网上电位分布，其次还应该考虑到地网的电气完整性、热容量、抗腐蚀性能等参数，一般还需要测量土壤电阻率建立土壤的分层模型，通过数值分析获得更加精确的测量分析结果和指导优化设计。
[0007]二是接地网的状况及其评估，根据接地网测试和分析结果判断接地网的安全性，主要包括接地电阻、接触电压、跨步电压和接地引下线和接地网的热容量等参数的容限值，参照国内外的标准，对接地系统进行安全性的评估。
[0008]三是接地网故障监测与诊断，通过接地引下线测量接地系统的连通性和诊断接地网的腐蚀状况，提出相应的整改和维护措施，为接地网的安全运行提供保障。
[0009]电力系统由于接地网导致的事故频发，引起了业界的广泛关注和重视，许多学者对接地系统的状态展开了调查和评估工作。有文献系统调研和全面分析了电力接地网的损坏原因，就接地网现场存在问题进行了归总，主要有接地网均压不好、连通不良、截面偏小、接地电阻偏大、腐蚀严重和维护不力等方面的问题，这些问题有设计、施工、运行、测量、腐蚀和管理等方面的共性问题，也有随地区差异的一些特殊问题。还有调研了我国依据国外标准建立的一些接地网的运行状况，揭示了我国接地网严峻现状及其本质，得出的总结论是:国外设计的接地网相比较国内设计的接地网更加健壮，主要体现在接地网所使用的材质、截面和连接方法和工艺方面的不同。
[0010]接地网安全判据方面，随着人们认知水平的不断提高和电力系统行标的不断更新，有所变化，也更加科学。有文献依据旧行标通过分析指出，接地网的安全判据宜采用接地电阻和网格电压，该文献是比较早安全判据文献。有文献给出了接地参数同接地导体布铬以及土壤电阻率的关系曲线，为充分地利用接地网材料，实现地网的安全、经济设计提供了一定依据。有文献分析比较了大型铜材和钢材接地网接地阻抗、最大跨步和接触电势系数等方面的性能差异，并阐述了产生差异的原因。有文献依据国内外新行标，提出了评估大型接地网新的安全判据、提出了接地网评价的主要量化性指标、建议了新建接地网和旧接地网安全性的评估程序，方法和内容。
[0011]接地网防腐问题也是接地网研究的一个重要课题，各研究单位的侧重点各有不同，归结为两大类:一类为接地网防腐方法的研究，包括新合金材质的开发、防腐涂层、网外加电流阴极保护等方法；另一类为接地网腐蚀状况诊断方法的研究，目前主要为利用测量接地引线间的电压变化进行仿真计算。但国内外尚没有对高海拔阴湿、高盐分、重工业污染等典型土壤环境下，电力接地网腐蚀特征、腐蚀原因及腐蚀规律进行全面的调查，远不能满足电力科学研究和实际工程的要求。
【发明内容】
[0012]本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种接地网智能防腐蚀保护及监控系统，以实现有效保护接地网的优点。
[0013]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
一种接地网智能防腐蚀保护及监控系统，包括PLC、阻抗测量装置、直流电源、微压表、温度传感器、湿度传感器、参比电极、辅助阳极、信号源、试样和限流电阻，所述试样、辅助阳极、参比电极、温度传感器和湿度传感器均设置在地下，所述直流电源的正极与辅助阳极电连接，该直流电源的负极与接地网的金属构件电连接，且直流电源接收PLC的控制指令，所述微压表的负极与金属构件电连接，该微压表的阳极与参比电极电连接，且微压表将采集的信号传输至PLC，所述温度传感器和湿度传感器采集的信号均传输至PLC，所述阻抗测量装置包括电流测量端和电压测量端，该电流测量端与信号源电连接，信号源与试样电连接，且信号源与试样的负极间串联限流电阻，电压测量端与试样电连接，所述阻抗测量装置将采集的信号传输至PLC。
[0014]优选的，所述PLC上还电连接DTU和触摸屏，所述DTU内嵌无线通信模块。
[0015]优选的，还包括远程监控装置，该远程监控装置与PLC通过无线通信网络交换数据。
[0016]优选的，所述PLC控制直流电源，大量的电子被强制流向金属构件，使金属构件表面产生负电荷的积累，从而抑制了金属结构失去电子。
[0017]本发明的技术方案具有以下有益效果:
本发明的技术方案，通过对接地网所处的土壤信息进行采集，通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电流从土壤中流向被保护金属，使被保护金属结构电位低于周围环境。从而达到有效保护接地网的目的。
[0018]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例所述的接地网智能防腐蚀保护及监控系统原理框图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021]如图1所示，一种接地网智能防腐蚀保护及监控系统，包括PLC、阻抗测量装置、直流电源、微压表、温度传感器、湿度传感器、参比电极、辅助阳极、信号源、试样和限流电阻，试样、辅助阳极、参比电极、温度传感器和湿度传感器均设置在地下，直流电源的正极与辅助阳极电连接，该直流电源的负极与接地网的金属构件电连接，且直流电源接收PLC的控制指令，微压表的负极与金属构件电连接，该微压表的阳极与参比电极电连接，且微压表将采集的信号传输至PLC，温度传感器和湿度传感器采集的信号均传输至PLC，阻抗测量装置包括电流测量端和电压测量端，该电流测量端与信号源电连接，信号源与试样电连接，且信号源与试样的负极间串联限流电阻，电压测量端与试样电