基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测装置及方法与流程

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测装置及方法。

背景技术：

我国南方五省区根据中国南方电网有限责任公司企业标准《电力设备预防性试验规程(q/csg114002-2011)》的要求，按照10年的周期对变电站接地网进行开挖和腐蚀性检查一般是每站选择5～8个点沿接地引下线开挖检查，采用外观检查、取样进行腐蚀率和腐蚀速度等量化指标判断变电站接地网的腐蚀情况，腐蚀率小于10％的，腐蚀程度为一般；腐蚀率大于等于25％的，腐蚀程度为严重。但是在具体实施的过程中，也存在一些问题，例如：接地网的开挖及取样会破坏变电站的原有结构；变电站内接地网局部严重腐蚀的情况存在被遗漏的可能；部分变电站不满足接地网开挖或取样的条件；掌握地网腐蚀情况的及时性受限。目前，针对免开挖式接地网腐蚀程度的测试手段未见报道。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测装置及方法，不需要开挖接地网，就可以监测接地网的腐蚀情况。

本发明提供的一种基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测装置，包括：

至少一个筒状结构，依次与每一筒状结构连接的通气管、压力检测装置，所述筒状结构、通气管和压力检测装置内部连通且形成密封空间；

其中，每一所述筒状结构的材质与待监测接地网的材质相同，其与待监测接地网同期埋在地面下方，并且其距离地面的高度与接地网距离地面的高度相同，而且每一所述筒状结构内部均填充有预定非腐蚀性气体；

所述压力检测装置，位于地面上方，用于检测所述筒状结构内部的气压值，当检测到其中一个所述筒状结构内部的当前气压值与初始气压值之间的差值超过预设的压力差值时，则判断所述待监测接地网与出现压力差的所述筒状结构具有相同程度的腐蚀；

所述通气管(3)的两端分别与所述压力检测装置和所述筒状结构连接。

优选地，所述通气管的表面喷涂有防锈材料。

优选地，所述非腐蚀性气体为惰性气体以及氮气中的至少一种，且所述筒状结构中的初始气压值与环境大气压存在预定差别。

优选地，

当所述基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测装置中包含至少两个筒状结构时，所述至少两个筒状结构中任意一个筒状结构的厚度与其他筒状结构的厚度均不相同。

优选地，所述筒状结构的底部厚度大于侧部厚度。

优选地，所述压力检测装置包括有压力采集模块、显示模块；

所述压力采集模块，用于采集对应的所述筒状结构内部的气压值并输出。

所述显示模块，与所述压力采集模块通讯连接，用于接收所述压力采集模块输出的气压值并显示。

优选地，所述压力检测装置还包括有计算模块；

所述基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测装置还包括有与所述筒状结构的对应的设置在所述筒状结构内部的温度检测模块，其用于采集所述筒状结构内部的温度值并输出；

所述计算模块，与所述压力采集模块、所述温度检测模块通讯连接，用于接收所述压力采集模块输出的气压值以及所述温度检测模块输出的温度值，并根据所述筒状结构内部的初始气压值和初始温度值，以及所述筒状结构内部的当前气压值和当前温度值，将所述初始气压值和所述当前气压值转化到同一温度下对应的气压值后再计算对应的压力差值，当该压力差值超过预设的压力差值时，则判断对应的所述筒状结构所处位置的接地网与所述筒状结构具有相同程度的腐蚀。

本发明还提供一种基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测方法，在上述的基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测装置中实现，包括下述步骤：

s100、采集筒状结构内部的初始气压值；

s200、采集所述筒状结构内部的当前气压值；

s300、计算所述初始气压值与所述当前气压值之间的压力差值，当该差值大于预设的气压差值时，则判断对应的所述筒状结构所处位置的接地网与所述筒状结构具有相同程度的腐蚀。

优选地，还包括下述步骤：

采集所述筒状结构内部的初始温度值和当前温度值；

根据所述初始气压值和所述初始温度值，以及所述当前气压值和所述当前温度值，将所述初始气压值和所述当前气压值转化到同一温度下对应的气压值后再计算对应的压力差值，当该压力差值超过预设的压力差值时，则判断对应的所述筒状结构所处位置的接地网与所述筒状结构具有相同程度的腐蚀。

实施本发明，具有如下有益效果：将筒状结构和接地网一同埋在地面下方，并且筒状结构的材质与接地网的材质相同，通过地面上的压力检测装置检测筒状结构的气压值变化，判断对应的筒状结构是否蚀穿，从而判断相同条件下的接地网的腐蚀情况，可以在不对接地网进行开挖和取样的前提下，对接地网的腐蚀情况进行有效的监测，一方面保证了不对接地网进行取样，避免造成接地网的物理性损伤，保证了其结构的完整性，提高了发现接地网腐蚀情况的及时性，同时也减轻了基层试验人员的工作负担，有效提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测装置的原理结构图。

图2是本发明提供的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测装置，如图1所示，该装置包括：至少一个筒状结构1、依次与每一筒状结构1连接的通气管3、压力检测装置4。

筒状结构1、通气管3和压力检测装置4内部连通且形成密封空间。具体而言，筒状结构1、压力检测装置4、通气管3的数量均相同，如图1所示，可以都是3个，每一个筒状结构4对应有一个压力检测装置4和一个通气管3。

其中，每一筒状结构1的材质与待监测接地网的材质相同，且厚度与所监测的接地网腐蚀程度相适应，其与待监测接地网同期埋在地面5下方，并且其距离地面5的高度与接地网距离地面5的高度相同，而且每一筒状结构1内部均填充有预定非腐蚀性气体2。

压力检测装置4位于地面5上方，用于检测筒状结构1内部的气压值，当检测到其中一个筒状结构1内部的当前气压值与初始气压值之间的差值超过预设的压力差值时，则判断待监测接地网与出现压力差的筒状结构1具有相同程度的腐蚀。

通气管3的两端分别与压力检测装置4和筒状结构1连接。通气管3与筒状结构1以及压力检测装置4的连接处气密性良好，不能出现漏气的情形，使得筒状结构1与对应的压力检测装置4接通，通气管3内的气体压强等于对应连接的筒状结构1内部的气体压强。

筒状结构1是中空筒状结构，优选地可以是圆柱筒，圆柱筒侧部的厚度均匀，侧部每一处的厚度均相同。其中，筒状结构1的厚度与所要监测的接地网腐蚀程度相适应，具体地，筒状结构1的侧部厚度与所要监测的接地网腐蚀程度相适应，例如，接地网的腐蚀率小于10％的，腐蚀程度为一般，腐蚀率大于等于25％的，腐蚀程度为严重，腐蚀率大于等于50％的，腐蚀程度为特别严重。

筒状结构1的侧部厚度分别对应同期埋入土壤中的变电站接地网腐蚀厚度的警示值。例如：当要监测接地网的腐蚀程度是否超过了一般程度，接地网腐蚀率为10％时所对应的腐蚀厚度为a，则可以将筒状结构1的侧部厚度设置为a，当侧部厚度设置为a的筒状结构被蚀穿，则判定接地网腐蚀率达到10％；当要监测接地网的腐蚀程度是否为严重，接地网腐蚀率为25％时所对应的腐蚀厚度为b，则可以将筒状结构1的侧部厚度设置为b，当侧部厚度设置为b的筒状结构被蚀穿，则判定接地网腐蚀率达到25％；当要监测接地网的腐蚀程度是否为严重，接地网腐蚀率为50％时所对应的腐蚀厚度为c，则可以将筒状结构1的侧部厚度设置为c，当侧部厚度设置为c的筒状结构被蚀穿，则判定接地网腐蚀率达到50％。

如图1所示，本发明的基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测装置可以包含侧部厚度设置为a、侧部厚度设置为b、侧部厚度设置为c的三个不同的筒状结构1，将这两个不同的筒状结构1与接地网一同埋在地面5下方，同时监测接地网的腐蚀程度是超过一般程度或是严重程度还是特别严重程度。

筒状结构1的材质与接地网的材质相同，且两者所处于的环境相同，可以真是反应对应位置的接地网的腐蚀情况，当筒状结构1被蚀穿，即筒状结构1的某一处被完全腐蚀掉了，出现了一个缺口，筒状结构1内部的非腐蚀性气体2就会向外泄漏，导致对应筒状结构1内部的气压值会发生变化，当压力检测装置4检测到对应筒状结构1内部的气压值发生变化，则判断对应的筒状结构1被蚀穿，处于相同环境且材质相同的接地网也有相同程度的腐蚀。

压力检测装置4设置在地面5上方，连接通气管3来检测筒状结构1内部的气压值，从而不用对埋在地面5下方的接地网进行开挖及取样，不会破坏变电站的原有结构，同时还能及时检测到接地网的腐蚀情况。

进一步地，通气管3的表面喷涂有防锈材料，提高通气管3的耐腐蚀性，以防止通气管3被蚀穿，出现漏气而导致气压测量误差。

进一步地，非腐蚀性气体2为惰性气体以及氮气中的至少一种，且筒状结构1中的初始气压值与环境大气压存在预定差别。

进一步地，当基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测装置中包含至少两个筒状结构1时，至少两个筒状结构1中任意一个筒状结构1的厚度与其他筒状结构1的厚度均不相同，设置不同厚度的筒状结构1，以监测接地网的不同腐蚀程度。

进一步地，筒状结构1的底部厚度大于侧部厚度，为了保证筒状结构1内部的气体不从底部漏出，筒状结构1的底部厚度可设置为远大于侧部厚度。

进一步地，压力检测装置4包括有压力采集模块、显示模块。压力采集模块用于采集对应的筒状结构1内部的气压值并输出。显示模块与压力采集模块通讯连接，用于接收压力采集模块输出的气压值并显示，以方便检测人员及时发现接地网是否出现对应程度的腐蚀。

进一步地，压力检测装置4还包括有计算模块。基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测装置还包括有与筒状结构1的对应的设置在筒状结构1内部的温度检测模块(图中未示出)，其用于采集筒状结构1内部的温度值并输出至计算模块。

计算模块与压力采集模块、温度检测模块通讯连接，用于接收压力采集模块输出的气压值以及温度检测模块输出的温度值，并根据筒状结构1内部的初始气压值和初始温度值，以及筒状结构1内部的当前气压值和当前温度值，将初始气压值和当前气压值转化到同一温度下对应的气压值后再计算对应的压力差值，当该压力差值超过预设的压力差值时，则判断对应的筒状结构1所处位置的接地网与筒状结构1具有相同程度的腐蚀。其中，同一筒状结构1内部的初始气压值与当前气压值的比值、初始温度值与当前温度值的比值，这两个比值在同一筒状结构1内部气体未发生泄漏时相等。

一般而言，初始气压值为该筒状结构1与变电站接地网一同埋入地面下时对应的气压值，初始温度值为该筒状结构1与变电站接地网一同埋入地面下时对应的筒状结构内部气体的温度值。

筒状结构1蚀穿会导致筒状结构1内部气压值的变化，此外，筒状结构1内部的气体温度变化也会导致其内部气压值的变化，压力检测装置4所检测到的初始气压值所对应的初始温度值与当前气压值所对应的当前温度值有可能不同，因此考虑温度因素的影响，将不同温度下的气压值转化为同一温度下的气压值，可以避免温度因素影响造成的误差，使得监测的结果更加准确。

本发明还提供一种基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测方法，在上述的基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测装置中实现，如图2所示，该方法包括下述步骤：

s100、采集筒状结构1内部的初始气压值；

s200、采集筒状结构1内部的当前气压值；

s300、计算初始气压值与当前气压值之间的压力差值，当该差值大于预设的气压差值时，则判断对应的筒状结构1所处位置的接地网与筒状结构1具有相同程度的腐蚀。

进一步地，该方法还包括下述步骤：

采集筒状结构1内部的初始温度值和当前温度值；

根据初始气压值和所述初始温度值，以及当前气压值和当前温度值，将初始气压值和当前气压值转化到同一温度下对应的气压值后再计算对应的压力差值，当该压力差值超过预设的压力差值时，则判断对应的所述筒状结构1所处位置的接地网与筒状结构1具有相同程度的腐蚀。

综上所述，本发明提供一种基于气压变化的免开挖式变电站接地网腐蚀程度监测装置及方法，可以在不对接地网进行开挖和取样的前提下，对接地网的腐蚀情况进行有效的监测，一方面保证了不对接地网进行取样，避免造成接地网的物理性损伤，保证了其结构的完整性，提高了发现接地网腐蚀情况的及时性，同时也减轻了基层试验人员的工作负担，有效提高了工作效率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。