变电站接地装置的阴极保护测试桩的制作方法
【专利摘要】一种变电站接地装置的阴极保护测试桩，其特点是，包括桩体内卡槽固定的测试管理组件、电位测量组件、无线信号收发组件和电源组件，测试管理组件、电位测量组件、无线信号收发组件主电源组件，测试管理组件包括单片机，单片机分别与电位测量组件、无线信号收发组件、电源组件电连接；电位测量组件包括工频信号隔离电路和模数转换器，工频信号隔离电路输入电位信号，工频信号隔离电路输出端与模数转换器输入端电连接，模数转换器输出端与测试管理组件的单片机电连接；无线信号收发组件包括：发射模块与接收模块信号连接，发射模块通过串口与测试管理组件的单片机电连接。能够实现用户对阴极保护效果进行整体掌控与监测。
【专利说明】变电站接地装置的阴极保护测试粧
【技术领域】
[0001]本实用新型属于金属腐蚀与防护【技术领域】，涉及一种适用于变电站接地装置的阴极保护测试桩，用于变电站接地装置阴极保护效果的监测与评估。
【背景技术】
[0002]变电站接地装置具有“工作接地”、“防雷接地”、“保护接地”三大主要作用，是变电站以及电网系统安全运行的重要屏障。随着变电站容量的增加和电压等级的提高，对接地装置的安全稳定性要求也就越来越高。变电站接地装置的腐蚀可能造成电力设备“失地”的发生，使一次设备损坏，严重时还可能造成变电站停止运行，甚至会破坏整个电网系统稳定。
[0003]阴极保护防腐蚀技术是一种可以有效防止金属腐蚀的电化学方法，其原理是使金属发生阴极极化，使金属进入稳定状态或钝化状态，从而停止或延缓腐蚀的发生。对变电站接地装置实施阴极保护可以有效地防止其发生腐蚀，而对其施加阴极保护后保护效果的优劣是需要密切关注的问题。高压变电站在工作时，由于三项负载不均衡，一直有交流电流通过接地装置泄入大地，交流电流的存在会对阴极保护腐蚀电位的测定产生巨大影响；另外传统阴极保护腐蚀电位的测定需要到现场逐点测量，效率低，成本高，且不具有连续性和时效性。
实用新型内容
[0004]针对上述变电站接地装置阴极保护电位测量中存在的问题，本实用新型提供一种适用于变电站接地装置的阴极保护测试桩，能够排除交流杂散电流对电位测定的干扰，且能够连续地，实时地将测得的阴极保护电位通过无线方式进行发射，方便用户对阴极保护效果进行整体掌控与监测。
[0005]为实现上述目的所采用以下技术方案:一种变电站接地装置的阴极保护测试桩，它包括电源组件，其特征是，它还包括桩体、测试管理组件、电位测量组件、无线信号收发组件和电源组件，所述测试管理组件、电位测量组件、无线信号收发组件、电源组件通过在桩体内置的卡槽固定在桩体内，所述测试管理组件包括单片机，单片机分别与电位测量组件、无线信号收发组件、电源组件电连接；所述电位测量组件包括工频信号隔离电路和模数转换器，工频信号隔离电路输入电位信号，工频信号隔离电路输出端与模数转换器输入端电连接，模数转换器输出端与测试管理组件的单片机电连接；所述无线信号收发组件包括:发射模块与接收模块信号连接，发射模块通过串口与测试管理组件的单片机电连接。
[0006]所述桩体为塑料桩体。
[0007]所述测试管理组件的单片机采用型号为AT89C2051的单片机。
[0008]所述电位测量组件的工频信号隔离电路包括电容C23?26、电感L5?6、放电管G电连接。
[0009]所述电位测量组件的模数转换器采用型号为AD7705模数转换芯片，AD7705模数转换芯片与晶体振荡器Yl和去耦电容C22电连接。
[0010]所述无线信号收发组件的发射模块包括第一晶振SAW，电阻R1，电容C4，电感L1、L2，三极管Ql、Q2和发射天线ANT电连接。
[0011]所述无线信号收发组件的接收模块包括型号为3310A的芯片，第二晶振SAW，电阻R2?R7，电容C5?20，电感L3，三极管Q3和接收天线ANT连接连接。
[0012]本实用新型的变电站接地装置的阴极保护测试桩的桩体为塑料桩体，具有低成本，耐腐蚀，电绝缘，对无线信号不产生阻隔与屏蔽的特点；电位测量组件可滤去交流电信号对腐蚀电位信号的干扰，保证测量精度；无线信号收发组件可抗复杂电磁环境的干扰，准确的收发无线信号；可以连续地、实时地传输电位信号，方便用户对阴极保护效果进行整体的把握与监测。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是变电站接地装置的阴极保护测试桩结构示意图。
[0014]图2是变电站接地装置的阴极保护测试桩电路原理方框图。
[0015]图3是图2中测试管理组件的电路原理图。
[0016]图4为图2中电位测量组件的工频信号隔离电路原理图。
[0017]图5为图2中电位测量组件的模数转换器电路原理图。
[0018]图6为图2中无线信号收发组件的发射模块电路原理图。
[0019]图7为图2中无线信号收发组件的接收模块电路原理图。
[0020]图8为图2中电源组件的电压调节模块电路原理图。
[0021]图中:1桩体，2测试管理组件，3电位测量组件，4无线信号收发组件，5电源组件，6单片机，7工频信号隔离电路，8模数转换器，9发射模块，10电压调节模块，11电池，12接收模块。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行描述。
[0023]参照图1和2，本实用新型一种变电站接地装置的阴极保护测试桩，包括桩体1、电源组件5、测试管理组件2、电位测量组件3、无线信号收发组件4和电源组件5，所述测试管理组件2、电位测量组件3、无线信号收发组件4、电源组件5通过在桩体I内置的卡槽固定在桩体I内。所述测试管理组件2包括单片机6，单片机6分别与电位测量组件3、无线信号收发组件4、电源组件5电连接。所述电位测量组件3包括工频信号隔离电路7和模数转换器8，工频信号隔离电路7输入电位信号，工频信号隔离电路7输出端与模数转换器8输入端电连接，模数转换器8输出端与测试管理组件2的单片机6电连接，所述无线信号收发组件4包括:发射模块9与接收模块12信号连接，发射模块9通过串口与测试管理组件2的单片机6电连接。所述桩体I为塑料桩体。
[0024]参照图3，所述测试管理组件2的单片机6采用型号为AT89C2051的单片机。AT89C2051是一种低电位、高性能COMS 8位单片机，片内含2k bytes的只读程序存储器和128bytes的随机数据存储器，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。具有15根I/O 口，两个16位定时器，一个五向量两级中断结构，一个全双工串行口，一个精密模拟比较器以及两种可选的软件节电工作方式。
[0025]参照图4，所述电位测量组件3的工频信号隔离电路7包括电容C23?26，电感L5、L6和放电管G电连接。工频信号隔离电路7可以除去变电站接地装置上工频电流对腐蚀电位测量的干扰，还可以防止雷击电流及变电站故障大电流对测试桩的损坏。
[0026]参照图5，所述电位测量组件3的模数转换器8采用型号为AD7705模数转换芯片，AD7705模数转换芯片与晶体振荡器Yl和去耦电容C22电连接。AD7705模数转换芯片作为变电站接地装置阴极保护测试桩的模拟信号与数字信号转换核心，AD7705模数转换芯片与晶体振荡器Yl和去耦电容C22电连接可连续进行AD转换，具有高分辨率、优良的抗噪声性能以及低电压低功耗的特点。
[0027]参照图6和7，所述无线信号收发组件4的发射模块9包括第一晶振SAW，电阻R1，电容C4，电感L1、L2，三极管Q1、Q2和发射天线ANT电连接。所述无线信号收发组件4的接收模块12包括型号为3310A的芯片，第二晶振SAW，电阻R2?R7，电容C5?C20，电感L3，三极管Q3和接收天线ANT连接连接。发射模块9接收由测试管理组件2的单片机6发送的工作指令，发送采集到的电位信号，在变电站场地范围内可以准确的接收和发送无线信号。
[0028]参照图8，所述电压调节模块10包括极性电容El?2、电容Cl?2电连接。电压调节模块10可以将由电池11输入的电压进行调整，调整后的电压可以适应不同模块对电压的不同需要。电池11可为蓄电池、干电池或锂离子电池。
[0029]参照图1-8，在电位测量时，电位信号经过电位测量组件3的工频信号隔离电路7除去交流电信号对测量的影响，从工频信号隔离电路7输出的信号经过电位测量组件3的模数转换器8进行转换，最终数据进入测试管理组件2的单片机6 ;上述无线信号收发组件4发射模块9和接收模块12为低功耗元件，适用于变电站复杂的电磁环境，用于接收工作指令信号，发射电位信号；电源组件5的电池11经电压调节模块10输出电能为变电站接地装置阴极保护测试桩的电路供电。
【权利要求】
1.一种变电站接地装置的阴极保护测试桩，它包括电源组件，其特征是，它还包括桩体、测试管理组件、电位测量组件、无线信号收发组件和电源组件，所述测试管理组件、电位测量组件、无线信号收发组件、电源组件通过在桩体内置的卡槽固定在桩体内，所述测试管理组件包括单片机，单片机分别与电位测量组件、无线信号收发组件、电源组件电连接；所述电位测量组件包括工频信号隔离电路和模数转换器，工频信号隔离电路输入电位信号，工频信号隔离电路输出端与模数转换器输入端电连接，模数转换器输出端与测试管理组件的单片机电连接；所述无线信号收发组件包括:发射模块与接收模块信号连接，发射模块通过串口与测试管理组件的单片机电连接。
2.根据权利要求1所述的变电站接地装置的阴极保护测试桩，其特征是:所述桩体为塑料桩体。
3.根据权利要求1所述的变电站接地装置的阴极保护测试桩，其特征是:所述测试管理组件的单片机采用型号为AT89C2051的单片机。
4.根据权利要求1所述的变电站接地装置的阴极保护测试桩，其特征是:所述电位测量组件的工频信号隔离电路包括电容C23?C26，电感L5、L6和放电管G电连接。
5.根据权利要求1所述的变电站接地装置的阴极保护测试桩，其特征是:所述电位测量组件的模数转换器采用型号为AD7705模数转换芯片，AD7705模数转换芯片与晶体振荡器Yl和去耦电容C22电连接。
6.根据权利要求1所述的变电站接地装置的阴极保护测试桩，其特征是:所述无线信号收发组件的发射模块包括第一晶振SAW，电阻R1，电容C4，电感L1、L2，三极管Q1、Q2和发射天线ANT电连接。
7.根据权利要求1所述的变电站接地装置的阴极保护测试桩，其特征是:所述无线信号收发组件的接收模块包括型号为3310A的芯片，第二晶振SAW，电阻R2?R7，电容C5?C20，电感L3，三极管Q3和接收天线ANT连接连接。
【文档编号】C23F13/22GK203593789SQ201320800417
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】张万友, 郭博闻, 万瑞军, 高作学, 韩东, 刘积亮 申请人:国家电网公司, 国网吉林省电力有限公司吉林供电公司