一种基于微分法的接地网支路埋藏深度检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于微分法的接地网支路埋藏深度检测方法，根据所选接地网支路位置，选定一矩形测量区域，在测量区域内利用接地网的上引接地体，从一点注入电流并从另一点抽出电流，测量接地网地表面垂直于地表面方向的磁感应强度或平行于地表面方向的磁感应强度，经过对磁感应强度进行数字滤波处理后消去噪音干扰，通过微分法，首先求取垂直于地表面方向的磁感应强度的1阶导数的模、3阶导数的模或平行于地表面方向的磁感应强度的2阶导数的模，其次获取各阶导数的模的主峰和旁峰的峰值距离，来确定测量区域内的接地网支路埋藏深度。整个过程检测过程简单，计算量小。
【专利说明】—种基于微分法的接地网支路埋藏深度检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种接地网支路埋藏深度检测方法，特别涉及了一种基于微分法的检测接地网载流导体埋藏深度的方法。
【背景技术】
[0002]接地网是变电站安全运行的重要保证，其接地性能一直受到设计和生产运行部门的重视。接地网在变电站安全运行中，不仅为变电站内各种电气设备提供一个公共的电位参考地，在接地网遭受雷击或电力系统发生短路故障时，还能迅速排泄故障电流，并降低变电站的地电位升。接地网接地性能的优劣直接关系到变电站内工作人员的人身安全和各种电气设备的安全及正常运行。我国接地网一般采用扁钢制成，相互连接成网格形状，水平埋在地下深约0.3?2米，网格的间距通常3?7米，两侧的网格的比例通常为1:1?1: 3。由于接地网长期运行容易发生腐蚀，需要及时检测接地网的缺陷并采取修复措施。
[0003]目前接地网腐蚀诊断的主要方法有基于电路理论的分析方法和基于电磁场理论的分析方法。前者是将接地网看成纯电阻网络，利用电路理论的基本原理，通过一定的测量手段和计算方法建立接地网的腐蚀诊断方程，并通过求解诊断方程得到各支路导体的实际阻值或电阻值变化率，进而对接地网的腐蚀状况进行判别，这种方法需要事先了解接地网的全部或部分设计图纸；后者主要是通过向接地网注入一定频率的电流，并测量接地网地表磁场强度，最后根据磁场的分布对接地网腐蚀程度进行诊断。有学者采用求解磁场逆问题的方法来确定接地网的拓扑结构，但求解磁场逆问题的过程中会出现病态解，求解过程复杂。
[0004]由于当时文档管理不善和现场施工不规范，仍在役的投运多年的变电站设计图纸缺失或实际接地网支路埋藏深度与设计图纸不符等情况造成无法了解接地网支路埋藏深度，造成实际变电站接地网支路的开挖深度不确定。
【发明内容】
[0005]针对以上现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种检测过程简单、计算量小的基于微分法的接地网支路埋藏深度检测方法。本发明的技术方案如下:
[0006]一种基于微分法的接地网支路埋藏深度检测方法，其特征在于包括以下步骤:
[0007]101、根据待测接地网支路的地表面上的若干个上引接地体，任意选取上引接地体A作为注入电流端,上引接地体B作为抽出电流端，且A古B ;并在接地体A和接地体B之间选择一个测量区域S ；
[0008]102、对步骤101中的测量区域S建立右手直角坐标系xyz，具体为:以所选接地网支路中点为坐标原点，以垂直于测量区域S向上的方向为Z轴正方向，以所选接地网支路电流的方向为X轴正方向，过坐标原点且垂直于接地网支路的方向为y轴，完成建立右手直角坐标系xyz，其中坐标轴X轴和I轴与测量区域S的边平行或垂直；
[0009]103、将测量区域S划分为MXN网格，网格的边与x轴平行或垂直，选定网格的节点Pu为测量点，测量点Pu对应的位置坐标为(XU，Yij)，向步骤101中所述的上引接地体A注入电流，测量出在测量点Pij上沿z轴正方向的磁感应强度WIUz(x，y)和沿y轴正方向的磁感应强度WiJy(x, y)，其中M为网格的行数，N为网格的列数，I≤i≤M+l，l≤j≤N+1 ;改变测量点的位置得到若干个测量点的磁感应强度B测z(x，y)和磁感应强度B测y(x，y)，并统计得到磁感应强度函数Bz(x，y)和磁感应强度函数By(x，y);此处统计法采用了线性拟合法；
[0010]104、对步骤103中得到的磁感应强度函数Bz(X，y)采用微分法得到I阶导数的模，公式如下
【权利要求】
1.一种基于微分法的接地网支路埋藏深度检测方法，其特征在于包括以下步骤: 101、根据待测接地网支路的地表面上的若干个上引接地体，任意选取上引接地体A作为注入电流端，上引接地体B作为抽出电流端，且A古B ;并在接地体A和接地体B之间选择一个测量区域S ； 102、对步骤101中的测量区域S建立右手直角坐标系xyz，具体为:以所选接地网支路中点为坐标原点，以垂直于测量区域S向上的方向为z轴正方向，以所选接地网支路电流的方向为X轴正方向，过坐标原点且垂直于接地网支路的方向为y轴，完成建立右手直角坐标系xyz，其中坐标轴X轴和y轴与测量区域S的边平行或垂直； 103、将测量区域S划分为MXN网格，网格的边与X轴平行或垂直，选定网格的节点Pij为测量点，测量APu对应的位置坐标为(xu，yu)，向步骤101中所述的上引接地体A注入电流，测量出在测量点Pij上沿z轴正方向的磁感应强度B测z(x，y)和沿y轴正方向的磁感应强度8测“\ y)，其中M为网格的行数，N为网格的列数，I ≤ i≤M+l，l ≤ j ≤ N+l ；改变测量点的位置得到若干个测量点的磁感应强度B测z(x，y)和磁感应强度B测y(x，y)，并统计得到磁感应强度函数Bz (x，y)和磁感应强度函数By (x，y)； 104、对步骤103中得到的磁感应强度函数Bz(x，y)采用微分法得到I阶导数的模，公式如下
2.根据权利要求1所述的基于微分法的接地网支路埋藏深度检测方法，其特征在于:步骤103中接地体A注入的电流的频率为O~2000Hz、幅值为IA~30A。
3.根据权利要求1所述的基于微分法的接地网支路埋藏深度检测方法，其特征在于:步骤103中所述MX N网格在X轴方向具有相等的间距Λ X，在y轴方向具有相等的间距Δ y。
4.根据权利要求1所述一种基于微分法的接地网支路埋藏深度检测方法，其特征在于:步骤105中所述各阶导数的模的旁峰是指主峰旁边第一个旁峰；主峰和旁峰的峰值距离是指主峰峰值和旁峰峰值在平行于y轴方向上的距离。
5.根据权利要求1所述一种基于微分法的接地网支路埋藏深度检测方法，其特征在于:在进行步骤104的计算之前，先对垂直于地表面方向的磁感应强度Bz (X，y)和/或平行于地表 面方向的磁感应强度By (X，y)进行数字滤波处理。
【文档编号】G01B7/26GK104006736SQ201410267152
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】杨帆, 王晓宇, 何为 申请人:重庆大学