变电站接地网三维测量装置的制作方法

本实用新型涉及接地网检测技术领域，是一种变电站接地网三维测量装置。

背景技术：

变电站接地网对系统电气设备的安全稳定运行以及运行、检修人员的人身安全都起着至关重要的作用。而随着运行时间的延长，接地网会出现严重锈蚀，若遭遇雷击或大电流冲击，容易造成主设备损坏，并对运行、检修人员的安全造成威胁。早期对接地网维护依靠开挖检验，这种盲目开挖的方式费时费力；目前多采用的是接地导通测试和接地电阻测试，这种方法对施工图纸的依赖性太强，且只能判断某段接地网有无缺陷，但无法进行定位；现阶段采用的探地雷达进行探测，通常采用单通道或阵列雷达进行探测，用单极化方式画网格进行三维成像，通过成像效果进行经验判断和猜测分析，这种方式依靠具有较强使用经验的专业探地雷达物探人员进行分析和处理，且结果依靠个人的经验，结果准确性不高。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种变电站接地网三维测量装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有基于单极化探地雷达的变电站接地网检测装置存在的依靠个人经验分析，造成分析结果不准确的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种变电站接地网三维测量装置，包括双极化探地雷达和外置显示控制单元，所述双极化探地雷达包括测距定位单元、控制单元、双极化天线阵列和传输单元，测距定位单元和双极化天线阵列均与控制单元连接，控制单元通过传输单元与外置显示控制单元连接，双极化天线阵列包括4对纵向偶极子天线和4对横向偶极子天线，4对纵向偶极子天线由左至右依次排列形成7通道vv极化通道，4对横向偶极子天线由左至右依次排列形成7通道hh极化通道。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述每对纵向偶极子天线和每对横向偶极子天线均包括一个发射天线和一个接收天线。

上述控制单元包括第一控制模块、第二控制模块、发射机和接收机，第一控制模块分别与传输单元、测距定位单元和第二控制模块连接，第二控制模块分别与发射机和接收机连接，发射机分别与每个发射天线连接，接收机分别与每个接收天线连接。

上述测距定位单元包括测距模块和gps定位模块，测距模块和gps定位模块均与第一控制模块连接。

上述双极化探地雷达还包括供电单元，供电单元分别与测距模块、gps定位模块、第一控制模块、第二控制模块连接。

上述传输单元为以太网传输模块。

本实用新型结构简单、使用方便，相较于单一极化方式对接地网探测成像时需要通过画十字交叉网格的方式两个方向进行探测，双极化三维雷达只需要一次测试即可完成横向和纵向两个方向各7条测线的探测，使探测效率提高了十四倍，增加了接地网探测识别的概率；由于本实用新型探测效率高，所以能利用各个时间点对接地网探测，对实现接地网随时间变化锈蚀程度变化的研究提供了可能；同时本实用新型能通过雷达回波、距离信号、定位信号直接对场地上接地网三维成像，成像质量更好，提高了对接地网锈蚀判断的准确性。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的结构示意图。

附图2为附图1中双极化天线阵列的结构示意图。

附图3为附图1中第一控制模块的逻辑控制示意图。

附图中的编码分别为：tx为发射天线，rx为接收天线。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图2的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2所示，该变电站接地网三维测量装置，包括双极化探地雷达和外置显示控制单元，所述双极化探地雷达包括测距定位单元、控制单元、双极化天线阵列和传输单元，测距定位单元和双极化天线阵列均与控制单元连接，控制单元通过传输单元与外置显示控制单元连接，双极化天线阵列包括4对纵向偶极子天线和4对横向偶极子天线，4对纵向偶极子天线由左至右依次排列形成7通道vv极化通道，4对横向偶极子天线由左至右依次排列形成7通道hh极化通道。

上述外置显示控制单元为现有公知技术，可为上位机，上面搭载有现有公知的成像软件，用于向控制单元发送控制命令，及接收、存储控制单元上传的雷达回波、距离信号、定位信号，并将接收到信号的进行处理拼接，得到整片场地的接地网腐蚀情况的三维切片。

上述测距定位单元为现有公知技术，用于获得接地网所在场地的距离信号、定位信号。上述传输单元用于外置显示控制单元和控制单元进行通信。

上述控制单元，用于向双极化天线阵列发送雷达发射波、接收双极化天线阵列产生的雷达回波、上传接收到的所有信号。

如图2所示，上述双极化天线阵列包括4对纵向偶极子天线和4对横向偶极子天线，4对纵向偶极子天线由左至右依次排列形成7通道vv极化通道，4对横向偶极子天线由左至右依次排列形成7通道hh极化通道，其中每对纵向偶极子天线和每对横向偶极子天线均包括一个发射天线tx和一个接收天线rx。

本实用新型的工作过程如下所述：

1、双极化探地雷达开机，外置显示控制单元收到自检信息后会打开采集界面，工作人员点击开始，外置显示控制单元向控制单元发送工作指令；

2、控制单元控制双极化天线阵列对接地网进行测量工作，即先控制附图2中的通道1天线工作，采集一道雷达回波，之后依次控制通道2天线至通道14天线采集对应的雷达回波，从而获得横向7条测线和纵向7条测线的雷达回波；测距定位单元获得场地上接地网的距离信号、定位信号；

3、控制单元将获得的雷达回波、距离信号、定位信号发送至外置显示控制单元，外置显示控制单元将接地网所在场地的雷达回波、距离信号、定位信号等测量数据拼接成一组数据，并生成三维切片，从而使工作人员直观的查看该场地上接地网腐蚀情况。

因此本实用新型结构简单、使用方便，相较于单一极化方式对接地网探测成像时需要通过画十字交叉网格的方式两个方向进行探测，双极化三维雷达只需要一次测试即可完成横向和纵向两个方向各7条测线的探测，使探测效率提高了十四倍，增加了接地网探测识别的概率；由于本实用新型探测效率高，所以能利用各个时间点对接地网探测，对实现接地网随时间变化锈蚀程度变化的研究提供了可能；同时本实用新型能通过雷达回波、距离信号、定位信号直接对场地上接地网三维成像，成像质量更好，提高了对接地网锈蚀判断的准确性。

可根据实际需要，对上述变电站接地网三维测量装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3所示，所述控制单元包括第一控制模块、第二控制模块、发射机和接收机，第一控制模块分别与传输单元、测距定位单元和第二控制模块连接，第二控制模块分别与发射机和接收机连接，发射机分别与每个发射天线tx连接，接收机分别与每个接收天线rx连接。

上述第一控制模块可为现场可编程门阵列，其内部逻辑处理过程可如附图3所示，用于向第二控制模块发送控制信号，同时接收并上传雷达回波、距离信号、定位信号；

上述第二控制模块可为由芯片ad9959构成的高精度步进控制电路，分别与发射机和接收机连接，用于产生触发信号后输送到发射机和接收机内；

上述发射机和接收机均为现有公知技术，发射机用于产生雷达发射波送入工作中的发射天线tx，接收天线rx接收到雷达回波送入接收机，接收机采样后将雷达回波经第二控制模块回传至第一控制模块。

如附图1所示，所述测距定位单元包括测距模块和gps定位模块，测距模块和gps定位模块均与第一控制模块连接。

上述测距模块和gps定位模块均为现有公知技术，测距模块可为距离传感器，gps定位模块可为gps定位器，分别用于获得场地上接地网的距离信号、定位信号。

如附图1所示，所述双极化探地雷达还包括供电单元，供电单元分别与测距模块、gps定位模块、第一控制模块、第二控制模块连接。供电单元可包括蓄电池和电源管理模块pwrm，用于为双极化探地雷达中的各个模块供电。

如附图1所示，所述传输单元为以太网传输模块。以太网传输模块可为多口交换机。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。