一种大型接地网跨步电位差和接触电位差监测装置及方法与流程

本发明涉及一种大型接地网跨步电位差和接触电位差监测装置及方法，属于接地网安全监测技术领域。

背景技术：

由于土壤电阻的存在，电气设备发生接地故障时，故障电流会从故障点往周围土壤流散，会在土壤中产生压降并形成一定的地表电位分布，当人在故障点附近走动时，两脚将处于大地表面的不同电位点上，形成跨步电位差，当跨步电位差或接触电位差超过一定值时将导致人体触电事故。而跨步电位差和接触电位差与接地阻抗值无直接关系，且无法直观的判断。本发明针对接地网边缘或重要巡视通道的跨步电位差和接触电位差的监测，巡视人员在巡视前能迅速的知道巡视路线上跨步电位差和接触电位差较高的具体位置，进而在巡视过程中尽量避免这些位置，确保巡视人员的人身安全。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种大型接地网跨步电位差和接触电位差监测装置及方法，能针对接地网边缘或重要巡视通道的跨步电位差和接触电位差的监测，巡视人员在巡视前能迅速的知道巡视路线上跨步电位差和接触电位差较高的具体位置，进而在巡视过程中尽量避免这些位置，确保巡视人员的人身安全。

本发明技术方案是：一方面，一种大型接地网跨步电位差和接触电位差监测装置，包括工控机、电流发生器、选频电压表、金属圆盘1、电压测试线2、电流布置线3、光纤ⅰ4、光纤ⅱ5；

所述工控机使用光纤ⅰ4与电流发生器相连接，并使用光纤ⅱ5与选频电压表相连接，所述金属圆盘1通过电压测试线2与选频电压表相连接，电流发生器通过电流布置线3与接地网连接；

所述工控机用于作为发出控制信号、进行采集测试数据的控制信号、数据分析及发送分析结果的终端；

所述电流发生器用于发出异于工频的电流信号；

所述选频电压表为多端口测试仪器，能同时测试多组数据；

所述光纤ⅰ4能发送工控机发出的控制信号，光纤ⅱ5能发送工控机发出的进行采集测试数据的控制信号且能回传选频电压表的测试数据。

优选地，所述电流发生器通过电流布置线3与接地网连接的具体连接方式为：

在离接地网距离边缘若干米位置处布置一处电流极，电流发生器与布置在离接地网距离边缘若干米位置处的电流极连接，另外一处电流极布置在与接地网连接可靠位置处，且通过电流布置线3再与电流发生器，形成电流回路。

优选地，当进行测试跨步电位差时，两个金属圆盘1均安装在接地网上，两个金属圆盘1之间的距离为1m；

当进行测试接触电位差时，一个金属圆盘1安装在接地网上，另一个金属圆盘1通过螺栓6固定在测试接触电位差时的被试柜体监测设备机构箱7上，具体的，使用螺栓6把焊接有2.5mm²导线的金属圆盘1固定在监测设备机构箱7离接地网大约2m处，两个金属圆盘1之间的距离也为1m。

优选地，所述金属圆盘1采用直径10cm、厚度1cm的金属圆盘，布置在变电站场区边缘、重要巡视通道处，并使用螺栓6固定在预定测试位置，便于增大金属圆盘1与场区地面安装处的接触电阻。

优选地，所述金属圆盘1的地面安装处，首先在预定测试位置使用工具打磨出一个直径10cm，深度1cm的圆形孔，然后使用四颗螺栓6把金属圆盘1固定在圆形孔处，使金属圆盘1与场区地面紧密接触，且不突出地面，再使用焊烙铁把2.5mm²导线锡焊在金属圆盘1表面，便于测试电压数据，2.5mm²导线再与电压测试线2连接。

另一方面，一种大型接地网跨步电位差和接触电位差监测的方法，所述方法包括：

step1、在离接地网距离边缘5m位置布置一处电流极，另外一处电流极布置在与接地网连接可靠位置处，且通过电流布置线3再与电流发生器，形成电流回路；

step2、然后在变电站接地网边缘和重要巡视通道上布置成组测试金属圆盘1，在重要巡视设备处地面、监测设备机构箱7布置测试的金属圆盘1；

step3、跨步电位差和接触电位差测试导线成组连接至选频电压表上，选频电压表与工控机连接，工控机还与电流发生器连接，电流发生器还与接地网连接；

step4、在站内运行人员需要进行巡视前，操作工控机进行测试，并进行数据分析判断，发出分析判断结果，巡视人员结合判断结果，能快速知道巡视路线上跨步电位差和接触电位差较高的具体位置，进而在巡视过程中尽量避免这些位置，确保巡视人员的人身安全。

优选地，所述step2中，布置金属圆盘1的具体方式如下所示：

当进行测试跨步电位差时，两个金属圆盘1均安装在接地网上，两个金属圆盘1之间的距离为1m；

当进行测试接触电位差时，一个金属圆盘1安装在接地网上，另一个金属圆盘1通过螺栓6固定在测试接触电位差时的被试柜体监测设备机构箱7上，具体的，使用螺栓6把焊接有2.5mm²导线的金属圆盘1固定在监测设备机构箱7离接地网大约2m处，两个金属圆盘1之间的距离也为1m。

优选地，所述step4中，操作工控机进行测试，并进行数据分析判断，发出分析判断结果的具体步骤如下：

step4.1、工控机发出控制信号给电流发生器，电流发生器产生异于工频的电流信号给接地网，形成电流回路；

step4.2、工控机发出进行采集测试数据的控制信号给选频电压表，选频电压表接收到控制信号后利用金属圆盘1测试跨步电位差、测试接触电位差并把测试数据回传到工控机；

step4.3、工控机对测试数据进行分析判断，如果小于阈值，则说明测试数据正常；如果大于等于阈值，则说明不正常，工控机发出报警信号，提醒工作人员。

本发明的有益效果是：

本发明在站内运行人员需要进行巡视前，能操作工控机进行跨步电位差、接触电位差的测量，并进行数据分析判断，发出分析判断结果并进行报警，巡视人员结合判断结果，可以快速知道巡视路线上跨步电位差和接触电位差较高的具体位置，进而在巡视过程中尽量避免这些位置，确保巡视人员的人身安全。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明测试跨步电位差时测试点的安装示意图；

图3是本发明测试接触电位差时测试点的安装示意图；

图4是本发明检测流程图。

图1-4中各标号：1-金属圆盘，2-电压测试线，3-电流布置线，4-光纤ⅰ，5-光纤ⅱ，6-螺栓，7-监测设备机构箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1-4所示，一种大型接地网跨步电位差和接触电位差监测装置，包括工控机、电流发生器、选频电压表、金属圆盘1、电压测试线2、电流布置线3、光纤ⅰ4、光纤ⅱ5；所述工控机使用光纤ⅰ4与电流发生器相连接，并使用光纤ⅱ5与选频电压表相连接，所述金属圆盘1通过电压测试线2与选频电压表相连接，电流发生器通过电流布置线3与接地网连接；所述工控机用于作为发出控制信号、进行采集测试数据的控制信号、数据分析及发送分析结果的终端；所述电流发生器用于发出异于工频的电流信号；所述选频电压表为多端口测试仪器，能同时测试多组数据；所述光纤ⅰ4能发送工控机发出的控制信号，光纤ⅱ5能发送工控机发出的进行采集测试数据的控制信号且能回传选频电压表的测试数据。

优选地，所述电流发生器通过电流布置线3与接地网连接的具体连接方式为：

如图1所示，在离接地网距离边缘5m位置处布置一处电流极，电流发生器与布置在离接地网距离边缘5m位置处的电流极连接，另外一处电流极布置在与接地网连接可靠位置处，且通过电流布置线3再与电流发生器，形成电流回路。

优选地，如图2，图3所示，当进行测试跨步电位差时，两个金属圆盘1均安装在接地网上，两个金属圆盘1之间的距离为1m；

当进行测试接触电位差时，一个金属圆盘1安装在接地网上，另一个金属圆盘1通过螺栓6固定在测试接触电位差时的被试柜体监测设备机构箱7上，具体的，使用螺栓6把焊接有2.5mm²导线的金属圆盘1固定在监测设备机构箱7离接地网大约2m处，两个金属圆盘1之间的距离也为1m。

优选地，所述金属圆盘1采用直径10cm、厚度1cm的金属圆盘，布置在变电站场区边缘、重要巡视通道处，并使用螺栓6固定在预定测试位置，便于增大金属圆盘1与场区地面安装处的接触电阻。

优选地，所述金属圆盘1的地面安装处，首先在预定测试位置使用工具打磨出一个直径10cm，深度1cm的圆形孔，然后使用四颗螺栓6把金属圆盘1固定在圆形孔处，使金属圆盘1与场区地面紧密接触，且不突出地面，再使用焊烙铁把2.5mm²导线锡焊在金属圆盘1表面，便于测试电压数据，2.5mm²导线再与电压测试线2连接。

另一方面，一种大型接地网跨步电位差和接触电位差监测的方法，所述方法包括：

step1、在离接地网距离边缘5m位置布置一处电流极，另外一处电流极布置在与接地网连接可靠位置处，且通过电流布置线3再与电流发生器，形成电流回路；

step2、然后在变电站接地网边缘和重要巡视通道上布置成组测试金属圆盘1，在重要巡视设备处地面、监测设备机构箱7布置测试的金属圆盘1；

step3、跨步电位差和接触电位差测试导线成组连接至选频电压表上，选频电压表与工控机连接，工控机还与电流发生器连接，电流发生器还与接地网连接；

step4、在站内运行人员需要进行巡视前，操作工控机进行测试，并进行数据分析判断，发出分析判断结果，巡视人员结合判断结果，能快速知道巡视路线上跨步电位差和接触电位差较高的具体位置，进而在巡视过程中尽量避免这些位置，确保巡视人员的人身安全。

优选地，所述step2中，布置金属圆盘1的具体方式如下所示：

当进行测试跨步电位差时，两个金属圆盘1均安装在接地网上，两个金属圆盘1之间的距离为1m；

当进行测试接触电位差时，一个金属圆盘1安装在接地网上，另一个金属圆盘1通过螺栓6固定在测试接触电位差时的被试柜体监测设备机构箱7上，具体的，使用螺栓6把焊接有2.5mm²导线的金属圆盘1固定在监测设备机构箱7离接地网大约2m处，两个金属圆盘1之间的距离也为1m。

优选地，如图4所示，所述step4中，操作工控机进行测试，并进行数据分析判断，发出分析判断结果的具体步骤如下：

step4.1、工控机发出控制信号给电流发生器，电流发生器产生异于工频的电流信号给接地网，形成电流回路；

step4.2、工控机发出进行采集测试数据的控制信号给选频电压表，选频电压表接收到控制信号后利用金属圆盘1测试跨步电位差、测试接触电位差并把测试数据回传到工控机；

step4.3、工控机对测试数据进行分析判断，如果小于阈值，则说明测试数据正常；如果大于等于阈值，则说明不正常，工控机发出报警信号，提醒工作人员。

本发明能针对接地网边缘或重要巡视通道的跨步电位差和接触电位差的监测，巡视人员在巡视前能迅速的知道巡视路线上跨步电位差和接触电位差较高的具体位置，进而在巡视过程中尽量避免这些位置，确保巡视人员的人身安全。

上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。