一种接地网隐患智能检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于大型接地网状态检测领域，涉及一种接地网隐患智能检测装置及检测方法。
【背景技术】
[0002]在发电厂、变电站、电气化铁路以及通信系统中，为了确保设备正常运行及人员及电力、电子设备的安全，需要设置大型的接地网。接地网埋设在地下，其隐蔽特性决定了工作状态检测的复杂程度，接地装置的作用十分重要，一旦接地装置存在腐蚀断裂隐患，轻则影响设备运行，严重的将会扩大事故范围，造成设备损毁和人员伤亡，所以一直以来针对接地网腐蚀断裂程度的检测方法不断在研究。因为接地网埋藏在地下的特性，只能通过接地引下线来进行检测，大型接地网的接地引下线数量很多，导致检测时长距离收放、移动测试线缆成为检测工作中时间占用比最大的工作，通常要占用90%以上。而且在较多的线缆长距离敷设的情况下，线缆会产生缠绕，导致检测效率明显下降。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种运用工频作为检测信号、增大电流、检测电流平衡分布、分布式的接地网隐患智能检测装置及检测方法。
[0004]为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种接地网隐患智能检测装置，包括采集单元、计算机和信号源;所述采集单元包括模拟开关、滤波模块、采集模块、单片机、继电器控制模块、存储模块和485接口模块；
所述模拟开关的输入端通过导线与接地装置的引下线相连接;所述模拟开关的输出端经所述滤波模块接所述采集模块的相应端口；所述采集模块的输出端接所述单片机的相应端口；
所述存储模块与所述单片机的相应端口相连接；
所述继电器控制模块的控制输入端接所述单片机的相应控制输出端;所述继电器控制模块的控制输出端接所述信号源的相应端口；所述信号源的输出端接所述采集模块的相应输入端；
所述计算机通过485接口模块与单片机的相应端口相连接。
[0005]所述信号源包括空气开关、接触器、合闸控制开关、分闸控制开关、变压器T、电流互感器CT和指示灯H;
所述空气开关的第一触点QF-1的静臂接三相电源A相端LI;所述空气开关的第一触点QF-1的动臂经所述接触器的第一主触点KM-1接所述变压器T原边的一端；
所述空气开关的第二触点QF-2的静臂接三相电源B相端L2;所述空气开关的第二触点QF-2的动臂经所述接触器的第二主触点KM-2接所述变压器T原边的另一端；
所述空气开关的第三触点QF-3的静臂接三相电源C相端L3;所述空气开关的第三触点QF-3的动臂经所述分闸控制开关的常闭触点KF-1接所述接触器的线圈的火线端口； 所述空气开关的第四触点QF-4的静臂接三相电源零相端N;所述空气开关的第四触点QF-4的动臂经所述合闸控制开关的常开触点KH-1接所述接触器的线圈的零线端口；
所述接触器的常开触点KM-3并联在所述合闸控制开关的常开触点KH-1的两端；
所述指示灯H接在所述空气开关的第三触点QF-3的动臂与空气开关的第四触点QF-4的动臂之间；
所述变压器T的副边输出电压端U接所述采集模块的相应输入端；
所述电流互感器CT的输出端I接所述采集模块的相应输入端。
[0006]所述继电器控制模块包括三极管Ql和三极管Q2;
所述三极管Ql和三极管Q2的基极分别接所述单片机的相应端口；所述三极管Ql和三极管Q2的发射极分别接地；
所述分闸控制开关的线圈接在VCC12V电源与所述三极管QI的集电极之间；
所述合闸控制开关的线圈接在所述在VCC12V电源与所述三极管Q2的集电极之间。
[0007]所述模拟开关的型号为⑶4067;所述滤波模块的型号为MAX262;米集模块的型号为CS5550;所述单片机的型号为TMS320;所述485接口模块的型号为RSM485ST;所述存储模块的型号为IDT3834;所述三极管Ql和三极管Q2的型号分别为9013。
[0008]利用接地网隐患智能检测装置进行检测的检测方法，包括如下步骤:
(1)线路连接:将多个采集单元分别设置在变电站不同区域，采集单元与计算机分别采用485通信来传输采集数据;利用采集单元连接接地网引下线的所属设备，同时将信号源的两个大电流输出端中的参考端通过电源线连接在主变中性点的接地网引下线上，信号源的两个大电流输出端中的加电端连接在待测变电站装置接地引下线上;记录采集装置通道对应接地引下线位置信息和加电端位置信息；
(2)加电检测:计算机中安装控制软件;所述控制软件输出控制指令给采集单元的单片机，单片机输出控制信号给信号源，对接地网施加大电流;同时所述控制软件发送时间同步命令给采集单元，采集单元收到同步命令后实时并行采集并上传数据，计算机实时接收并保存采集单元各个端口的电压值；
(3)顺序检测:移动加电端到下一个待测变电站装置接地引下线上，记录加电端位置信息;执行步骤(2)的操作，依次检测完所有引下线；
(4)绘图:利用图符库和基本绘图工具绘制出被检测厂站的变电站布局图;所述变电站布局图包括变电站的内部布局信息、变电站的运行设备位置信息和接地线引下线的位置信息;
(5)定义及对应测量点:在所述变电站布局图中定义接地网引下线的测量数据点，然后将每个测量数据点通过测量端口对应接到接地网被测点上；
(6)根据控制终端得到的检测装置各个端口的数值判断出接地网的运行状况；
如果装置所得到的各个检测点之间的电压值近似相等，则证明信号源两根电流输出线连接的两个接地网引下线之间的接地网状态良好；
如果装置所得到的任意两个检测点或区域之间电压值出现明显的断崖式压差，则证明信号源两根电流输出线连接的两个接地网引下线之间的接地网存在隐患缺陷，且故障点存在于出现压差的两个检测点或区域之间，同时压差越大说明故障点的腐蚀越严重，当压差接近50V时，说明故障点已经完全断裂； 如果控制终端所得到的多个检测点之间均存在明显压差，则证明信号源两根电流输出线连接的两个接地网引下线之间的接地网有多处隐患缺陷。
[0009]本发明的有益效果是:本发明能够在不影响接地网正常运行的情况下，运用工频作为检测信号、增大电流、检测电流平衡分布、分布式的检测装置来检测接地网，可以将检测装置分布在待测区域中，大大缩短了测试线缆的长度，极大缩短了布线时间，同时通过测试数据直观看到电流在接地网上流过的路径，根据平衡程度来判定接地网腐蚀断裂情况；为接地网做出正确、安全的评估;分布式设计可以接入多台检测装置来适应不同规模的大型接地网。
[0010]本发明无需对接地网进行挖掘，可以在接地网正常运行的情况下对其进行检测，本发明能够软件生成报告的功能所以能及时汇报缺陷，令产品从检测到得到结果是很迅速的；同时，接地网在系统运行时进行检测，在变电站内高压母线和变压器及接地网上的零序电流会产生复杂的电场干扰，影响测量精度，当检测