一种隧道接地智能方法及装置与流程

本发明属于隧道接地智能技术领域，具体涉及一种隧道接地智能方法及装置。

背景技术：

电力电缆在我国的基础设施中非常重要的地位，随着我国电力行业的发展，电力电缆已经取代了传统的架空线路，与传统的架空线路相比，电力电缆存在巨大的优势，不仅能够节省空间，还能够防止恶劣天气带来的安全隐患。

电力电缆常年埋在地下，周围环境复杂，给电力电缆的安全运行带来了一些隐患，隧道虽然能够解决埋地电缆的一些问题，但是由于隧道复杂的运行环境，极易造成隧道存在积水、潮湿和通风性差等现象，导致电力电缆的绝缘性降低，甚至出现破损，因此，电力电缆的故障率始终比较高并可能对人员造成损伤。电力电缆正常运行时，电缆线芯电流产生的交变磁场会在金属护层上产生感应电压，为了保证电力电缆的安全运行，要求电缆金属护套至少有一端接地，按照规定，单芯电缆金属护套接地环流一般不大于负荷电流10％，环流过大会造成损耗发热，导致电缆局部发热影响载流量，加速绝缘老化，会造成引线接点或焊接点由于可能出现的连接不良而使温度局部升高，危及电缆线路的安全运行并可能对人员造成损伤。现行规范jtg/td71-2004公路隧道交通工程设计规范11.3.3条规定：隧道洞口防雷接地电阻应不大于10ω，保护接地应不大于4ω。规范这样说明其实是不尽合理的。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种隧道接地智能方法及装置，实现隧道接地的动态保护。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种隧道接地智能方法，将隧道按照一定距离一个区间进行划分，每个区间设有一个隧道配电箱，隧道配电箱内设有剩余动作电流值iδn可调的剩余电流保护器，隧道配电箱为所在区间内的照明灯具和射流风机供电；每个区间设有一个深埋接地体和一个控制箱，每个区间之间的深埋接地体相互独立；本方法包括：

s1、信号采集：

实时获取所在区间内的对地电阻ra、对地电流id和相对湿度rh；

s2、需满足的条件及措施：

需满足的条件：1)当rh≥75％，需满足raiδn≤25；2)当rh＜75％，需满足raiδn≤50；

措施：

规则1：当ra变大时，控制箱在线修改剩余电流保护器的剩余动作电流值iδn，且保证修改后iδn在0.003～0.3a之间，且满足条件1)或2)；

当规则1无法成立时，发出更换深埋接地体的报警。

一种隧道接地智能装置，将隧道按照一定距离一个区间进行划分，每个区间设置一套本装置；本装置包括隧道配电箱、控制箱、传感器组和深埋接地体；其中，

每个区间之间的深埋接地体相互独立；

传感器组用于采集所在区间内的对地电阻ra、对地电流id和相对湿度rh；

隧道配电箱用于给所在区间内的照明灯具和射流风机供电，且隧道配电箱内设有剩余动作电流值iδn可调的剩余电流保护器；

控制箱用于实现所述的方法。

按上述装置，所述的一定距离为200m。

按上述装置，所述的控制箱为plc控制箱。

按上述装置，所述的传感器组包括对地电阻测量仪表、对地电流测量仪表和相对湿度测量仪表。

按上述装置，所述的相对湿度测量仪表设置在隧道内的顶部。

按上述装置，所述的对地电流测量仪表与所述的深埋接地体串联。

按上述装置，所述的控制箱与监控中心计算机连接。

按上述装置，所述的监控中心计算机连接有报警装置。

本发明的有益效果为：通过采用本发明方法及装置，能够突破现行规范对电阻值定值的要求，实现隧道接地的动态保护。

附图说明

图1为本发明一实施例的隧道接地网断面图。

图2为本发明一实施例的隧道接地网平面示意图。

图3为本发明一实施例的硬件系统图。

图中：1-隧道配电箱，2-照明灯具，3-射流风机，4-对地电阻测量仪表，5-对地电流测量仪表，6-相对湿度测量仪表，7-深埋接地体，8-控制箱。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。

为了方便分析，符号定义如下：iδn为隧道配电箱中剩余电流保护器动作电流值，单位为a；ra为对地电阻测量仪表测量的电阻值，单位为ω；id为对地电流测量仪表测量的电流值，单位为a；rh为相对湿度测量仪表测量的相对适度，单位为％。

本发明提供一种隧道接地智能装置，如图1至图3所示，将隧道按照一定距离一个区间进行划分，每个区间设置一套本装置，本实施例中所述的一定距离为200m。本装置包括隧道配电箱1、控制箱8、传感器组和深埋接地体7；其中，每个区间之间的深埋接地体7相互独立。传感器组用于采集所在区间内的对地电阻ra、对地电流id和相对湿度rh。所述的传感器组包括对地电阻测量仪表4、对地电流测量仪表5和相对湿度测量仪表6。相对湿度测量仪表6设置在隧道内的顶部。对地电流测量仪表5与所述的深埋接地体7串联。隧道配电箱1用于给所在区间内的照明灯具2和射流风机3供电，且隧道配电箱1内设有剩余动作电流值iδn可调的剩余电流保护器剩余电流保护器。本实施例中，所述的控制箱8为plc控制箱，可在线修改剩余电流保护器的剩余动作电流值，用于实现下述方法。

s1、信号采集：实时获取所在区间内的对地电阻ra、对地电流id和相对湿度rh。

s2、需满足的条件及措施：

当隧道内电缆发生漏电，为了保障隧道内的人员安全，需满足的条件：1)当rh≥75％，需满足raiδn≤25；2)当rh＜75％，需满足raiδn≤50。

深埋接地体7一般采用镀锌钢。已有的研究表明，土壤的电阻率、类别、含盐量、酸碱度和含水量等因素会导致深埋接地体腐蚀，从而造成ra变大。考虑到iδn需要躲过正常电气设备的泄露电流及保障安全，iδn的设定值一般在0.003～0.3a之间。

因此采取以下措施：规则1：当ra变大时，控制箱在线修改剩余电流保护器的剩余动作电流值iδn，且保证修改后iδn在0.003～0.3a之间，且满足条件1)或2)。当规则1无法成立时，发出更换深埋接地体的报警。

进一步优选的，所述的控制箱与监控中心计算机连接。此外，监控中心计算机还可以连接有报警装置，用于发出声光报警。

本发明提供的接地装置及方法可以突破现行规范对电阻值定值的要求，实行隧道接地的动态保护，是一种隧道接地智能装置及方法，可以有效地保证电力系统及人员安全。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种隧道接地智能方法，其特征在于：将隧道按照一定距离一个区间进行划分，每个区间设有一个隧道配电箱，隧道配电箱内设有剩余动作电流值iδn可调的剩余电流保护器，隧道配电箱为所在区间内的照明灯具和射流风机供电；每个区间设有一个深埋接地体和一个控制箱，每个区间之间的深埋接地体相互独立；本方法包括：

s1、信号采集：

实时获取所在区间内的对地电阻ra、对地电流id和相对湿度rh；

s2、需满足的条件及措施：

需满足的条件：1)当rh≥75％，需满足raiδn≤25；2)当rh＜75％，需满足raiδn≤50；

措施：

规则1：当ra变大时，控制箱在线修改剩余电流保护器的剩余动作电流值iδn，且保证修改后iδn在0.003～0.3a之间，且满足条件1)或2)；

当规则1无法成立时，发出更换深埋接地体的报警。

2.一种隧道接地智能装置，其特征在于：将隧道按照一定距离一个区间进行划分，每个区间设置一套本装置；本装置包括隧道配电箱、控制箱、传感器组和深埋接地体；其中，

每个区间之间的深埋接地体相互独立；

传感器组用于采集所在区间内的对地电阻ra、对地电流id和相对湿度rh；

隧道配电箱用于给所在区间内的照明灯具和射流风机供电，且隧道配电箱内设有剩余动作电流值iδn可调的剩余电流保护器；

控制箱用于实现权利要求1所述的方法。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的一定距离为200m。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的控制箱为plc控制箱。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的传感器组包括对地电阻测量仪表、对地电流测量仪表和相对湿度测量仪表。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的相对湿度测量仪表设置在隧道内的顶部。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的对地电流测量仪表与所述的深埋接地体串联。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的控制箱与监控中心计算机连接。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述的监控中心计算机连接有报警装置。

技术总结
本发明提供一种隧道接地智能方法及装置，将隧道按照一定距离一个区间进行划分，每个区间设有一个隧道配电箱，隧道配电箱内设有剩余动作电流值可调的剩余电流保护器，隧道配电箱为所在区间内的照明灯具和射流风机供电；每个区间设有一个深埋接地体和一个控制箱，每个区间之间的深埋接地体相互独立；实时获取所在区间内的对地电阻、对地电流和相对湿度；当深埋接地体随着时间的推移慢慢腐蚀而阻值变大时，控制箱在线修改剩余电流保护器的剩余动作电流值，从而实现隧道接地的动态保护。

技术研发人员：张号军;赵昊裔;邵义安;李海峰
受保护的技术使用者：中冶南方城市建设工程技术有限公司;中冶南方工程技术有限公司
技术研发日：2020.06.08
技术公布日：2020.10.13