一種基于微分法的接地網(wǎng)支路電流檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于微分法的接地網(wǎng)支路電流檢測(cè)方法，根據(jù)所選接地網(wǎng)支路位置和接地網(wǎng)支路埋藏深度，選定一矩形測(cè)量區(qū)域，在測(cè)量區(qū)域內(nèi)利用接地網(wǎng)的上引接地體，從一點(diǎn)注入電流并從另一點(diǎn)抽出電流，測(cè)量接地網(wǎng)地表面垂直于地表面方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度或平行于地表面方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度，經(jīng)過對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行數(shù)字濾波處理后消去噪音干擾，通過微分法，首先求取垂直于地表面方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度的1階導(dǎo)數(shù)的模、3階導(dǎo)數(shù)的?；蚱叫杏诘乇砻娣较虻拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的2階導(dǎo)數(shù)的模，其次獲取各階導(dǎo)數(shù)的模的主峰峰值和相應(yīng)的比例系數(shù)，來確定測(cè)量區(qū)域內(nèi)的接地網(wǎng)支路電流大小。整個(gè)過程檢測(cè)過程簡(jiǎn)單，計(jì)算量小。
【專利說明】—種基于微分法的接地網(wǎng)支路電流檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種接地網(wǎng)支路電流檢測(cè)方法，特別涉及了一種基于微分法的檢測(cè)接地網(wǎng)載流導(dǎo)體電流大小的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]接地網(wǎng)是變電站安全運(yùn)行的重要保證，其接地性能一直受到設(shè)計(jì)和生產(chǎn)運(yùn)行部門的重視。接地網(wǎng)在變電站安全運(yùn)行中，不僅為變電站內(nèi)各種電氣設(shè)備提供一個(gè)公共的電位參考地，在接地網(wǎng)遭受雷擊或電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，還能迅速排泄故障電流，并降低變電站的地電位升。接地網(wǎng)接地性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到變電站內(nèi)工作人員的人身安全和各種電氣設(shè)備的安全及正常運(yùn)行。我國接地網(wǎng)一般采用扁鋼制成，相互連接成網(wǎng)格形狀，水平埋在地下深約0.3?2米，網(wǎng)格的間距通常3?7米，兩側(cè)的網(wǎng)格的比例通常為1:1?1: 3。由于接地網(wǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行容易發(fā)生腐蝕，需要及時(shí)檢測(cè)接地網(wǎng)的缺陷并采取修復(fù)措施。
[0003]目前接地網(wǎng)腐蝕診斷的主要方法有基于電路理論的分析方法和基于電磁場(chǎng)理論的分析方法。前者是將接地網(wǎng)看成純電阻網(wǎng)絡(luò)，利用電路理論的基本原理，通過一定的測(cè)量手段和計(jì)算方法建立接地網(wǎng)的腐蝕診斷方程，并通過求解診斷方程得到各支路導(dǎo)體的實(shí)際阻值或電阻值變化率，進(jìn)而對(duì)接地網(wǎng)的腐蝕狀況進(jìn)行判別，這種方法需要事先了解接地網(wǎng)的全部或部分設(shè)計(jì)圖紙；后者主要是通過向接地網(wǎng)注入一定頻率的電流，并測(cè)量接地網(wǎng)地表磁場(chǎng)強(qiáng)度，最后根據(jù)磁場(chǎng)的分布對(duì)接地網(wǎng)腐蝕程度進(jìn)行診斷。有學(xué)者采用求解磁場(chǎng)逆問題的方法來確定接地網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但求解磁場(chǎng)逆問題的過程中會(huì)出現(xiàn)病態(tài)解，求解過程復(fù)雜。
[0004]接地網(wǎng)支路電流大小的檢測(cè)可以用于間接檢測(cè)接地網(wǎng)支路電阻大小，為后期的接地網(wǎng)故障診斷和支路狀態(tài)評(píng)估提供良好的基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種檢測(cè)過程簡(jiǎn)單、計(jì)算量小的基于微分法的接地網(wǎng)支路電流檢測(cè)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種基于微分法的接地網(wǎng)支路電流檢測(cè)方法，其包括以下步驟:
[0007]101、獲取接地網(wǎng)支路的埋藏深度h、接地網(wǎng)支路的長(zhǎng)度L，并在待測(cè)接地網(wǎng)支路的地表面上的若干個(gè)上引接地體中任意選取上引接地體A作為注入電流端，上引接地體B作為抽出電流端，且A古B ;在接地體A和接地體B之間選擇一個(gè)測(cè)量區(qū)域S ；
[0008]102、對(duì)步驟101中的測(cè)量區(qū)域S建立右手直角坐標(biāo)系xyz，具體為:以所選接地網(wǎng)支路中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以垂直于測(cè)量區(qū)域S向上的方向?yàn)閆軸正方向，以所選接地網(wǎng)支路電流的方向?yàn)閄軸正方向，過坐標(biāo)原點(diǎn)且垂直于接地網(wǎng)支路的方向?yàn)閥軸，完成建立右手直角坐標(biāo)系xyz，其中坐標(biāo)軸X軸和I軸與測(cè)量區(qū)域S的邊平行或垂直；
[0009]103、將測(cè)量區(qū)域S劃分為MXN網(wǎng)格，網(wǎng)格的邊與x軸平行或垂直，選定網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)Pu為測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)Pu對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)為(XU，Yij)，向步驟101中所述的上引接地體A注入電流，測(cè)量出在測(cè)量點(diǎn)Pij上沿Z軸正方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度WIUz(x，y)和沿y軸正方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度WiJy(x, y)，其中M為網(wǎng)格的行數(shù)，N為網(wǎng)格的列數(shù)，I≤i≤M+l，l≤j≤N+1 ;改變測(cè)量點(diǎn)的位置得到若干個(gè)測(cè)量點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B測(cè)z(x，y)和磁感應(yīng)強(qiáng)度B測(cè)y(x，y)，并統(tǒng)計(jì)得到磁感應(yīng)強(qiáng)度函數(shù)Bz (x，y)和磁感應(yīng)強(qiáng)度函數(shù)By (x，y);此處統(tǒng)計(jì)方法采用線性擬合法；
[0010]104、對(duì)步驟103中得到的磁感應(yīng)強(qiáng)度函數(shù)Bz(X，y)采用微分法得到I階導(dǎo)數(shù)的模，
公式如下
【權(quán)利要求】
1.一種基于微分法的接地網(wǎng)支路電流檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟: . 101、獲取接地網(wǎng)支路的埋藏深度h、接地網(wǎng)支路的長(zhǎng)度L，并在待測(cè)接地網(wǎng)支路的地表面上的若干個(gè)上引接地體中任意選取上引接地體A作為注入電流端，上引接地體B作為抽出電流端，且A古B ;在接地體A和接地體B之間選擇一個(gè)測(cè)量區(qū)域S ； . 102、對(duì)步驟101中的測(cè)量區(qū)域S建立右手直角坐標(biāo)系xyz，具體為:以所選接地網(wǎng)支路中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以垂直于測(cè)量區(qū)域S向上的方向?yàn)閦軸正方向，以所選接地網(wǎng)支路電流的方向?yàn)閄軸正方向，過坐標(biāo)原點(diǎn)且垂直于接地網(wǎng)支路的方向?yàn)閥軸，完成建立右手直角坐標(biāo)系xyz，其中坐標(biāo)軸X軸和y軸與測(cè)量區(qū)域S的邊平行或垂直；. 103、將測(cè)量區(qū)域S劃分為MXN網(wǎng)格，網(wǎng)格的邊與X軸平行或垂直，選定網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)Pij為測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量APu對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)為(xu，yu)，向步驟101中所述的上引接地體A注入電流，測(cè)量出在測(cè)量點(diǎn)Pij上沿z軸正方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度B測(cè)z(x，y)和沿y軸正方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度8測(cè)“\ y)，其中M為網(wǎng)格的行數(shù)，N為網(wǎng)格的列數(shù)，I ≤i≤M+l，l ≤ j ≤ N+l ；改變測(cè)量點(diǎn)的位置得到若干個(gè)測(cè)量點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B測(cè)z(x，y)和磁感應(yīng)強(qiáng)度B測(cè)y(x，y)，并統(tǒng)計(jì)得到磁感應(yīng)強(qiáng)度函數(shù)Bz (x，y)和磁感應(yīng)強(qiáng)度函數(shù)By (x，y)； . 104、對(duì)步驟103中得到的磁感應(yīng)強(qiáng)度函數(shù)Bz(x，y)采用微分法得到I階導(dǎo)數(shù)的模，公式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微分法的接地網(wǎng)支路埋藏深度檢測(cè)方法，其特征在于:步驟103中接地體A注入的電流的頻率為O~2000Hz、幅值為IA~30A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微分法的接地網(wǎng)支路埋藏深度檢測(cè)方法，其特征在于:步驟103中所述MX N網(wǎng)格在X軸方向具有相等的間距Λ X，在y軸方向具有相等的間距Δ y。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微分法的接地網(wǎng)支路電流檢測(cè)方法，其特征在于:在進(jìn)行步驟104的計(jì)算之前，先對(duì)垂直于地表面方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bz (X，y)和/或平行于地表面方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度By (X，y)進(jìn)行數(shù)字濾波處理。
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK104007308SQ201410267322
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】楊帆, 王曉宇, 何為, 胡佳佳, 劉凱 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)