接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)檢測的傳感器結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于接地網(wǎng)腐蝕檢測技術領域，具體涉及一種接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)檢測的傳感器結構。
【背景技術】
[0002]接地網(wǎng)對于電力系統(tǒng)的可靠運行和變電站工作人員的人身安全起著重要作用。接地網(wǎng)在變電站安全運行中，不僅為變電站內(nèi)各種電氣設備提供一個公共的電位參考地，在接地網(wǎng)遭受雷擊或電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，能迅速排泄故障電流。在我國，因接地網(wǎng)腐蝕或發(fā)生斷裂而引起的電力系統(tǒng)的事故時有發(fā)生，每次事故都帶來了巨大的經(jīng)濟損失。接地網(wǎng)的故障已是電力系統(tǒng)安全運行的心腹大患，診斷接地網(wǎng)的斷點及地網(wǎng)的腐蝕情況已成為電力部門的一項重大反事故措施。接地網(wǎng)是變電站安全運行的重要保證，其接地性能一直受到裝置和生產(chǎn)運行部門的重視。接地網(wǎng)接地性能的優(yōu)劣直接關系到變電站內(nèi)工作人員的人身安全和各種電氣設備的安全及正常運行。
[0003]接地網(wǎng)腐蝕的隱蔽性和不易檢測性，給電力系統(tǒng)的安全可靠運行帶來了潛在的隱患。接地網(wǎng)長期埋于地下，由于土壤的電化學腐蝕，特別是由于大的雜散電流的影響，使接地網(wǎng)的腐蝕防護不同于一般的地下金屬設備的腐蝕與防護。接地網(wǎng)多則10年，少則3 - 4年便發(fā)生損壞甚至斷裂。隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增加，流經(jīng)地網(wǎng)的入地短路電流也愈來愈大。當事故出現(xiàn)時，如果接地網(wǎng)因腐蝕而造成接地性能不良，不能承受雷電沖擊或短路事故形成的電流，短路電流無法在土壤中充分擴散，導致接地網(wǎng)電位升高，使接地設備的金屬外殼帶高電壓而危及人身安全和擊穿二次保護裝置絕緣，甚至損壞設備，擴大事故，破壞電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定。所以，接地網(wǎng)防蝕的研究越來越受到關注。
[0004]接地網(wǎng)的導體埋在地下，因施工時焊接不良及漏焊、土壤腐蝕、接地短路電流電動力作用等原因，可能導致接地網(wǎng)導體及接地引線的腐蝕，甚至斷裂，使精心裝置的接地網(wǎng)的電氣連接性能變壞、接地電阻增高。雖然在進行接地網(wǎng)裝置時，盡量采用各種防護措施來降低接地網(wǎng)的腐蝕程度，但即使是最好的裝置和防護措施也不能能夠預見到服役壽命內(nèi)可能出現(xiàn)的所有情況，在實際使用過程中仍然會出現(xiàn)由于各種接地網(wǎng)故障，危及電力系統(tǒng)的安全運行。因此必須經(jīng)常地或定期地對接地網(wǎng)的狀況進行檢測，以分析接地網(wǎng)的變化趨勢，并對接地網(wǎng)的狀況加以評估，及早發(fā)現(xiàn)問題以采取相應的防護措施，防患于未然，對接地裝置的維護顯得十分迫切和重要。
[0005]在實際工程中，對于接地網(wǎng)故障點的測量手段比較原始，常根據(jù)地區(qū)的土壤腐蝕率，經(jīng)驗地估計接地網(wǎng)導體腐蝕程度，然后抽樣挖開檢查。這種方法帶有盲目性、工作量大、速度慢，并且還受到現(xiàn)場運行條件的限制，不能準確地判斷腐蝕程度和斷點。同時，變電站承擔著國民生產(chǎn)和人民生活的重任，每次停電檢修都不可避免地帶來許多經(jīng)濟損失，給實際操作帶來困難。對于引線故障的檢查判斷，常采用肉眼和搖動的方式進行判斷，這種方法對于接地引線較深處的導體和接地網(wǎng)網(wǎng)格導體的腐蝕情況是無效的。
[0006]鑒于此，國內(nèi)眾多專家學者對接地網(wǎng)的腐蝕檢測進行了研究，力圖在變電站不停電和不開挖的情況下，實現(xiàn)對接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)的檢測，從而準確掌握接地網(wǎng)的運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患并采取相應措施，防止由于接地不良造成的危害。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的是提供一種接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)監(jiān)測的傳感器結構，其結構緊湊，體積小，使用操作便捷，監(jiān)測效率高，使用效果好，實用性強，便于推廣使用。
[0008]本實用新型采用的技術方案是:一種接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)監(jiān)測的傳感器結構，其特征在于包括研究電極、輔助電極、參比電極和支撐架，三個電極呈三角形分布且各電極之間的距離保持不變，所述研究電極由電極測試頭、L型PVC管、兩根信號線組成，其中電極測試頭由Q235碳鋼和環(huán)氧樹脂組成；輔助電極由電極測試頭、L型PVC管和信號線組成，其中電極測試頭由203不銹鋼和環(huán)氧樹脂組成；參比電極由飽和硫酸銅溶液、塑料管和信號線組成，支撐架由絕緣材料的上下圓形蓋板和塑料支柱組成，在上蓋板上設有三個孔用于固定三個電極，塑料支柱用于固定上下圓形蓋板。
[0009]所述Q235碳鋼和信號線之間焊接，Q235碳鋼用環(huán)氧樹脂封裝在L型PVC管中。
[0010]所述203不銹鋼和信號線之間焊接，203不銹鋼用環(huán)氧樹脂封裝在L型PVC管中。
[0011]所述飽和硫酸銅溶液置于封閉的塑料管中，從塑料管中引出一根信號線與測量儀器相連。
[0012]本實用新型的優(yōu)點:
[0013]1、本實用新型主要由研究電極、輔助電極和參比電極組成，將各電極固定在支撐架上，結構緊湊，體積小，占地面積小，便于應用于實際當中。
[0014]2、本實用新型的制作能夠節(jié)約大量人力和物力，免于大面積開挖使用中的接地網(wǎng)。
[0015]3、本實用新型能夠較準確地測量出接地網(wǎng)的腐蝕狀態(tài)指標，通過對指標的分析較好地預測接地網(wǎng)的運行壽命。
[0016]綜上所述，本實用新型結構緊湊，體積小，使用便捷，檢測準確性好，實用性強，便于推廣使用。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的整體結構示意圖。
[0018]圖2是傳感器支撐架結構圖。
[0019]圖3-1是研究電極結構圖。
[0020]圖3-2是研究電極電極測試頭結構圖。
[0021 ]圖4-1是輔助電極結構圖。
[0022]圖4-2是輔助電極電極測試頭結構圖。
[0023]圖5是參比電極結構圖。
[0024]圖6是本實用新型的傳感器結構圖。
[0025]附圖標記說明:
[0026]1-研究電極；2_輔助電極；3_參比電極；4_支撐架；5_鋼化玻璃容器，6-土壤
【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖對本【實用新型內(nèi)容】進行詳細說明。
[0028]如圖1所示，本實用新型接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)監(jiān)測的傳感器結構是由支撐架⑷和測量電極兩大部分構成。測量電極用塑料螺絲固定柱固定在支撐架(4)上，三個電極呈三角形的形狀且各電極之間的距離保持不變，各電極分別與銅導線通過錫焊接與地面采集裝置連接。
[0029]如圖2所示，支撐架(4)由絕緣材料的圓形上蓋板4-2、下蓋板4-2及塑料支柱4-1構成，其中圓形蓋板的直徑為150mm，在上蓋板有三個孔(4_3)用于固定三個電極，孔的直徑為16mm。塑料支柱直徑為7mm,用于固定上蓋板和下蓋板。
[0030]如圖6所示，測量電極包括:研究電極⑴、輔助電極⑵和參比電極(3)。
[0031]如圖3-1所示，所述研究電極(I)由電極測試頭(1_1)、L型PVC管(1_2)、兩根信號線(1-3)和(1-4)組成，其中電極測試頭(1-1)由Q235碳鋼(1+2)和環(huán)氧樹脂(1+1)組成；其中Q235碳鋼(1-1-2)和信號線1-3、1-4之間采用特殊的錫焊進行焊接，然后將Q235碳鋼用環(huán)氧樹脂(1-1-1)封裝在直徑為50mm的L型PVC管(1_2)中，Q235碳鋼電極試樣如圖3-2所示，信號線1-3、1-4通過直徑為16mm的L型PVC管進行延伸以便于與激勵源或測量儀器進行連接。
[0032]如圖4-2所示，輔助電極(2)由電極測試頭(2-1)、L型PVC管(2_2)和信號線(2-3)組成，其中電極測試頭(2-1)由203不銹鋼(2-1-2)和環(huán)氧樹脂(2+2)組成，203不銹鋼和信號線(2-3)之間也是采用特殊的錫焊進行焊接，然后將203不銹鋼用環(huán)氧樹脂(2-1-2)封裝在直徑為50mm的PVC管中，203不銹鋼電極試樣如圖4-1所示。信號線(2_3)通過直徑為16mm的L型PVC管進行延伸以便于與激勵源進行連接。
[0033]如圖5所示，參比電極⑶由飽和硫酸銅溶液(3-1)、塑料管(3-2)和信號線(3_3)組成，所述飽和硫酸銅溶液(3-1)置于封閉的塑料管(3-2)中，從塑料管(3-2)中引出一根信號線(3-3)，信號線(3-3)與測量儀器相連。
[0034]研究電極的傳感頭Q235碳鋼(1_1_2)、輔助電極的傳感頭203不銹鋼(2_1_2)表面需拋光打磨，且截面積S為10cm2。
[0035]如圖1所示，接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)監(jiān)測的傳感器結構整體固定在鋼化玻璃容器(5)內(nèi)，在鋼化玻璃容器(5)內(nèi)裝有土壤￠)，埋地深度為600mm-800mm。
[0036]接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)監(jiān)測的傳感器結構連接方式:在研究電極(I)的信號線(1-3)和輔助電極(2)的信號線(2-3)之間施加O-1OOuA階躍型微電流信號，自腐蝕電位是在不加激勵的情況下，測取研究電極⑴和參比電極⑶之間的信號線(1-4)和(3-3)的電位差，通過換算將該電位差轉換為接地網(wǎng)的腐蝕速率和腐蝕深度。自腐蝕電位約為_400mV。
[0037]本實施例中，研究電極(I)和輔助電極(2) 二者機械結構相同，其與土壤接觸的正方形截面積為10cm2。
[0038]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施范例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術實質對以上實施范例所做的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均屬于本實用新型技術方案的保護范圍。
【主權項】
1.一種接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)檢測的傳感器結構，其特征在于:包括研究電極(I)、輔助電極(2)、參比電極(3)和支撐架(4)，三個電極呈品字形分布且各電極之間的距離保持不變，所述研究電極(I)由電極測試頭(1-1)、L型PVC管(1-2)、兩根信號線(1-3)和(1-4)組成，其中電極測試頭(1-1)由Q235碳鋼(1-1-2)和環(huán)氧樹脂(1+1)組成；輔助電極⑵由電極測試頭(2-1)、L型PVC管(2-2)和信號線(2-3)組成，其中電極測試頭(2_1)由203不銹鋼(2-1-2)和環(huán)氧樹脂(2-1-2)組成；參比電極(3)由飽和硫酸銅溶液(3-1)、塑料管(3_2)和信號線(3-3)組成，支撐架⑷由絕緣材料的上下圓形蓋板(4-2)和塑料支柱(4-1)組成，在上蓋板上設有三個孔(4-3)用于固定三個電極，塑料支柱(4-1)用于固定上下圓形蓋板(4-2)ο2.按照權利要求1所述的接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)檢測的傳感器結構，其特征在于:所述Q235碳鋼(1-1-2)和信號線(1-3)之間焊接，Q235碳鋼(1+2)用環(huán)氧樹脂(1+1)封裝在L型PVC管(1-2)中。3.按照權利要求1所述的接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)檢測的傳感器結構，其特征在于:所述203不銹鋼(2-1-2)和信號線(2-3)之間焊接，203不銹鋼(2_1_2)用環(huán)氧樹脂(2_1_2)封裝在L 型 PVC 管(2-2)中。4.按照權利要求1所述的接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)檢測的傳感器系統(tǒng)，其特征在于:所述飽和硫酸銅溶液(3-1)置于封閉的塑料管(3-2)中，從塑料管(3-2)中引出一根信號線(3-3)與測量儀器相連。
【專利摘要】本實用新型公開了一種接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)檢測的傳感器結構，采用三電極傳感器結構，三電極包括研究電極、輔助電極和參比電極。研究電極就是該傳感器的工作電極，本裝置選取Q235碳鋼作為研究電極材料；輔助電極與研究電極組成回路，本裝置選用203不銹鋼作為輔助電極的材料；參比電極主要用于測定研究電極的電極電勢，本裝置選取了飽和硫酸銅溶液。本實用新型裝置新穎，裝置外觀美觀便于攜帶，工作可靠性高，能有效減少接地網(wǎng)腐蝕檢測過程中大量人力的參與，較準確的反應接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)。
【IPC分類】G01N17/02
【公開號】CN204924885
【申請?zhí)枴緾N201520403839
【發(fā)明人】王來軍, 梁向陽, 方強華, 張渤, 王媛彬, 杜京義
【申請人】國網(wǎng)河南省電力公司檢修公司, 西安科技大學
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年6月12日