[发明专利]一种基于磁效应的接地网安全状态评估装置及方法

权利要求书

1.一种基于磁效应的接地网安全状态评估装置，其特征在于，用于产生激励电流的多频激励电源(100)的输出端通过铜棒电极(130)和变电站内接地网与大地构成回路，所述铜棒电极离电流注入点较远处插入接地网边缘，所述多频激励电源为发生装置；信号控制平台(210)提供对多频激励电源(100)的控制并通过与数据处理模块(240)与图形处理模块(230)构成信号连接；记录电压幅值的信号采集模块(270)置于待采集路径上，其采集的信号通过信号处理模块(260)和无线通信模块(250)后无线传输至信号控制平台(210)；

所述信号采集装置(270)放在接地网上方的地表或地下；信号采集装置(270)由固定单元与测量单元两部分构成，固定单元由两组方形绝缘板构成，每组绝缘板由绝缘杆呈直角支撑；测量单元由铁芯和绕制在铁芯外的探测线圈构成，铁芯固定在绝缘板上，铁芯上探测线圈的端头与信号处理模块(260)连接；

由上所有装置和模块组成一个完整检测评估系统。

2.根据权利要求1所述的基于磁效应的接地网安全状态评估装置，其特征在于：所述多频激励电源输出幅值在2-50A的电流，频率在100Hz-1000Hz可调，由信号控制平台控制；与接地网、电缆、铜棒电极和大地构成回路。

3.根据权利要求1和2所述的基于磁效应的接地网安全状态评估装置，其特征在于：所述控制平台有通讯接口，通过信号线与多频激励电源连接，向多频激励电源发出电流幅值与频率指令；所述信号控制平台通过无线通信模块与信号采集模块通信，用于控制和接收信号采集模块的感应电压信号以及无线通信模块发出的处理过的数据信息。

4.根据权利要求1所述的基于磁效应的接地网安全状态评估装置，其特征在于：所述

信号处理模块由陷波器、放大器、带通滤波器、示波器组成；探测线圈将磁感应强度信号转变为感应电压信号，后经工频陷波、信号放大和带通滤波处理后，用示波器采集并提取信号。

5.采用权利要求或1或2或3或4所述装置的基于磁效应的接地网安全状态评估，其特征在于，信号采集装置(270)放在接地网上方的地表或地下，所采集的电流信号通过无线通信模块与信号控制平台进行数据交换，通过分析对比由CDEGS计算得到的地表标准磁场强度分布得到正常与故障情况下的地表磁场强度分布，显示在上位机图形窗口中，对接地网安全状态进行评估，其具体步骤包括：

步骤1：使用数值仿真软件计算正常工况下变电站接地网的理论地表面磁感应强度；

步骤2：针对某一具体的变电站接地网，按要求布置电流注入点和用于回流的铜棒电极；

步骤3：根据变电站接地网现场情况，分批次同时检测位于X方向上的所有接地导体，设计探测线圈的检测路径；

步骤4：应用信号控制平台，控制多频激励电源通过电缆向变电站接地网注入幅值在2-50A，频率在100Hz-1000Hz的可调激励电流，根据检测路径用探测线圈检测接地网上方感应的地表磁场强度，通过信号处理模块、无线通信模块将电压信号传回信号控制平台；

步骤5：应用信号控制平台，控制数据处理模块提取步骤4中多点检测的接地网的地表磁场强度最大值，并给出X方向随坐标分布的磁场强度值；

步骤6：调用数值仿真软件CDEGS正常工况下变电站接地网的理论地表磁场强度分布，在图形处理模块中对比两者的差异，并给出每个检测点的偏差度，若偏差度超过40％，则说明接地网为不安全的状态，可能存在腐蚀或断点的故障，提示需要检修。