[发明专利]一种基于注入电流式多场耦合的接地网故障诊断方法及装置

权利要求书

1.一种基于注入电流式多场耦合的接地网故障诊断装置，其特征在于，所述的接地网故障诊断装置包括脉冲电流源、接地引下线注入端、声传感器阵列、声信号接收电路和数据处理及故障诊断单元；故障诊断装置置于接地网上方地面，其脉冲电流源的输出端通过接地引下线注入端连接到接地网接地引下线，接地网接地引下线和位于地下的接地网连接；脉冲电流源发射的脉冲电流在接地网内流动并产生脉冲磁场，脉冲电流和脉冲磁场在接地网金属中产生振动力声源，力声源激发声信号；由多个声传感器布置在接地网上方地面组成的声传感器阵列接收接地网产生的声信号，声接收阵列的输出端与声信号接收电路的输入端相连，声信号接收电路对声信号进行宽带低噪声放大、带通滤波及模数转换处理；声信号接收电路的输出端与数据处理及故障诊断单元相连接，根据接地网完好、腐蚀及断裂情况下所检测到声波的差别来判断接地网的腐蚀情况，提取异常信号，对接地网进行故障诊断；

所述脉冲电流源包括信号发生单元、信号放大单元、放电开关、储能单元、放电匹配网络和接地引下线注入端；信号发生单元的输出端连接信号放大单元的输入端，信号放大单元的输出端连接放电开关的控制端，放电开关的输出端连接储能单元的输入端，储能单元的输出端连接放电匹配网络的输入端，放电匹配网络的输出端连接接地引下线注入端的一端，接地引下线注入端的另一端连接接地网接地引下线；

所述声信号接收电路包括宽带低噪声放大器、带通滤波器和模数转换单元；宽带低噪声放大器的输入端连接声传感器阵列的输出端，宽带低噪声放大器的输出端连接带通滤波器的输入端，带通滤波器的输出端连接模数转换电路的输入端；声传感器阵列接收到的声信号经过宽带低噪声放大器进行信号放大；宽频低噪声放大器的输出端输出信号至带通滤波器，进行带通滤波，带通滤波器的输出端输出信号至模数转换单元，模拟信号经模数转换单元转换成数字信号，输送至数据处理及故障诊断单元；

所述数据处理及故障诊断单元包括处理器、信号异常提取模块和接地网故障诊断模块；处理器的输出端与信号异常提取模块的输入端相连，信号异常提取模块的输出端与接地网故障诊断模块的输入端相连，由接地网故障诊断模块最终输出接地网的状态；

所述接地网故障诊断装置在地面不开挖的情况下，基于注入电流式多场耦合原理，向接地网注入脉冲电流，激励激发脉冲电流及脉冲磁场，在脉冲电流和脉冲磁场共同作用下产生力声源；力声源产生声信号，接收由力声源所激发的声信号，分析不同脉冲激励参数、不同接地网结构和通过接地网不同状态：包括完好、腐蚀、断裂情况下的力声源和声传播特性，根据振速、声波在接地网导体、土壤、空气的耦合特性，建立所检测声波信号与接地网状态的对应关系，判断接地网完好、腐蚀及断裂状态；并通过对异常声信号的提取，实现对接地网状态的评估。