一种接地体检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种接地体检测系统，包括电连接的电流发射系统、信号接收系统及数据分析系统；所述电流发射系统包括电流输出单元、电流监测模块和电压监测模块，所述电流输出单元接于接地体相邻的两可触及节点之间；所述信号接收系统包括传感探头L、信号调理电路和示波模块A。采用本实用新型专利技术的检测系统在实际环形接地体和网格状接地体进行现场测试，其诊断结果与实际情况非常一致，误差在5％以内，能够快速有效地诊断接地体、接地体的断点、腐蚀信息，评估其安全性能。

Grounding body detection system

The utility model discloses a grounding detection system, including the electrical connection of the current transmission system, signal receiving system and data analysis system; the current transmission system includes a current output unit, current monitoring module and voltage monitoring module, the two current output unit connected to the grounding body adjacent to the touch between the nodes; the signal receiving system includes sensor, signal conditioning circuit and L oscilloscope module A. The utility model of the detection system in the actual ring grounding body and grid grounding test, the diagnosis results are consistent with the actual situation, the error is less than 5%, can quickly and efficiently diagnose grounding body breakpoints, corrosion information and evaluate its safety performance.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电站
，特别是指一种接地体检测系统。
技术介绍
风电场塔体、塔架间及风电机组变电站都设置接地体，这些接地装置在风电机组安全运行中起着十分重要的作用，它不仅为整个风电机组内的各种电气设备提供一个公共的参考地满足工作需要，在机组系统短路或遭受雷击时还能迅速排泄故障电流并降低被保护区域的地电位升，保护工作区域技术工作人员的人身安全和各种电气设备的安全和正常运行。风电机组的接地装置一般为环形或小型网格状的接地体，通常利用扁钢或圆钢等材料焊接组成环路或网格，接地体一般埋入地下小于1米的深度，起到泄放故障电流、均压、和减小接地阻抗的作用。根据需要在接地体不同位置处有接地导体与地面的电气设备相连。当风电机组发生短路或遭受雷击等故障时，瞬间的大电流经接地体分散入地，从而起到对设备和工作人员安全保护的作用。但是钢质材料的接地体，在土壤中随投入运行年限的增加，易发生腐蚀，可能使接地导体截面积减小或断裂，破坏原有的设计结构，降低接地性能，丧失保护功能。多年来，查找接地体的断点和腐蚀状态已成为电力部门一项重要的预防事故措施。电力部门诊断接地体腐蚀或断裂缺陷的常用方法就是过一定年限后抽样挖开检查，根据接地体分布土壤的大致结构和腐蚀率，凭经验估计接地体的腐蚀状态。这种方法具有盲目性，工作量大，需要消耗大量的人力、物力和财力，同时还受到现场运行条件的制约，很难准确的诊断接地装置的缺陷。对于大型网格状接地体，研究人员也开展了大量研究工作，进行了一些新方法的尝试，例如，电化学方法、探地雷达方法、节点互阻抗法、地表电位方法、瞬变电磁方法等。上述方法为大型接地体的检测提供了一些思路，在实际运用中还存在诸多局限性，其中，电化学方法可分析项目少，只能获得局部的信息，探地雷达用于接地体的检测存在分辨率不足的问题，节点互阻抗法需要精准的接地体图纸，需要跟踪对比，且易受天气、土壤条件等因素的影响，检测周期长、效率低。在实际工程中，当接地体导体局部腐蚀或出现小断口时，地表电位变化较小，用于接地体的腐蚀状态和寻找断点也是困难的。电磁方法对于接地体整体腐蚀变细的状态也难以检测。随着我国清洁能源的发展，风电场装机容量逐年增加，针对风电场接地体稀疏且多为环形的特点，简便、高效的检测风电场接地体的断点和腐蚀，是保障风电机组安全稳定运行的一个重要措施之一。
技术实现思路
本技术的目的就是针对上述现有技术的状况，提供一种接地体检测系统，包括电连接的电流发射系统、信号接收系统及数据分析系统；所述电流发射系统包括电流输出单元、电流监测模块和电压监测模块，所述电流输出单元接于接地体相邻的两可触及节点之间；所述信号接收系统包括传感探头L、信号调理电路和示波模块A，所述传感探头L的信号输出端接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端连接示波模块A的输入端；所述电流发射系统在接地体相邻可触及节点之间接入点频正弦电流发射源，直接注入点频正弦电流，所述信号接收系统接收点频正弦电流通过接地体在导体上方地表面邻近空间区域产生的点频信号，所述数据分析系统根据能否有效接收到发射的点频信号，诊断接地体的断点缺陷。进一步地所述的电流输出单元包括电连接的整流滤波模块、功率逆变模块、变压滤波后输出模块、测量反馈模块、有效值采集模块、SPWM合成模块、PID控制模块、电流控制模块、主控制模块和波形合成模块。进一步地，所述信号调理电路包括第一仪表运算放大器G1、机械选频滤波器F和第二仪表运算放大器G2，所述第一仪表运算放大器G1的输入端接传感探头L，输出端接机械选频滤波器F的输入端，机械选频滤波器F的输出端接第二仪表运算放大器G2的输入端，第二仪表运算放大器G2的输出端接示波模块A的输入端口。进一步地，所述电流输出单元与市电连接，输出的电流为点频正弦电流。本技术具有以下特点：采用点频正弦电流发射源，通过接地体与地表面的引线可触及节点，直接注入电流发射信号；基于法拉第电磁感应定律，机械滤波和放大技术，利用磁场探头接收接地体在地表面发射的点频信号，经过信号调理后得以提取和分辨。基于电磁场和电路理论，依据测量结果，有计算机和软件系统进行数据的采集、存储、处理和分析，最终得到接地体、接地体的断点信息和腐蚀状态。采用本技术的检测系统在实际环形接地体和网格状接地体进行现场测试，其诊断结果与实际情况非常一致，误差在5％以内，能够快速有效地诊断接地体、接地体的断点、腐蚀信息，评估其安全性能。本技术是一个以发射源、接收机测量装置、计算机和仿真分析程序三者构成的一整套诊断测量系统。既可用于风电场环形接地体的断点和腐蚀状态诊断，也可用变电站接地体、输电铁塔、通讯塔及石化泵气站等接地体、接地体的检测和诊断。其方法简便、诊断效率高、工程实用性强。附图说明图1为环形接地体断点腐蚀检测原理示意图；图2为电流发射系统原理结构图；图3为信号接收系统结构图；图4为腐蚀状态诊断数学分析原理图；图5接地体断点腐蚀数据分析程序流程图；图6断点诊断原理示例接地体；图7断点诊断原理点频信号分布规律图。附图标注：1-接地体、2-电流发射系统、3-信号接收系统、4-电流监测模块、5-电压监测模块、6-可触及节点。具体实施方式下面结合附图对本技术一种接地体检测系统及方法做进一步描述：该实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围，本领域技术人员对本技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。一种接地体检测系统，包括电连接电流发射系统2、信号接收系统3及数据分析系统；所述电流发射系统包括电流输出单元、电流监测模块4和电压监测模块5，所述电流输出单元接于接地体相邻的两可触及节点6之间；所述信号接收系统包括传感探头L、信号调理电路和示波模块A，所述传感探头L的信号输出端接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端连接示波模块A的输入端。进一步地，所述的电流输出单元包括电连接的整流滤波模块、功率逆变模块、变压滤波后输出模块、测量反馈模块、有效值采集模块、SPWM合成模块、PID控制模块、电流控制模块、主控制模块和波形合成模块。进一步地，所述信号调理电路包括第一仪表运算放大器G1、机械选频滤波器F和第二仪表运算放大器G2，所述第一仪表运算放大器G1的输入端接传感探头L，输出端接机械选频滤波器F的输入端，机械选频滤波器F的输出端接第二仪表运算放大器G2的输入端，第二仪表运算放大器G2的输出端接示波模块A的输入端口。进一步地，所述电流输出单元与市电连接，输出的电流为点频正弦电流信号。接地体检测系统的检测方法为：步骤1：通过电流发射系统、信号接收系统查找接地体断点缺陷：在环形接地体的任意两点的可触及节点间注入点频正弦交变电流，以接地体作为信号发射天线；利用信号接收系统，在接地体上方地表面邻近空间区域探测接收这一信号；步骤2：根据能否探测到点频信号，判断环形回路接地体有无断点及断点部位，能探测到点频信号的地表面下方接地体导体无断点，不能检测到该点频信号的地表面下方接地导体存在断点；步骤3：依次对环形接地体所有相邻的两上引导体触点轮换施加同频及相同电流强度的激励；步骤4：依次测量激励电流注入与抽出接地体触点间接地导体地表面上方的点频信号幅值，数据分析系统构建所有邻近触点间同频、同电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接地体检测系统，其特征在于，包括电流发射系统、信号接收系统及数据分析系统；所述电流发射系统包括电流输出单元、电流监测模块和电压监测模块，所述电流输出单元接于接地体相邻的两可触及节点之间；所述信号接收系统包括传感探头L、信号调理电路和示波模块A，所述传感探头L的信号输出端接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端连接示波模块A的输入端；所述电流发射系统在接地体相邻可触及节点之间接入点频正弦电流发射源，直接注入点频正弦电流，所述信号接收系统接收点频正弦电流通过接地体在导体上方地表面邻近空间区域产生的点频信号，所述数据分析系统根据能否有效接收到发射的点频信号，诊断接地体的断点缺陷。

【技术特征摘要】
1.一种接地体检测系统，其特征在于，包括电流发射系统、信号接收系统及数据分析系统；所述电流发射系统包括电流输出单元、电流监测模块和电压监测模块，所述电流输出单元接于接地体相邻的两可触及节点之间；所述信号接收系统包括传感探头L、信号调理电路和示波模块A，所述传感探头L的信号输出端接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端连接示波模块A的输入端；所述电流发射系统在接地体相邻可触及节点之间接入点频正弦电流发射源，直接注入点频正弦电流，所述信号接收系统接收点频正弦电流通过接地体在导体上方地表面邻近空间区域产生的点频信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海艳，屈波，郑龙，党理，王波，陈问平，任望峰，张杨，胡小龙，
申请(专利权)人：大唐哈密风电开发有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆;65