CN103149499A - 变电站接地网的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变电站接地网的检测方法，包括如下步骤：通过接地网的接入点向接地网注入频率恒定、幅值恒定的交流电，利用电位测量器测量接地网无故障状态下的网格中央的电位值，并绘制电位分布图；对故障网格进行观测线划分；使用电位探针测量每个观测点P_i，j的原始电位值V_i，j；对原始电位值V_i，j进行归一化处理得到归一化电位值VR_i，j；计算每条横轴观测线的评价参数γ(j)；比较所有横轴观测线的评价参数大小，最小的评价参数对应出现故障的横轴观测线，即判断min(γ(j))所在横轴观测线为故障横轴观测线；计算每条纵轴观测线的评价参数γ(i)；比较所有纵轴观测线的评价参数大小，最小的评价参数对应出现故障的纵轴观测线，即判断min(γ(i))所在纵轴观测线为故障纵轴观测线；确定故障点。

Description

变电站接地网的检测方法

技术领域

本发明涉及一种变电站接地网的检测方法，该方法可以准确快速的寻找出接地网故障的位置。

背景技术

接地网普遍采用的碳钢构件存在腐蚀速率快、可靠性差等问题，接地网常常会因为施工不良、土壤对导体的腐蚀导致接地断路。电力系统对接地网的腐蚀及断裂的诊断方法一般是停电抽样开挖，有很大的盲目性，而且实际操作起来十分不便。

目前，对大型接地网的常规检测通过给接地网施加大功率的工频大电流，测量工频接地电阻值、最高电位梯度、接触电压等参数，从而分析诊断接地电网的性能和运行状况。但是，用大电流法对接地网进行故障诊断存在很多问题，必须要停电，并且需要大电流，且测量工作十分复杂，并且故障定位精度和检测速度都不理想。

本发明为了克服上述缺陷，进行了有益的改进。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供了一种变电站接地网的检测方法，该方法通过将电位比较法和相关测量法相结合或者单纯使用相关测量法的方式快速准确的定位故障部位。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种变电站接地网的检测方法，其特征在于包括如下步骤：

1)根据变电站接地网的边缘形状，用多个正方形网格无空隙不重叠的覆盖接地网的上方地表区域，并在每个网格中央下方埋设电位测量器；

2)通过接地网的接入点向接地网注入频率恒定、幅值恒定的交流电，利用电位测量器测量接地网无故障状态下的网格中央的电位值，并绘制电位分布图；

3)实时监测电位分布图，当电位分布图中有电位值下降时，则判断该电位值所属的网格内的接地网出现故障，该网格为故障网格；

对故障网格进行观测线划分，故障网格的顶点顺时针依次为顶点O，顶点A、顶点B、顶点C，以顶点O为原点，以OC所在直线为X轴，以OA所在直线为Y轴，建立直角坐标系X-Y，用n条平行X轴的横轴观测线以及n条平行Y轴纵轴观测线，将发生故障的网格划分为(n-1)×(n-1)个栅格；

5)横轴观测线和纵轴观测线交点处设置观测点P_i，j，i＝1，......，n，j＝1，......，n，观测点P_i，j坐标为(X_i，Y_j)，使用电位探针测量每个观测点P_i，j的原始电位值V_i，j；

6)求解每个观测点P_i，j的边缘系数R_i，j，并对原始电位值V_i，j进行归一化处理得到归一化电位值VR_i，j；

7)计算每条横轴观测线的评价参数γ(j)；

8)比较所有横轴观测线的评价参数大小，最小的评价参数对应出现故障的横轴观测线，即判断min(γ(j))所在横轴观测线为故障横轴观测线；

9)计算每条纵轴观测线的评价参数γ(i)；

10)比较所有纵轴观测线的评价参数大小，最小的评价参数对应出现故障的纵轴观测线，即判断min(γ(i))所在纵轴观测线为故障纵轴观测线；

11)确定故障点，出现故障的横轴观测线和出现故障的纵轴观测线的交点即为故障点。

本发明的有益效果：电位比较法的原理是根据静电场理论，对正常接地网的电位分布与故障接地网的电位分布进行比较获得故障部位，当接地电网发生断路时，其对应的电位值会相应降低，由此可以初步判断故障的范围，该方法测试速度块，但是获得的有效范围较大，不能满足测量精度的需要。相关测量法是利用了相关分析理论，计算观测线上由电位值构成的各序列变化趋势的相似程度，利用相关程度衡量观测线的故障与否，该方法可以在不知道接地网结构的条件下获取故障部位，该方法的计算量很大，但是定位精确。本发明将电位比较法和相关测量法引入接地电网的测量，并进行了结合使用，在大面积接地网的应用以及小面积接地网的故障检测上获得了很好的效果。

附图说明

图1为网格分布图一；

图2为网格分布图二；

图3为故障网格的观测线划分示意图；

其中，1：电位测量器、2：网格、3：纵轴观测线、4：横轴观测线、5：观测点。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

对于占地面积远大于100平米的大型变电站的接地网，可以采用如下方法快速准确的确定故障位置。

一种变电站接地网的检测方法，其特征在于包括如下步骤：

1)根据变电站接地网的边缘形状，用多个正方形网格无空隙不重叠的覆盖接地网的上方地表区域，并在每个网格中央下方埋设电位测量器，正方形网格的边长优选为10米；

2)通过接地网的接入点向接地网注入频率恒定、幅值恒定的交流电，利用电位测量器测量接地网无故障状态下的网格中央的电位值，并绘制电位分布图；

3)实时监测电位分布图，当电位分布图中有电位值下降时，则判断该电位值所属的网格内的接地网出现故障，该网格为故障网格。接地网发生断路情况时，往往会导致电位值下降，由此可以初步判断出故障的位置；

4)对故障网格进行观测线划分。故障网格的顶点顺时针依次为顶点O，顶点A、顶点B、顶点C，以顶点O为原点，以OC所在直线为X轴，以OA所在直线为Y轴，建立直角坐标系X-Y。用n条平行X轴的横轴观测线以及n条平行Y轴纵轴观测线，将发生故障的网格划分为(n-1)×(n-1)个栅格，n优选为11，栅格的边长为1米；

5)横轴观测线和纵轴观测线交点处设置观测点P_i，j，i＝1，......，n，j＝1，......，n，观测点P_i，j坐标为(X_i，Y_j)，使用电位探针测量每个观测点P_i，j的原始电位值V_i，j；

6)求解每个观测点P_i，j的边缘系数R_i，j，并对原始电位值V_i，j进行归一化处理得到归一化电位值VR_i，j，具体过程如下：

6.1)基于边界OA、AB、BC、CO上每个点的欧氏距离的依次求积分并相加，得到每个观测点的边缘系数R_i，j，

$R_{i,j}=\underset{\mathrm{OA}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy}+\underset{\mathrm{AB}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy}$

$+\underset{\mathrm{BC}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy}+\underset{\mathrm{CO}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy}$

其中，x，y是边界OA、AB、BC、CO上的点，α为边缘参数，优选α＝3；

6.2)计算归一化电位值：

VR_i，j＝V_i，j×R_i，j；

7)计算每条横轴观测线的评价参数，其包括如下步骤：

7.1)对第j条横轴观测线上的归一化电位值构成横轴归一化电位序列VR_j＝[VR_1，j，...，VR_i，j，...，VR_n，j]，对横轴归一化电位序列进行均值标准化，形成横轴标准化电位序列S_j＝[S_1，j，...，S_i，j，...，S_n，j]，

其中， $S_{i,j}=\frac{(n-1){\mathrm{VR}}_{i,j}}{\underset{i=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|{\mathrm{VR}}_{i,j}-{\mathrm{VR}}_{(i-1),j}|},$

7.2)求解第j条横轴标准化电位序列的增量序列ΔS_j：

ΔS_j＝[ΔS_1，j，...，ΔS_i，j，...，ΔS_n，j]，

其中，ΔS_(i+1)，j＝S_(i+1)，j-S_i，j，

7.3)计算第j条横轴标准化电位序列与其他序列之间的相关度，即计算第j条和第j′条横轴观测线之间的相关度γ(j，j′)，其中j′＝1，...，j-1，j+1，...，n；

当ΔS_i，j，ΔS_i，j′不同时为0，时，第j条和第j′条横轴观测线各段的相关系数T_i为：

$T_i=\mathrm{sgn}({\mathrm{\ΔS}}_{i,j}\×\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}})\×\frac{2}{3+\left|\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|-|\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}}\left|\right|-\frac{\min \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}}\left|\right)}{\max \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}}\left|\right)}}$

其中，sgn()为sgn函数，min()为最小值函数，max()为最大值函数，

当ΔS_i，j，ΔS_i，j′同时为0时，第j条和第j′条横轴观测线各段的相关系数T_i为：T_i＝1

第j条和第j′条横轴观测线的相关度γ(j，j′)为：

$\mathrm{\γ}(j,j^{\′})=\frac{1}{n-1}\underset{i=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i$

7.4)计算第j条横轴观测线与其他横轴观测线的相关度之和，构成第j条横轴观测线的评价参数γ(j)，即

$\mathrm{\γ}\left(j\right)=\underset{j^{\′}=1}{\overset{j-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}(j,j^{\′})+\underset{j^{\′}=j+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}(j,j^{\′})$

8)比较所有横轴观测线的评价参数大小，最小的评价参数对应出现故障的横轴观测线，即判断min(γ(j))所在横轴观测线为故障横轴观测线；

9)计算每条纵轴观测线的评价参数，其包括如下步骤：

9.1)对第i条纵轴观测线上的归一化电位值构成纵轴归一化电位序列VR_i＝[VR_i，1，...，VR_i，j，...，VR_i，n]，对纵轴归一化电位序列进行均值标准化，形成纵轴标准化电位序列S_i＝[S_i，i，...，S_i，j，...，S_i，n]，

其中， $S_{i,j}=\frac{(n-1){\mathrm{VR}}_{i,j}}{\underset{j=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|{\mathrm{VR}}_{i,j}-{\mathrm{VR}}_{i,(j-1)}|};$

9.2)求解第i条纵轴标准化电位序列的增量序列ΔS_i：

ΔS_i＝[ΔS_i，1，...，ΔS_i，j，...，ΔS_i，n]，其中，ΔS_i，(j+1)＝S_i，(j+1)-S_i，j，

9.3)计算第i条纵轴标准化电位序列与其他序列之间的相关度，即计算第i条和第i′条纵轴观测线之间的相关度γ(i，i′)，其中i′＝1，...，i-1，i+1，...，n，

当ΔS_i，j，ΔS_i′，j不同时为0，时，第i条和第i′条纵轴观测线各段的相关系数T_j为：

$T_j=\mathrm{sgn}({\mathrm{\ΔS}}_{i,j}\×{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j})\×\frac{2}{3+\left|\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|-|{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j}\left|\right|-\frac{\min \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j}\left|\right)}{\max \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j}\left|\right)}}$

其中，sgn()为sgn函数，min()为最小值函数，max()为最大值函数，

当ΔS_i，j，ΔS_i′，j同时为0时，各段的相关系数T_j为：T_j＝1

第i条和第i′条纵轴观测线的相关度γ(i，i′)为：

$\mathrm{\γ}(i,i^{\′})=\frac{1}{n-1}\underset{j=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_j;$

9.4)计算第i条纵轴观测线与其他纵轴观测线的相关度之和，构成第i条纵轴观测线的评价参数γ(i)，即

$\mathrm{\γ}\left(i\right)=\underset{i^{\′}=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}(i,i^{\′})+\underset{i^{\′}=i+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}(i,i^{\′});$

10)比较所有纵轴观测线的评价参数大小，最小的评价参数对应出现故障的纵轴观测线，即判断min(γ(i))所在纵轴观测线为故障纵轴观测线；

11)确定故障点，出现故障的横轴观测线和出现故障的纵轴观测线的交点即为故障点。

对于占地面积小于100平米的大型变电站的接地网，可以采用如下方法准确的确定故障位置。

一种变电站接地网的检测方法，其特征在于包括如下步骤：

1)通过接地网的接入点向接地网注入频率恒定、幅值恒定的交流电，利用电位测量器接地网无故障状态下的接地网中央的电位值；

2)实时监测接地网中央的电位值，当电位值下降时，则判断该接地网出现故障，在接地网上方划分一个以接地网中央为中心的正方形网格，即为故障网格，故障网格的边长优选为10米；

3)对故障网格进行观测线划分，故障网格的顶点顺时针依次为顶点O，顶点A、顶点B、顶点C，以顶点O为原点，以OC所在直线为X轴，以OA所在直线为Y轴，建立直角坐标系X-Y，用n条平行X轴的横轴观测线以及n条平行Y轴纵轴观测线，将发生故障的网格划分为(n-1)×(n-1)个栅格；

4)横轴观测线和纵轴观测线交点处设置观测点P_i，j，i＝1，......，n，j＝1，......，n，观测点P_i，j坐标为(X_i，Y_j)，使用电位探针测量每个观测点P_i，j的原始电位值V_i，j；

5)求解每个观测点P_i，j的边缘系数R_i，j，并对原始电位值V_i，j进行归一化处理得到归一化电位值VR_i，j，具体过程如下：

5.1)基于边界OA、AB、BC、CO上每个点的欧氏距离的依次求积分并相加，得到每个观测点的边缘系数R_i，j，

$R_{i,j}=\underset{\mathrm{OA}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy}+\underset{\mathrm{AB}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy}$

$+\underset{\mathrm{BC}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy}+\underset{\mathrm{CO}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy}$

其中，x，y是边界OA、AB、BC、CO上的点，α为边缘参数，优选α＝3；

5.2)计算归一化电位值：

VR_i，j＝V_i，j×R_i，j；

6)计算每条横轴观测线的评价参数，其包括如下步骤：

6.1)对第j条横轴观测线上的归一化电位值构成横轴归一化电位序列VR_j＝[VR_1，j，...，VR_i，j，...，VR_n，j]，对横轴归一化电位序列进行均值标准化，形成横轴标准化电位序列S_j＝[S_1，j，...，S_i，j，...，S_n，j]，

其中， $S_{i,j}=\frac{(n-1){\mathrm{VR}}_{i,j}}{\underset{i=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|{\mathrm{VR}}_{i,j}-{\mathrm{VR}}_{(i-1),j}|},$

6.2)求解第j条横轴标准化电位序列的增量序列ΔS_j：

ΔS_j＝[ΔS_1，j，...，ΔS_i，j，...，ΔS_n，j]，

其中，ΔS_(i+1)，j＝S_(i+1)，j-S_i，j；

6.3)计算第j条横轴标准化电位序列与其他序列之间的相关度，即计算第j条和第j′条横轴观测线之间的相关度γ(j，j′)，其中j′＝1，...，j-1，j+1，...，n，

当ΔS_i，j，ΔS_i，j′不同时为0，时，第j条和第j′条横轴观测线各段的相关系数T_i为：

$T_i=\mathrm{sgn}({\mathrm{\ΔS}}_{i,j}\×\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}})\×\frac{2}{3+\left|\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|-|\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}}\left|\right|-\frac{\min \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}}\left|\right)}{\max \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}}\left|\right)}}$

其中，sgn()为sgn函数，min()为最小值函数，max()为最大值函数，

当ΔS_i，j，ΔS_i，j′同时为0时，第j条和第j′条横轴观测线各段的相关系数T_i为：T_i＝1，

第j条和第j′条横轴观测线的相关度γ(j，j′)为：

$\mathrm{\γ}(j,j^{\′})=\frac{1}{n-1}\underset{i=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i;$

6.4)计算第j条横轴观测线与其他横轴观测线的相关度之和，构成第j条横轴观测线的评价参数γ(j)，即

$\mathrm{\γ}\left(j\right)=\underset{j^{\′}=1}{\overset{j-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}(j,j^{\′})+\underset{j^{\′}=j+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}(j,j^{\′});$

7)比较所有横轴观测线的评价参数大小，最小的评价参数对应出现故障的横轴观测线，即判断min(γ(j))所在横轴观测线为故障横轴观测线；

8)计算每条纵轴观测线的评价参数，其包括如下步骤：

8.1)对第i条纵轴观测线上的归一化电位值构成纵轴归一化电位序列VR_i＝[VR_i，1，...，VR_i，j，...，VR_i，n]，对纵轴归一化电位序列进行均值标准化，形成纵轴标准化电位序列S_i＝[S_i，i，...，S_i，j，...，S_i，n]，

其中， $S_{i,j}=\frac{(n-1){\mathrm{VR}}_{i,j}}{\underset{j=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|{\mathrm{VR}}_{i,j}-{\mathrm{VR}}_{i,(j-1)}|},$

8.2)求解第i条纵轴标准化电位序列的增量序列ΔS_i：

ΔS_i＝[ΔS_i，1，...，ΔS_i，j，...，ΔS_i，n]，其中，ΔS_i，(j+1)＝S_i，(j+1)-S_i，j；

8.3)计算第i条纵轴标准化电位序列与其他序列之间的相关度，即计算第i条和第i′条纵轴观测线之间的相关度γ(i，i′)，其中i′＝1，...，i-1，i+1，...，n，

当ΔS_i，j，ΔS_i′，j不同时为0，时，第i条和第i′条纵轴观测线各段的相关系数T_j为：

$T_j=\mathrm{sgn}({\mathrm{\ΔS}}_{i,j}\×{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j})\×\frac{2}{3+\left|\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|-|{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j}\left|\right|-\frac{\min \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j}\left|\right)}{\max \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j}\left|\right)}},$

其中，sgn()为sgn函数，min()为最小值函数，max()为最大值函数，

当ΔS_i，j，ΔS_i′，j同时为0时，各段的相关系数T_j为：T_j＝1，

第i条和第i′条纵轴观测线的相关度γ(i，i′)为：

$\mathrm{\γ}(i,i^{\′})=\frac{1}{n-1}\underset{j=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_j;$

8.4)计算第i条纵轴观测线与其他纵轴观测线的相关度之和，构成第i条纵轴观测线的评价参数γ(i)，即

$\mathrm{\γ}\left(i\right)=\underset{i^{\′}=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}(i,i^{\′})+\underset{i^{\′}=i+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}(i,i^{\′});$

9)比较所有纵轴观测线的评价参数大小，最小的评价参数对应出现故障的纵轴观测线，即判断min(γ(i))所在纵轴观测线为故障纵轴观测线；

10)确定故障点，出现故障的横轴观测线和出现故障的纵轴观测线的交点即为故障点。

以上所述实施方式仅表达了本发明的两种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种变电站接地网的检测方法，其特征在于包括如下步骤：

1)根据变电站接地网的边缘形状，用多个正方形网格无空隙不重叠的覆盖接地网的上方地表区域，并在每个网格中央下方埋设电位测量器；

2)通过接地网的接入点向接地网注入频率恒定、幅值恒定的交流电，利用电位测量器测量接地网无故障状态下的网格中央的电位值，并绘制电位分布图；

3)实时监测电位分布图，当电位分布图中有电位值下降时，则判断该电位值所属的网格内的接地网出现故障，该网格为故障网格；

4)对故障网格进行观测线划分，故障网格的顶点顺时针依次为顶点O，顶点A、顶点B、顶点C，以顶点O为原点，以OC所在直线为X轴，以OA所在直线为Y轴，建立直角坐标系X-Y，用n条平行X轴的横轴观测线以及n条平行Y轴纵轴观测线，将发生故障的网格划分为(n-1)×(n-1)个栅格；

5)横轴观测线和纵轴观测线交点处设置观测点P_i，j，i＝1，......，n，j＝1，.....，n，观测点P_i，j坐标为(X_i，Y_j)，使用电位探针测量每个观测点P_i，j的原始电位值V_i，j；

6)求解每个观测点P_i，j的边缘系数R_i，j，并对原始电位值V_i，j进行归一化处理得到归一化电位值VR_i，j；

7)计算每条横轴观测线的评价参数γ(j)；

8)比较所有横轴观测线的评价参数大小，最小的评价参数对应出现故障的横轴观测线，即判断min(γ(j))所在横轴观测线为故障横轴观测线；

9)计算每条纵轴观测线的评价参数γ(i)；

10)比较所有纵轴观测线的评价参数大小，最小的评价参数对应出现故障的纵轴观测线，即判断min(γ(i))所在纵轴观测线为故障纵轴观测线；

11)确定故障点，出现故障的横轴观测线和出现故障的纵轴观测线的交点即为故障点。

2.根据权利要求1所述的一种变电站接地网的检测方法，其特征在于：步骤6)求解每个观测点P_i，j的边缘系数R_i，j，并对原始电位值V_i，j进行归一化处理得到归一化电位值VR_i，j，具体步骤如下：

6.1)基于边界OA、AB、BC、CO上每个点的欧氏距离，依次求积分并相加，得到每个观测点的边缘系数R_i，j，

$R_{i,j}=\underset{\mathrm{OA}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy}+\underset{\mathrm{AB}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy}$

$+\underset{\mathrm{BC}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy}+\underset{\mathrm{CO}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy},$

其中，x，y是边界OA、AB、BC、CO上的点，α为边缘参数；

6.2)计算归一化电位值：VR_i，j＝V_i，j×R_i，j。

3.根据权利要求1或2所述的一种变电站接地网的检测方法，其特征在于：步骤7)计算每条横轴观测线的评价参数γ(j)，具体步骤如下：

7.1)第j条横轴观测线上的归一化电位值构成横轴归一化电位序列VR_j＝[VR_1，j，...，VR_i，j，...，VR_n，j]，对横轴归一化电位序列进行均值标准化，形成横轴标准化电位序列S_j＝[S_1，j，...，S_i，j，...，S_n，j]，

其中， $S_{i,j}=\frac{(n-1){\mathrm{VR}}_{i,j}}{\underset{i=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|{\mathrm{VR}}_{i,j}-{\mathrm{VR}}_{(i-1),j}|};$

7.2)求解第j条横轴标准化电位序列的增量序列ΔS_j：

ΔS_j＝[ΔS_1，j，...，ΔS_i，j，...，ΔS_n，j]，其中，ΔS_(i+1)，j＝S_(i+1)，j-S_i，j；

7.3)计算第j条横轴标准化电位序列与其他序列之间的相关度，即计算第j条和第j′条横轴观测线之间的相关度γ(j，j′)，其中j′＝1，...，j-1，j+1，...，n，

当ΔS_i，j，ΔS_i，j′不同时为0，时，第j条和第j′条横轴观测线各段的相关系数T_i为：

$T_i=\mathrm{sgn}({\mathrm{\ΔS}}_{i,j}\×\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}})\×\frac{2}{3+\left|\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|-|\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}}\left|\right|-\frac{\min \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}}\left|\right)}{\max \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}}\left|\right)}},$

其中，sgn()为sgn函数，min()为最小值函数，max()为最大值函数，

当ΔS_i，j，ΔS_i，j′同时为0时，第j条和第j′条横轴观测线各段的相关系数T_i为：T_i＝1，

第j条和第j′条横轴观测线的相关度γ(j，j′)为：

$\mathrm{\γ}(j,j^{\′})=\frac{1}{n-1}\underset{i=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i;$

7.4)计算第j条横轴观测线与其他横轴观测线的相关度之和，构成第j条横轴观测线的评价参数γ(j)，即

$\mathrm{\γ}\left(j\right)=\underset{j^{\′}=1}{\overset{j-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}(j,j^{\′})+\underset{j^{\′}=j+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}(j,j^{\′}).$

4.根据权利要求1或3所述的一种变电站接地网的检测方法，其特征在于：步骤9)计算每条纵轴观测线的评价参数γ(i)，具体步骤如下：

9.1)对第i条纵轴观测线上的归一化电位值构成纵轴归一化电位序列VR_i＝[VR_i，1，...，VR_i，j，...，VR_i，n]，对纵轴归一化电位序列进行均值标准化，形成纵轴标准化电位序列S_i＝[S_i，i，...，S_i，j，...，S_i，n]，

其中， $S_{i,j}=\frac{(n-1){\mathrm{VR}}_{i,j}}{\underset{j=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|{\mathrm{VR}}_{i,j}-{\mathrm{VR}}_{i,(j-1)}|};$

9.2)求解第i条纵轴标准化电位序列的增量序列ΔS_i：

ΔS_i＝[ΔS_i，1，...，ΔS_i，j，...，ΔS_i，n]，

其中，ΔS_i，(j+1)＝S_i，(j+1)-S_i，j；

9.3)计算第i条纵轴标准化电位序列与其他序列之间的相关度，即计算第i条和第i′条纵轴观测线之间的相关度γ(i，i′)，其中i′＝1，...，i-1，i+1，...，n，

当ΔS_i，j，ΔS_i′，j不同时为0，时，第i条和第i′条纵轴观测线各段的相关系数T_j为：

$T_j=\mathrm{sgn}({\mathrm{\ΔS}}_{i,j}\×{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j})\×\frac{2}{3+\left|\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|-|{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j}\left|\right|-\frac{\min \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j}\left|\right)}{\max \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j}\left|\right)}},$

其中，sgn()为sgn函数，min()为最小值函数，max()为最大值函数，

当ΔS_i，j，ΔS_i′，j同时为0时，第i条和第i′条纵轴观测线各段的相关系数T_j为：T_j＝1，

第i条和第i′条纵轴观测线的相关度γ(i，i′)为：

$\mathrm{\γ}(i,i^{\′})=\frac{1}{n-1}\underset{j=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_j;$

9.4)计算第i条纵轴观测线与其他纵轴观测线的相关度之和，构成第i条纵轴观测线的评价参数γ(i)，即

$\mathrm{\γ}\left(i\right)=\underset{i^{\′}=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}(i,i^{\′})+\underset{i^{\′}=i+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}(i,i^{\′}).$

5.一种变电站接地网的检测方法，其特征在于包括如下步骤：

1)通过接地网的接入点向接地网注入频率恒定、幅值恒定的交流电，

利用电位测量器测量接地网无故障状态下的接地网中央的电位值；

2)实时监测接地网中央的电位值，当电位值下降时，则判断该接地网出现故障，在接地网上方划分一个以接地网中央为中心的正方形网格，即为故障网格；

3)对故障网格进行观测线划分，故障网格的顶点顺时针依次为顶点O，顶点A、顶点B、顶点C，以顶点O为原点，以OC所在直线为X轴，以OA所在直线为Y轴，建立直角坐标系X-Y，用n条平行X轴的横轴观测线以及n条平行Y轴纵轴观测线，将发生故障的网格划分为(n-1)×(n-1)个栅格；

4)横轴观测线和纵轴观测线交点处设置观测点P_i，j，i＝1，......，n，j＝1，......，n，观测点P_i，j坐标为(X_i，Y_j)，使用电位探针测量每个观测点P_i，j的原始电位值V_i，j；

5)求解每个观测点P_i，j的边缘系数R_i，j，并对原始电位值V_i，j进行归一化处理得到归一化电位值VR_i，j，具体包括如下步骤：

5.1)基于边界OA、AB、BC、CO上每个点的欧氏距离的依次求积分并相加，得到每个观测点的边缘系数R_i，j，

$R_{i,j}=\underset{\mathrm{OA}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy}+\underset{\mathrm{AB}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy}$

$+\underset{\mathrm{BC}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy}+\underset{\mathrm{CO}}{\∫\∫}{[{(X_i-x)}^2+{(Y_j-y)}^2]}^{\mathrm{\α}}\mathrm{dxdy},$

其中，x，y是边界OA、AB、BC、CO上的点，α为边缘参数；

5.2)计算归一化电位值：VR_i，j＝V_i，j×R_i，j；

6)计算每条横轴观测线的评价参数，具体包括如下步骤：

6.1)对第j条横轴观测线上的归一化电位值构成横轴归一化电位序列VR_j＝[VR_1，j，...，VR_i，j，...，VR_n，j]，对横轴归一化电位序列进行均值标准化，形成横轴标准化电位序列S_j＝[S_1，j，...，S_i，j，...，S_n，j]，

其中， $S_{i,j}=\frac{(n-1){\mathrm{VR}}_{i,j}}{\underset{i=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|{\mathrm{VR}}_{i,j}-{\mathrm{VR}}_{(i-1),j}|};$

6.2)求解第j条横轴标准化电位序列的增量序列ΔS_j：

ΔS_j＝[ΔS_1，j，...，ΔS_i，j，...，ΔS_n，j]，其中，ΔS_(i+1)，j＝S_(i+1)，j-S_i，j；

6.3)计算第j条横轴标准化电位序列与其他序列之间的相关度，即计算第j条和第j′条横轴观测线之间的相关度γ(j，j′)，其中j′＝1，...，j-1，j+1，...，n，

当ΔS_i，j，ΔS_i，j′不同时为0，时，第j条和第j′条横轴观测线各段的相关系数T_i为：

$T_i=\mathrm{sgn}({\mathrm{\ΔS}}_{i,j}\×\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}})\×\frac{2}{3+\left|\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|-|\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}}\left|\right|-\frac{\min \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}}\left|\right)}{\max \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|\mathrm{\Δ}{S}_{i,j^{\′}}\left|\right)}},$

其中，sgn()为sgn函数，min()为最小值函数，max()为最大值函数，

当ΔS_i，j，ΔS_i，j′同时为0时，各段的相关系数T_i为：T_i＝1，

第j条和第j′条横轴观测线的相关度γ(j，j′)为：

$\mathrm{\γ}(j,j^{\′})=\frac{1}{n-1}\underset{i=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i;$

6.4)计算第j条横轴观测线与其他横轴观测线的相关度之和，构成第j条横轴观测线的评价参数γ(j)，即

$\mathrm{\γ}\left(j\right)=\underset{j^{\′}=1}{\overset{j-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}(j,j^{\′})+\underset{j^{\′}=j+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\γ}(j,j^{\′});$

7)比较所有横轴观测线的评价参数大小，最小的评价参数对应出现故障的横轴观测线，即判断min(γ(j))所在横轴观测线为故障横轴观测线；

8)计算每条纵轴观测线的评价参数，具体包括如下步骤：

8.1)对第i条纵轴观测线上的归一化电位值构成纵轴归一化电位序列VR_i＝[VR_i，1，...，VR_i，j，...，VR_i，n]，对纵轴归一化电位序列进行均值标准化，形成纵轴标准化电位序列S_i＝[S_i，i，...，S_i，j，...，S_i，n]，

其中， $S_{i,j}=\frac{(n-1){\mathrm{VR}}_{i,j}}{\underset{j=2}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|{\mathrm{VR}}_{i,j}-{\mathrm{VR}}_{i,(j-1)}|},$

8.2)求解第i条纵轴标准化电位序列的增量序列ΔS_i：

ΔS_i＝[ΔS_i，1，...，ΔS_i，j，...，ΔS_i，n]，其中，ΔS_i，(j+1)＝S_i，(j+1)-S_i，j；

8.3)计算第i条纵轴标准化电位序列与其他序列之间的相关度，即计算第i条和第i′条纵轴观测线之间的相关度γ(i，i′)，其中i′＝1，...，i-1，i+1，...，n，

当ΔS_i，j，ΔS_i′，j不同时为0，时，第i条和第i′条纵轴观测线各段的相关系数T_j为：

$T_j=\mathrm{sgn}({\mathrm{\ΔS}}_{i,j}\×{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j})\×\frac{2}{3+\left|\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|-|{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j}\left|\right|-\frac{\min \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j}\left|\right)}{\max \left(\right|{\mathrm{\ΔS}}_{i,j}|,|{\mathrm{\ΔS}}_{i^{\′},j}\left|\right)}},$

其中，sgn()为sgn函数，min()为最小值函数，max()为最大值函数，当ΔS_i，j，ΔS_i′，j同时为0时，第i条和第i′条纵轴观测线各段的相关系数T_j为：T_j＝1，

第i条和第i′条纵轴观测线的相关度γ(i，i′)为：

8.4)计算第i条纵轴观测线与其他纵轴观测线的相关度之和，构成第i条纵轴观测线的评价参数γ(i)，即

9)比较所有纵轴观测线的评价参数大小，最小的评价参数对应出现故障的纵轴观测线，即判断min(γ(i))所在纵轴观测线为故障纵轴观测线；

10)确定故障点，出现故障的横轴观测线和出现故障的纵轴观测线的交点即为故障点。

6.根据权利要求1-5所述的一种变电站接地网的检测方法，其特征在于：所述正方形网格的边长为10米；所述横轴观测线和纵轴观测线的数量n＝11，所述栅格边长为1米。

7.根据权利要求1-5所述的一种变电站接地网的检测方法，其特征在于：所述边缘参数α＝3。

8.根据权利要求1-7所述的一种变电站接地网的检测方法，其特征在于：所述故障为断路。

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