CN104777399A - 一种变电站接地网三维数字化监控装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站接地网三维数字化监控装置及方法，包括数据采集系统、接地网状态评估系统、三维成像系统、数字信息存储系统、状态信息输出系统和故障报警系统，数据采集系统的信号输出端连接接地网状态评估系统的信号采集端；接地网状态评估系统的第一信号输出端连接三维成像系统；接地网状态评估系统的第二信号输出端连接数字信息存储系统；接地网状态评估系统的第三信号输出端通过状态信息输出系统进行显示；状态信息输出系统的信号输出端连接故障报警系统的信号输入端；利用本发明能够对接地网的阻抗进行三维成像与诊断，还能为每个被检测的接地网建立数字化检测档案，实现对接地网状态的长期跟踪。

Description

一种变电站接地网三维数字化监控装置及方法

技术领域

本发明涉及变电站接地网检测技术领域，尤其涉及一种变电站接地网三维数字化监控装置及方法。

背景技术

变电站接地网是变电站的重要保障，当电气设备遭受雷击或电力系统发生短路故障时，接地网能够迅速排泄故障电流，保证电力系统正常运行及人员生命安全。然而由于接地网常年埋在土壤中，会发生腐蚀及断裂等情况，影响接地网接地性能。

接地网腐蚀断裂威胁着电力系统的安全运行，目前接地网故障检测方法主要是电阻法和磁场法，而这些检测方法存在许多不足，如人工测量工作量大，且对接地网的检测没有电子版档案，从而没有对接地网的状态形成一个持续的跟踪、检测，有效避免腐蚀导致的故障状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种变电站接地网三维数字化监控装置及方法，对接地网的阻抗进行三维成像与诊断，还能为每个被检测的接地网建立数字化检测档案，实现对接地网状态的长期跟踪。

本发明采用的技术方案为：

一种变电站接地网三维数字化监控装置，包括数据采集系统、接地网状态评估系统、三维成像系统、数字信息存储系统、状态信息输出系统和故障报警系统，所述的数据采集系统的信号输出端连接接地网状态评估系统的信号采集端，接地网状态评估系统采用基于逆问题的接地支路导体阻抗计算方法对接地网各支路状态进行求解；接地网状态评估系统的第一信号输出端连接三维成像系统，三维成像系统采用有限元法，对接地网导体受腐蚀情况及周围土壤进行三维成像；接地网状态评估系统的第二信号输出端连接数字信息存储系统，数字信息存储系统基于成像结果和接地支路导体阻抗计算结果的基础上，得出接地网各支路腐蚀程度评估结果，形成变电站接地网三维成像与状态评估的数字化系统；接地网状态评估系统的第三信号输出端通过状态信息输出系统进行显示；状态信息输出系统的信号输出端连接故障报警系统的信号输入端。

一种变电站接地网三维数字化监控方法，包括以下步骤：

步骤A：首先，利用数据采集系统测取接地网电压值，数据采集系统采用四电极法测取接地网部分节点的电压值；

步骤B：数据采集系统将测取的接地网部分节点的电压值发送给接地网状态评估系统，接地网状态评估系统采用基于逆问题的接地支路导体阻抗计算方法对接地网各支路状态进行求解，求解过程如下步骤：

步骤B1：将接地网等效为纯电阻网络，假设接地网具有N个节点和B条支路，则根据电网络理论列方程有：

$\left\{\begin{array}{c}{Y}_n{U}_n=I_n\\ Y_n=A{Y}_b{A}^T\\ U_b=A^T{U}_n\\ I_b=Y_b{U}_b\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中A为网络的关联矩阵；Y_b为支路导纳矩阵，Y_n为节点导纳矩阵；U_b为支路电压向量；U_n为节点电压向量；I_n为节点电流向量；I_b为支路电流向量；

步骤B2：假设U_n0为被测接地网的节点电压的测量值；U_n(R)为被测接地网的节点电压理论计算值，其中，U_n(R)是关于R的函数，R为未知量；则，将f(R)最小化，求得符合测量值的变化量为：

$\min f\left(R\right)=\frac{1}{2}{\left|\right|U_n\left(R\right)-U_{n0}\left|\right|}^2,R={[R_1,R_2,,R_B]}^T---\left(2\right)$

步骤B3：根据最小二乘法原理，由公式⑵得：

$\frac{\∂f}{\∂R}=-[U_n\left(R\right)-U_{n0}]\frac{\∂U_n\left(R\right)}{\∂R}=0---\left(3\right)$

步骤B4：再将目标函数f(R)＝||U_n(R)-U_n0||²在R^(k)处用泰勒级数展开近似为：

$f\left(R\right)=f\left(R^{\left(k\right)}\right)+\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)(R-R^{\left(k\right)})+\frac{1}{2}{(R-R^{\left(k\right)})}^T\frac{{\∂}^{2}f}{\∂R^2}\left(R^{\left(k\right)}\right)(R-R^{\left(k\right)})---\left(4\right)$

步骤B5：对公式⑷得到的泰勒函数的级数展开式求取极值得到极值点：

$\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{(k+1)}\right)=\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)+{(R^{(k+1)}-R^{\left(k\right)})}^T\frac{{\∂}^{2}f}{\∂R^2}\left(R^{\left(k\right)}\right)=0---\left(5\right)$

步骤B6：若可逆，则得到：

$R^{(k+1)}=R^{\left(k\right)}-{\left(\frac{{\∂}^{2}f}{\∂R^2}\left(R^{\left(k\right)}\right)\right)}^{-1}\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)---\left(6\right)$

步骤B7：再对在R^(k)处求导数，得到：

$\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)=-2{\left(\frac{\∂U_n}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)\right)}^T(U_n\left(R^{\left(k\right)}\right)-U_{n0})---\left(7\right)$

步骤B8：由公式⑺推导并忽略高阶项得：

$\frac{{\∂}^{2}f}{\∂R^2}\left(R^{\left(k\right)}\right)=2{\left(\frac{\∂U_n}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)\right)}^T{U}_n\left(R^{\left(k\right)}\right)---\left(8\right)$

因此得到： $R^{(k+1)}=R^{\left(k\right)}-{\left(J_k^T{J}_k\right)}^{-1}{J}_k^T(U_n\left(R^{\left(k\right)}\right)-U_{n0})---\left(9\right)$

其中为雅可比矩阵；式(9)即为接地网故障诊断方程的NR法迭代公式，从而求解出未知的支路电阻值；

步骤B8：根据接地网支路电阻值变化情况，与各个支路的支路电阻设计值相比较，依据接地网腐蚀程度判别标准，从而对接地网腐蚀情况进行状态评估；

步骤C：将步骤B中得到的接地网支路电阻值数据发送给三维成像系统进行三维成像，具体步骤如下：

步骤C1：首先，将整个计算场域剖分为有限个离散单元；

步骤C2：根据步骤步骤B中计算的接地网支路电阻值和待测接地网周围的土壤电阻率，计算出每个离散单元的电导率；

步骤C3：根据步骤C2提供的每个离散单元的电导率，结合待测接地网的拓扑结构，对接地网支路电阻与周围土壤进行三维成像，图像包括接地网的三维拓扑结构以及支路电阻大小；

步骤D：将步骤B中得到的接地网支路电阻值数据发送给数字信息存储系统，根据接地网支路电阻值和支路的腐蚀速率，测算接地网支路的使用寿命，对接地网进行状态评估，构建接地网状态的数字档案管理系统保存接地网状态评估结果；

步骤E：接地网状态评估系统通过状态信息输出系统将接地网支路电阻值数据发送给故障报警系统，当故障报警系统接收到的信号处于报警范围内时，则报警。

步骤A所述的四电极法的步骤采用如下方式：

Ⅰ：选取接地网中任意两个节点，并注入稳定的电流；

Ⅱ：选取另外的两个节点，测量这两个节点的电压，即提取了节点的电压值；

Ⅲ：重复上述步骤Ⅰ和Ⅱ，直至测量到所有的节点的电压值。

本发明利用数据采集系统采集接地网多个节点的电压值，并将节点的电压值发送给接地网状态评估系统，接地网状态评估系统采用基于逆问题的接地支路导体阻抗计算方法对接地网各支路状态进行求解；再将求解得到的接地网各支路电阻值发送给三维成像系统、数字信息存储系统、状态信息输出系统和故障报警系统；进一步地，通过三维成像系统对接地网导体受腐蚀情况及周围土壤进行三维成像，使观测者更加直观、形象的查看接地网的腐蚀状态，并将成像数据及各接地网评估数据存储在数字信息存储系统中，长久性存储，随时可以调取监测状态；同时，利用状态信息输出系统将各种参数值发送给故障报警系统，当触发故障报警系统的报警条件时，进行报警，及时通知值班人员进行检测、处理。

利用本发明能够对接地网的阻抗进行三维成像与诊断，还能为每个被检测的接地网建立数字化检测档案，实现对接地网状态的长期跟踪。同时，提高了系统的自动化性能，减少了工作者的人工参与，降低劳动量。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图；

图2为本发明的四电极法测接地网节点电压示意图；

图3为本发明的有限元法三维成像效果示意图；

图4为本发明的三维成像效果示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明包括数据采集系统、接地网状态评估系统、三维成像系统、数字信息存储系统、状态信息输出系统和故障报警系统，所述的数据采集系统的信号输出端连接接地网状态评估系统的信号采集端，接地网状态评估系统采用基于逆问题的接地支路导体阻抗计算方法对接地网各支路状态进行求解；接地网状态评估系统的第一信号输出端连接三维成像系统，三维成像系统采用有限元法，对接地网导体受腐蚀情况及周围土壤进行三维成像；接地网状态评估系统的第二信号输出端连接数字信息存储系统，数字信息存储系统基于成像结果和接地支路导体阻抗计算结果的基础上，得出接地网各支路腐蚀程度评估结果，形成变电站接地网三维成像与状态评估的数字化系统；接地网状态评估系统的第三信号输出端通过状态信息输出系统进行显示；状态信息输出系统的信号输出端连接故障报警系统的信号输入端。

变电站接地网三维数字化监控方法，包括以下步骤：

步骤A：首先，利用数据采集系统测取接地网电压值，数据采集系统采用四电极法测取接地网部分节点的电压值；四电极法的步骤采用如下方式：

Ⅰ：选取接地网中任意两个节点，并注入稳定的电流；

Ⅱ：选取另外的两个节点，测量这两个节点的电压，即提取了节点的电压值；

Ⅲ：重复上述步骤Ⅰ和Ⅱ，直至测量到所有的节点的电压值；

按照如上四电极法测取电压值数据，可以有效提高数据测取精度。

步骤B：数据采集系统将测取的接地网部分节点的电压值发送给接地网状态评估系统，接地网状态评估系统采用基于逆问题的接地支路导体阻抗计算方法对接地网各支路状态进行求解，求解过程如下步骤：

步骤B1：将接地网等效为纯电阻网络，假设接地网具有N个节点和B条支路，则根据电网络理论列方程有：

$\left\{\begin{array}{c}{Y}_n{U}_n=I_n\\ Y_n=A{Y}_b{A}^T\\ U_b=A^T{U}_n\\ I_b=Y_b{U}_b\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中A为网络的关联矩阵；Y_b为支路导纳矩阵，Y_n为节点导纳矩阵；U_b为支路电压向量；U_n为节点电压向量；I_n为节点电流向量；I_b为支路电流向量；

步骤B2：假设U_n0为被测接地网的节点电压的测量值；U_n(R)为被测接地网的节点电压理论计算值，其中，U_n(R)是关于R的函数，R为未知量；则，将f(R)最小化，求得符合测量值的变化量为：

$\min f\left(R\right)=\frac{1}{2}{\left|\right|U_n\left(R\right)-U_{n0}\left|\right|}^2,R={[R_1,R_2,,R_B]}^T---\left(2\right)$

步骤B3：根据最小二乘法原理，由公式⑵得：

$\frac{\∂f}{\∂R}=-[U_n\left(R\right)-U_{n0}]\frac{\∂U_n\left(R\right)}{\∂R}=0---\left(3\right)$

步骤B4：再将目标函数f(R)＝||U_n(R)-U_n0||²在R^(k)处用泰勒级数展开近似为：

$f\left(R\right)=f\left(R^{\left(k\right)}\right)+\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)(R-R^{\left(k\right)})+\frac{1}{2}{(R-R^{\left(k\right)})}^T\frac{{\∂}^{2}f}{\∂R^2}\left(R^{\left(k\right)}\right)(R-R^{\left(k\right)})---\left(4\right)$

步骤B5：对公式⑷得到的泰勒函数的级数展开式求取极值得到极值点：

$\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{(k+1)}\right)=\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)+{(R^{(k+1)}-R^{\left(k\right)})}^T\frac{{\∂}^{2}f}{\∂R^2}\left(R^{\left(k\right)}\right)=0---\left(5\right)$

步骤B6：若可逆，则得到：

$R^{(k+1)}=R^{\left(k\right)}-{\left(\frac{{\∂}^{2}f}{\∂R^2}\left(R^{\left(k\right)}\right)\right)}^{-1}\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)---\left(6\right)$

步骤B7：再对在R^(k)处求导数，得到：

$\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)=-2{\left(\frac{\∂U_n}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)\right)}^T(U_n\left(R^{\left(k\right)}\right)-U_{n0})---\left(7\right)$

步骤B8：由公式⑺推导并忽略高阶项得：

$\frac{{\∂}^{2}f}{\∂R^2}\left(R^{\left(k\right)}\right)=2{\left(\frac{\∂U_n}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)\right)}^T{U}_n\left(R^{\left(k\right)}\right)---\left(8\right)$

因此得到： $R^{(k+1)}=R^{\left(k\right)}-{\left(J_k^T{J}_k\right)}^{-1}{J}_k^T(U_n\left(R^{\left(k\right)}\right)-U_{n0})---\left(9\right)$

其中为雅可比矩阵；式(9)即为接地网故障诊断方程的NR法迭代公式，从而求解出未知的支路电阻值；

步骤B8：根据接地网支路电阻值变化情况，与各个支路的支路电阻设计值相比较，依据接地网腐蚀程度判别标准，从而对接地网腐蚀情况进行状态评估；

步骤C：将步骤B中得到的接地网支路电阻值数据发送给三维成像系统进行三维成像，具体步骤如下：

步骤C1：首先，将整个计算场域剖分为有限个离散单元；

步骤C2：根据步骤步骤B中计算的接地网支路电阻值和待测接地网周围的土壤电阻率，计算出每个离散单元的电导率；

步骤C3：根据步骤C2提供的每个离散单元的电导率，结合待测接地网的拓扑结构，对接地网支路电阻与周围土壤进行三维成像，图像包括接地网的三维拓扑结构以及支路电阻大小；

步骤D：将步骤B中得到的接地网支路电阻值数据发送给数字信息存储系统，根据接地网支路电阻值和支路的腐蚀速率，测算接地网支路的使用寿命，对接地网进行状态评估，构建接地网状态的数字档案管理系统保存接地网状态评估结果；

步骤E：接地网状态评估系统通过状态信息输出系统将接地网支路电阻值数据发送给故障报警系统，当故障报警系统接收到的信号处于报警范围内时，则报警。

下面结合附图详细说明本发明的工作原理：

当需要对被测接地网进行腐蚀情况检测时，如图2所示，数据采集系统采用四电极法测取接地网部分节点的电压值；随机选取接地网中任意两个节点，例如节点N1和节点N8，通过励磁电流源U_I向节点N1和节点N8注入稳定的电流；励磁电流源U_I能够稳定地输出电流信号，保证电能输送的稳定性。之后，随机选取另外的两个节点，例如节点N2和节点N4，利用电压测量表V测量这两个节点的电压U2和U4；重复上述节点的选择方式，直至测量到所有的节点的电压值。此时，测得的是被测接地网节点的实际测量值，即U_n0。实际测量中的被测接地网具有设计时的一些参数，比如该接地网存在多少条支路、各条支路上的导体的阻抗参数、土壤的电阻率等等。所以，实际测量中的被测接地网都存在有一些设计参数，根据接地网导体的长度、电阻率、横截面积计算出导体的设计电阻，这些参数都是已知的。

若接地网状态评估系统将该接地网等效为纯电阻网络，并假设该接地网具有N个节点和B条支路，则根据电网络理论，可以列方程有：

$\left\{\begin{array}{c}{Y}_n{U}_n=I_n\\ Y_n=A{Y}_b{A}^T\\ U_b=A^T{U}_n\\ I_b=Y_b{U}_b\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中A为网络的关联矩阵；Y_b为支路导纳矩阵，Y_n为节点导纳矩阵；U_b为支路电压向量；U_n为节点电压向量；I_n为节点电流向量；I_b为支路电流向量。

同时，假设U_n0为被测接地网的节点电压的测量值；U_n(R)为被测接地网的节点电压理论计算值，其中，U_n(R)是关于R的函数，R为未知量；则，将f(R)最小化，求得符合测量值的变化量为：

$\min f\left(R\right)=\frac{1}{2}{\left|\right|U_n\left(R\right)-U_{n0}\left|\right|}^2,R={[R_1,R_2,,R_B]}^T---\left(2\right)$

根据最小二乘法原理，由公式⑵得：

$\frac{\∂f}{\∂R}=-[U_n\left(R\right)-U_{n0}]\frac{\∂U_n\left(R\right)}{\∂R}=0---\left(3\right)$

再将目标函数f(R)＝||U_n(R)-U_n0||²在R^(k)处用泰勒级数展开近似为：

$f\left(R\right)=f\left(R^{\left(k\right)}\right)+\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)(R-R^{\left(k\right)})+\frac{1}{2}{(R-R^{\left(k\right)})}^T\frac{{\∂}^{2}f}{\∂R^2}\left(R^{\left(k\right)}\right)(R-R^{\left(k\right)})---\left(4\right)$

对公式⑷得到的泰勒函数的级数展开式求取极值得到极值点：

$\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{(k+1)}\right)=\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)+{(R^{(k+1)}-R^{\left(k\right)})}^T\frac{{\∂}^{2}f}{\∂R^2}\left(R^{\left(k\right)}\right)=0---\left(5\right)$

若可逆，则得到：

$R^{(k+1)}=R^{\left(k\right)}-{\left(\frac{{\∂}^{2}f}{\∂R^2}\left(R^{\left(k\right)}\right)\right)}^{-1}\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)---\left(6\right)$

再对在R^(k)处求导数，得到：

$\frac{\∂f}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)=-2{\left(\frac{\∂U_n}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)\right)}^T(U_n\left(R^{\left(k\right)}\right)-U_{n0})---\left(7\right)$

由公式⑺推导并忽略高阶项得：

$\frac{{\∂}^{2}f}{\∂R^2}\left(R^{\left(k\right)}\right)=2{\left(\frac{\∂U_n}{\∂R}\left(R^{\left(k\right)}\right)\right)}^T{U}_n\left(R^{\left(k\right)}\right)---\left(8\right)$

因此得到： $R^{(k+1)}=R^{\left(k\right)}-{\left(J_k^T{J}_k\right)}^{-1}{J}_k^T(U_n\left(R^{\left(k\right)}\right)-U_{n0})---\left(9\right)$

其中为雅可比矩阵；式(9)即为接地网故障诊断方程的NR法迭代公式，从而求解出未知的支路电阻值；

根据接地网支路电阻值变化情况，与各个支路的支路电阻设计值相比较，依据接地网腐蚀程度判别标准，从而对接地网腐蚀情况进行状态评估。接地网腐蚀程度判别标准在本领域中属于一个评判的标准，当支路电阻超出设计值的部分与接地网腐蚀程度判别标准相比后，就可以判定接地网受腐蚀的情况，一般情况下，差值越大，受到的腐蚀越严重，成像的情况也会有所显示。

之后，将步骤B中得到的接地网支路电阻值数据发送给三维成像系统进行三维成像，具体步骤如下：

首先，将整个计算场域剖分为有限个离散单元；对三维场域，常用四面体、五面体或六面体单元剖分。

根据步骤步骤B中计算的接地网支路电阻值和待测接地网周围的土壤电阻率，计算出每个离散单元的电导率；

根据步骤C2提供的每个离散单元的电导率，结合待测接地网的拓扑结构，对接地网支路电阻与周围土壤进行三维成像，图像包括接地网的三维拓扑结构以及支路电阻大小。

如图3和图4所示，为利用有限元剖分成像效果图，图4中，颜色深的地方，标示阻抗的阻值越大，受到的腐蚀情况越严重。

最后，将步骤B中得到的接地网支路电阻值数据发送给数字信息存储系统，根据接地网支路电阻值和支路的腐蚀速率，测算接地网支路的使用寿命，对接地网进行状态评估，构建接地网状态的数字档案管理系统保存接地网状态评估结果。

接地网状态评估系统通过状态信息输出系统将接地网支路电阻值数据发送给故障报警系统，当故障报警系统接收到的信号处于报警范围内时，则报警。

Claims (3)

1.一种变电站接地网三维数字化监控装置，其特征在于：包括数据采集系统、接地网状态评估系统、三维成像系统、数字信息存储系统、状态信息输出系统和故障报警系统，所述的数据采集系统的信号输出端连接接地网状态评估系统的信号采集端，接地网状态评估系统采用基于逆问题的接地支路导体阻抗计算方法对接地网各支路状态进行求解；接地网状态评估系统的第一信号输出端连接三维成像系统，三维成像系统采用有限元法，对接地网导体受腐蚀情况及周围土壤进行三维成像；接地网状态评估系统的第二信号输出端连接数字信息存储系统，数字信息存储系统基于成像结果和接地支路导体阻抗计算结果的基础上，得出接地网各支路腐蚀程度评估结果，形成变电站接地网三维成像与状态评估的数字化系统；接地网状态评估系统的第三信号输出端通过状态信息输出系统进行显示；状态信息输出系统的信号输出端连接故障报警系统的信号输入端。

2.一种变电站接地网三维数字化监控方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A：首先，利用数据采集系统测取接地网电压值，数据采集系统采用四电极法测取接地网部分节点的电压值；

步骤B：数据采集系统将测取的接地网部分节点的电压值发送给接地网状态评估系统，接地网状态评估系统采用基于逆问题的接地支路导体阻抗计算方法对接地网各支路状态进行求解，求解过程如下步骤：

步骤B1：将接地网等效为纯电阻网络，假设接地网具有N个节点和B条支路，则根据电网络理论列方程有：

式中A为网络的关联矩阵；Y_b为支路导纳矩阵，Y_n为节点导纳矩阵；U_b为支路电压向量；U_n为节点电压向量；I_n为节点电流向量；I_b为支路电流向量；

步骤B2：假设U_n0为被测接地网的节点电压的测量值；U_n(R)为被测接地网的节点电压理论计算值，其中，U_n(R)是关于R的函数，R为未知量；则，将f(R)最小化，求得符合测量值的变化量为：

步骤B3：根据最小二乘法原理，由公式⑵得：

步骤B4：再将目标函数f(R)＝||U_n(R)-U_n0||²在R^(k)处用泰勒级数展开近似为：

步骤B5：对公式⑷得到的泰勒函数的级数展开式求取极值得到极值点：

步骤B6：若可逆，则得到：

步骤B7：再对在R^(k)处求导数，得到：

步骤B8：由公式⑺推导并忽略高阶项得：

因此得到：

其中为雅可比矩阵；式(9)即为接地网故障诊断方程的 NR法迭代公式，从而求解出未知的支路电阻值；

步骤B9：根据接地网支路电阻值变化情况，与各个支路的支路电阻设计值相比较，依据接地网腐蚀程度判别标准，从而对接地网腐蚀情况进行状态评估；

步骤C：将步骤B中得到的接地网支路电阻值数据发送给三维成像系统进行三维成像，具体步骤如下：

步骤C1：首先，将整个计算场域剖分为有限个离散单元；

步骤C2：根据步骤步骤B中计算的接地网支路电阻值和待测接地网周围的土壤电阻率，计算出每个离散单元的电导率；

步骤C3：根据步骤C2提供的每个离散单元的电导率，结合待测接地网的拓扑结构，对接地网支路电阻与周围土壤进行三维成像，图像包括接地网的三维拓扑结构以及支路电阻大小；

步骤D：将步骤B中得到的接地网支路电阻值数据发送给数字信息存储系统，根据接地网支路电阻值和支路的腐蚀速率，测算接地网支路的使用寿命，对接地网进行状态评估，构建接地网状态的数字档案管理系统保存接地网状态评估结果；

步骤E：接地网状态评估系统通过状态信息输出系统将接地网支路电阻值数据发送给故障报警系统，当故障报警系统接收到的信号处于报警范围内时，则报警。

3.根据权利要求2所述的变电站接地网三维数字化监控方法，其特征在于：步骤A所述的四电极法的步骤采用如下方式：

Ⅰ：选取接地网中任意两个节点，并注入稳定的电流；

Ⅱ：选取另外的两个节点，测量这两个节点的电压，即提取了节点的电压值；

Ⅲ：重复上述步骤Ⅰ和Ⅱ，直至测量到所有的节点的电压值。