CN106597555B - 一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法 - Google Patents

一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106597555B
CN106597555B CN201611110974.0A CN201611110974A CN106597555B CN 106597555 B CN106597555 B CN 106597555B CN 201611110974 A CN201611110974 A CN 201611110974A CN 106597555 B CN106597555 B CN 106597555B
Authority
CN
China
Prior art keywords
grid
characteristic value
grounding grid
corrosion degree
grounding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611110974.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106597555A (zh
Inventor
王谦
吴高林
付志红
杨勃
鲍明晖
秦善强
籍勇亮
王浩文
邱婧竹
王唯
叶艺楠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University
Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Original Assignee
Chongqing University
Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University, Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd, State Grid Corp of China SGCC filed Critical Chongqing University
Priority to CN201611110974.0A priority Critical patent/CN106597555B/zh
Publication of CN106597555A publication Critical patent/CN106597555A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106597555B publication Critical patent/CN106597555B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/006Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light of metals

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

本申请公开的一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法,包括:获取接地网上方测线的纵向电阻率断面图;根据上述接地网的电阻率,定义相应腐蚀程度的特征值,其中,将未腐蚀的接地网的特征值定义为1,上述特征值与腐蚀程度呈正相关;根据定义的特征值,将上述纵向电阻率断面图转换成相应的单网格基准特征值变化曲线;根据上述单网格基准特征值变化曲线对上述接地网的腐蚀程度进行评价。可见,本申请根据纵向电阻率断面图和定义的特征值,利用单网格基准特征值变化曲线对该接地网的腐蚀程度进行评价,在不开挖的前提下,对接地网腐蚀程度进行准确评价。本申请还公开了一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价系统,具有与上述方法相同的技术效果。

Description

一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法
技术领域
本发明涉及接地网腐蚀程度检测技术领域,特别涉及一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法。
背景技术
接地网属于地下隐蔽工程,受土壤环境和电气设备影响,特别是对于正在运行的接地网,很难对其腐蚀程度进行有效的检测和状态评价。按照现行电力试验标准和规程,目前对变电站接地网内部隐蔽缺陷的预知性检测主要是采用接地电阻测试,但由于接地网采用网状结构,除非设备的接地引下装置与接地网彻底断开,或接地网已大面积严重腐蚀断裂,否则该方法难以反映地网的腐蚀状况,因此现有检测技术和评价方法对于接地网腐蚀的检测与评价存在明显的不足之处。尤其是在实际工程应用中,常根据土壤腐蚀率,依托变电站接地网设计拓扑图,凭经验估计接地网的腐蚀程度,然后开挖检查;这种方法带有盲目性,工作量大、效率低、经济性差,并且还受到现场运行条件等因素的限制,不能准确、定量地判断接地网导体的腐蚀程度。
目前,接地网腐蚀检测方法主要基于电路理论(节点法)、场路法(电磁场分析法)、无损探测法和电化学法,仅能解决接地网腐蚀检测和评价的部分问题,而完整的解决目标应包括:①在线检测,不影响电网运行;②无损非开挖,提高效率、减少损失;③地网信息全面探测,包括断点、腐蚀和地网结构探测,解决无先验信息难题,无需地网设计资料。
按照目前的主流观点,可以通过以下四个途径来解决上述问题:
第一、接地网节点分析法,其诊断原理如图1所示。参见图2所示,主要测量流程为建立腐蚀评价方程,利用接地网拓扑结构图及接地网引下线间的电阻测量值求解方程,判断出接地网支路导体的电阻变化值,将它与标称值相比较,从而判断出接地网导体腐蚀情况。
该方法需要知道地网拓扑结构,许多地网施工并不规范,难以建立精确地网模型;并需在若干裸露在外的接地端测试,无法在线监测;现场试验存在很多问题,比如设计施工图纸不全,测量引线电阻、接地引线故障,甚至接地网残缺,新地网与老地网的相连,电缆支架和门型构架影响等,同时由于接地引下线的位置固定、数量有限,测量的精度、检测效率和实用性有限,对接地引线的选取限制也不利于此方法的应用。
第二、电化学分析法,参见图3所示,诊断原理主要基于交流阻抗技术,通过将土壤电化学分析装置的碳钢电极、参比电极和辅助电极插入土壤中,用小幅度交流信号扰动土壤体系,观察体系在稳态时对扰动的跟随情况,得到电极的交流阻抗谱,进而计算电极的极化电阻及腐蚀速率等参数,从而判断接地网导体当前腐蚀情况,结合地网历史数据,估算接地体的已腐蚀量。
该方法通过测定接地网的导体与土壤腐蚀体系的电化学特性,确定接地体的腐蚀程度或速率。线性极化法,电化学阻抗法,电位测量法等检测方法,都可以用于接地网的腐蚀检测,但无法判断故障点,另外,电磁干扰影响了应用效果。
第三、电磁场分析法,参见图4所示,诊断原理主要通过激励源子系统向接地网注入电流激励,并通过接收子系统抽出异频的正弦电流激励,然后基于监测子系统测量地表面磁感应强度分布情况,通过同步子系统对比正常情况和故障时地表面磁感应强度分布的特征,诊断出接地网导体变细和断点等缺陷故障。
该方法通过测量接地网的地表电位或磁场分布,通过与理论模型的比较,获得局部电场或磁场的变化,以此判定接地网缺陷。但是,该方法也有局限:分析对象为电磁场分布,不是接地网物理参数,易受激励源及激励方式、外部环境等影响;激励源位置影响了背景场分布,难以建立统一的适用于不同坐标的评价指标;需要在地网注入电流,输入和抽出电流引线也会产生电磁场影响;布极方式、接地材料、接地极,以及地层情况千差万别,在垂直接地极、电解离子接地极和接地导体不均匀分布、复杂土壤电阻率等情况下的电磁场分布还缺乏研究,在复杂情况下的应用将受到严峻挑战。
第四、大电流法,参见图5所示,主要原理是通过电流源给地网接地引下线间施加大功率的工频大流,通过测量装置测量工频接地电阻、电位分布和接触电压等,分析诊断地网的性能和运行状况。大电流法是大型接地网的常规检测内容,根据《输变电设备状态检修试验规程》(Q/GDWDDD 1168—2013)要求,接地网接地阻抗测量基准周期为6年,若接地网接地阻抗或接触电压和跨步电压测量不符合设计要求,怀疑接地网被严重腐蚀时,应进行开挖检查。修复或恢复之后,应进行接地阻抗、接触电压和跨步电压测量,测量结果应符合设计要求。但本方法在测量时需要停电和大电流源,另外这种方法只对存在多个断点的情况敏感,无法反映腐蚀情况。
综上所述,如何提高评价接地网的腐蚀程度的准确性是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法,可以显著提高评价接地网的腐蚀程度的准确性。其具体方案如下:
一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法,包括:
获取接地网上方测线的纵向电阻率断面图;
根据所述接地网的电阻率,定义相应腐蚀程度的特征值,其中,将未腐蚀的接地网的特征值定义为1,所述特征值与腐蚀程度呈正相关;
根据定义的特征值,将所述纵向电阻率断面图转换成相应的单网格基准特征值变化曲线;
根据所述单网格基准特征值变化曲线对所述接地网的腐蚀程度进行评价。
优选的,获取接地网上方测线的纵向电阻率断面图包括:
在欲诊断的接地网上方设置测线,确定测点;
对所述测点发射脉冲信号,根据相应的响应信号,按照预设公式转化为相应的磁场信号;
根据所述磁场信号,利用成图软件生成纵向电阻率断面图。
优选的,使用进化算法混合神经网络,将所述纵向电阻率断面图转换成相应的单网格基准特征值变化曲线。
优选的,所述接地网为金属网格,包括四个区域,其中,第一区域、第二区域和第三区域的金属网格的横截面积依次增大,第四区域的金属网格的横截面积与所述第二区域的金属网格的横截面积相同,且所述第四区域的金属网格设有4个断裂口。
优选的,所述金属网格为扁钢网格,其中,所述第一区域的扁钢的横截面尺寸为60mm×6mm,所述第二区域和所述第四区域的扁钢的横截面尺寸均为40mm×4mm,所述第一区域的扁钢的横截面尺寸为20mm×3mm。
优选的,所述脉冲信号为斜阶跃关断脉冲信号,其中所述斜阶跃关断信号参数为电流18A,关断时间为320μs,采样时间为62.5ms,数据叠加次数为21次。
本发明公开的一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法,包括:获取接地网上方测线的纵向电阻率断面图;根据上述接地网的电阻率,定义相应腐蚀程度的特征值,其中,将未腐蚀的接地网的特征值定义为1,上述特征值与腐蚀程度呈正相关;根据定义的特征值,将上述纵向电阻率断面图转换成相应的单网格基准特征值变化曲线;根据上述单网格基准特征值变化曲线对上述接地网的腐蚀程度进行评价。可见,本发明采用瞬变电磁法,通过对接地网发射脉冲信号,根据相应的响应信号,生成纵向电阻率断面图,利用电阻率和腐蚀程度的对应关系,根据上述接地网的电阻率,定义相应腐蚀程度的特征值,其中,将未腐蚀的接地网的特征值定义为1,上述特征值与腐蚀程度呈正相关;根据定义的特征值,将上述纵向电阻率断面图转换成相应的单网格基准特征值变化曲线,通过单网格基准特征值变化曲线对该接地网的腐蚀程度进行评价,从而在不开挖非接触的前提下,对接地网腐蚀程度进行准确评价。
本发明还公开了一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价系统,包括用于存储工作指令的存储器和用于处理所述工作指令的处理器,其中,所述工作指令包括:
电阻率断面图获取指令,用于获取接地网上方测线的纵向电阻率断面图;
特征值定义指令,用于根据所述接地网的电阻率,定义相应腐蚀程度的特征值,其中,将未腐蚀的接地网的特征值定义为1,所述特征值与腐蚀程度呈正相关;
特征值变化曲线转换指令,用于根据定义的特征值,将所述纵向电阻率断面图转换成相应的单网格基准特征值变化曲线,以对所述接地网的腐蚀程度进行评价。
本发明还公开的一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价系统,具有与上述方法相同的技术效果,在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术公开的节点分析法诊断的原理图;
图2为现有技术公开的电网络法测量的流程示意图;
图3为现有技术公开的交流阻抗技术法诊断的原理图;
图4为现有技术公开的电磁感应法诊断的原理图;
图5为现有技术公开的大电流法测量示意图;
图6为本发明实施例公开的一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法的流程示意图;
图7为本发明实施例公开的一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法实施方案中的接地网格设置示意图;
图8为本发明实施例公开的一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法实施方案中的测线和测点的设置示意图;
图9为本发明实施例公开的一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法在实施方案中表示接地网位置和相应纵向电阻率断面图的示意图;
图10为本发明实施例公开的一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法在具体实施方案中的单网格基准特征值变化曲线示意图;
图11为本发明实施例公开的一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价系统的模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
瞬变电磁法作为一种地球物理方法,可以实现宽深度高精细的地层电性探测,较探地雷达更能直观反映电性参数(探地雷达不能反映电阻率且探测深度浅);较可控源电磁法和大地电磁法探测深度更浅,纵向分辨率高;较直流电法、可控源电磁法应用更加方便,可实现无接触测量。
本发明实施例公开了一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法,通过定期对接地网地层断面电阻率扫描分析,研究接地网腐蚀机理,可以在不开挖非接触的前提下,对接地网腐蚀程度进行准确评价。
一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法,参见图6所示,包括步骤S1至S4,其中:
步骤S1:获取接地网上方测线的纵向电阻率断面图。
在一种具体的实施例中,参见图7所示(图中单位为毫米),接地网为24m×24m,网格间距4m的金属网格,埋在宽0.4m,深度0.6m的接地沟E中,每个节点需要引2根绝缘导线引出,为了避免导线对测量过程产生影响,从而获得更好的效果,导线采用绝缘截面为2.5平方毫米的绝缘导线,当然,也可采用绝缘面积更大、绝缘效果更好的导线。该金属网格共4个区,A区采用60mm×6mm扁钢;B区采用40mm×4mm扁钢;C区采用20mm×3mm,D区采用40mm×4mm扁钢,有4个断裂口,断裂口分别为10mm、20mm、30mm和50mm,其中,扁钢横截面较大的边处于水平设置。
可以理解的是,接地网也可使用其他金属,此时电阻率则为与该金属电阻率对应。同时,金属网格的尺寸,间距,以及金属网格的横截面均可以采用其他数据,但应覆盖接地网所在区域。例如,采用20m×20m,网格间距3.5m的铜网格,且铜网格横截面为圆形,此时,对接地网腐蚀程度检测的步骤相同,且获得的结果也应相同。
可以对步骤S1进行进一步细化,获取接地网上方测线的纵向电阻率断面图包括步骤S11至S13,其中:
步骤S11:在欲诊断的接地网上方设置测线,确定测点。
参见图8所示,在本实施方案中,接地网上的测线竖直布置,不同测线分别穿过A区和C区,B区和D区,测线测点间距40cm。当然测线也可横向布置,测点间距也可为其他距离,由于测试原理相同,在此不再赘述。
步骤S12:对上述测点发射脉冲信号,根据相应的响应信号,按照预设公式转化为相应的磁场信号。
使用脉冲信号发送机来对测点发送脉冲信号,并通过瞬变电磁接收机在测点接收、观察响应信号,并根据相应信号生成纵向电阻率断面图。通过脉冲信号发送机的发送线圈发送脉冲信号,从而在地下建立一次脉冲磁场,在一次场间歇期间,形成地下涡流场并向下、向外扩散,称“烟圈效应”,此时利用瞬变电磁接收机的接收线圈观测二次涡流场,并经反演推断地层电阻率纵向分布,可形成纵向电阻率断面图。
在一种实施方案中,发射的脉冲信号为斜阶跃关断脉冲信号,其中上述斜阶跃关断信号参数为电流18A,关断时间为320μs,采样时间为62.5ms,数据叠加次数为21次。当然,在测试中也可施加其他的脉冲信号,测试过程和处理步骤相同。
该使用斜阶跃关断脉冲信号的实施方案中,预设公式为:
Figure BDA0001172363110000071
其中,Bz为二次场垂向分量,f(u)为瞬变场参数,I为脉冲电流值,a为发射脉冲信号相应线圈的半径,μ为均匀半空间磁导率,其值近似为4π×10-7H/m,u为瞬变场参数,误差函数
Figure BDA0001172363110000072
求得
Figure BDA0001172363110000073
视电阻率
Figure BDA0001172363110000074
根据各测试点磁场信号相应的视电阻率,求取该测试点相应视深度的过程为:
电阻率
Figure BDA0001172363110000075
视深度
Figure BDA0001172363110000076
其中,tj和ti为采样时间且tj>ti,tji为tj和ti的算术平均值,ρj和ρi为对应采样时间tj和ti的视电阻率。
步骤S13:根据上述磁场信号,利用成图软件生成纵向电阻率断面图。
参见图9所示,测线穿过A区和C区的扁钢网格,横坐标为测线长度,共为9米,纵向表示视深度,其中,纵向电阻率断面图与接地网位置相对应,(1)黑色区域、(2)左斜条纹区域、(3)竖直线区域、(4)右斜条纹区域、(5)黑点区域和(6)白色区域分别表示测试点逐渐增大的电阻率。当然,为了更好更直观的表示纵向电阻率断面图,在实际检测中可使用对不同电阻率的区域采用不同颜色标记。
可以进一步说明的是,本发明实施例中,将MATLAB软件作为成图软件来生成电阻率断面图,当然也可以使用其他具有图像生成功能的软件生成电阻率断面图。
步骤S2:根据上述接地网的电阻率,定义相应腐蚀程度的特征值,其中,将未腐蚀的接地网的特征值定义为1,上述特征值与腐蚀程度呈正相关。
本实施方案中,通过特征值来定义接地网的腐蚀程度,其中,接地网(即金属网格)的横截面积与腐蚀程度呈负相关;众所周知,导体的横截面积与电阻率呈反比,因此,接地网的腐蚀程度与电阻率呈正相关。将未腐蚀的接地网的特征值设置为1,若所测试的接地网出现腐蚀,则该接地网测量点的特征值相应增大,例如,当电阻率增大10%,则定义腐蚀程度的特征值为1.1。
可以理解的是,在实际中接地网相应腐蚀程度的特征值计算时可考虑不同的影响参数,包括接地网横截面积、该接地网的导电率,并设置不同的权重系数,例如,接地网横截面积权重位置为0.6、导电率权重设置为0.4,从而计算特征值。
步骤S3:根据定义的特征值,将上述纵向电阻率断面图转换成相应的单网格基准特征值变化曲线。
根据步骤S2中定义的特征值,根据对测线上的测点所获得的特征值处理后生成单网格基准特征值变化曲线,该曲线横坐标为测试点位置,纵坐标为特征值。参见图10所示,该单网格基准特征值变化曲线由图9处理得到,横坐标为测线从0到900cm,根据步骤S1中的图9的相应内容可知,图9中在同一水平处电阻率有大致相同的区域,例如,在图9深度2米处的(6)白色区域中,1m处测点和8m处测点相对于其所在的基准剖面的扁钢网格的电阻率大致相同,而根据步骤S1中设置的扁钢网格可知,A区(即1米处)的扁钢横截面积比C区(即8米处)的扁钢横截面积大,众所周知,电阻的大小与导体的横截面积成反相关,也就是A区(即1米处)的扁钢的电阻比C区(即8米处)的扁钢的电阻小,测线表示的电阻率大致相同,即相当于表示1m处的导电程度小于8m处的导电程度,即8m处腐蚀程度较大。
此处,为了提高检测效率,通过进化算法混合神经网络进行单网格基准特征值变化曲线的生成,即在获取单网格基准特征值变化曲线的过程中,不断对处理过程中的数据进行更新;在实际中也可以不使用进化算法,即根据新获取的数据重新计算处理过程中的全部数据。当然,单网格基准特征值变化曲线也可设置纵坐标为测试点位置和横坐标为腐蚀程度的曲线图,仅存在坐标参数选择区别,在此不再赘述。
步骤S4:根据上述单网格基准特征值变化曲线对上述接地网的腐蚀程度进行评价。
参见图10所示,480cm-880cm的腐蚀程度偏大,接地网的对应是扁钢横截面小,即该范围腐蚀程度较大。
实际测试中,各测点以腐蚀程度通过特征值来衡量,特征值为与该金属电阻率的相对值,及用该测试点的电阻率除以该金属电阻率,若结果,即特征值为1或≈1,认为没有腐蚀;特征值越大表明腐蚀程度越高,腐蚀越严重。
可见,本发明实施例公开的一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法,采用瞬变电磁法,通过对接地网发射脉冲信号,根据相应的响应信号,生成纵向电阻率断面图,利用电阻率和腐蚀程度的对应关系,根据所述接地网的电阻率,定义相应腐蚀程度的特征值,其中,将未腐蚀的接地网的特征值定义为1,所述特征值与腐蚀程度呈正相关;根据定义的特征值,将所述纵向电阻率断面图转换成相应的单网格基准特征值变化曲线,通过单网格基准特征值变化曲线对该接地网的腐蚀程度进行评价,从而在不开挖非接触的前提下,对接地网腐蚀程度进行准确评价。
本发明还公开了一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价系统,包括用于存储工作指令111的存储器11和用于处理所述工作指令111的处理器12,其中,所述工作指令包括:
电阻率断面图获取指令111a,用于获取接地网上方测线的纵向电阻率断面图。
本发明中,电阻率断面图获取指令111a生效后,通过脉冲信号发送机来对测点发送脉冲信号,并通过瞬变电磁接收机在测点接收、观察响应信号,电阻率断面图获取模块根据相应信号生成纵向电阻率断面图。
在一种实施方案中,电阻率断面图获取指令生效后,通过脉冲信号发送机发射的脉冲信号为斜阶跃关断脉冲信号,其中上述斜阶跃关断信号参数为电流18A,关断时间为320μs,采样时间为62.5ms,数据叠加次数为21次。当然,在测试中也可施加其他的脉冲信号,测试过程和处理步骤相同。
该使用斜阶跃关断脉冲信号的实施方案中,预设公式为:
Figure BDA0001172363110000101
其中,Bz为二次场垂向分量,f(u)为瞬变场参数,I为脉冲电流值,a为发射脉冲信号相应线圈的半径,μ为均匀半空间磁导率,其值近似为4π×10-7H/m,u为瞬变场参数,误差函数
Figure BDA0001172363110000102
求得
Figure BDA0001172363110000103
视电阻率
Figure BDA0001172363110000104
根据各测试点磁场信号相应的视电阻率,求取该测试点相应视深度的过程为:
电阻率
Figure BDA0001172363110000105
视深度
Figure BDA0001172363110000106
其中,tj和ti为采样时间且tj>ti,tji为tj和ti的算术平均值,ρj和ρi为对应采样时间tj和ti的视电阻率。
根据得到的视电阻率和相应的视深度,通过MATLAB等具有成图功能的软件来生成纵向电阻率断面图。
特征值定义指令111b,用于根据所述接地网的电阻率,定义相应腐蚀程度的特征值,其中,将未腐蚀的接地网的特征值定义为1,所述特征值与腐蚀程度呈正相关。
本实施方案中,特征值定义指令111b生效后,处理器12通过特征值来定义接地网的腐蚀程度,其中,接地网(即金属网格)的横截面积与腐蚀程度呈负相关;众所周知,导体的横截面积与电阻率呈反比,因此,接地网的腐蚀程度与电阻率呈正相关。将未腐蚀的接地网的特征值设置为1,若所测试的接地网出现腐蚀,则该接地网测量点的特征值相应增大,例如,当电阻率增大10%,则定义腐蚀程度的特征值为1.1。
可以理解的是,在实际中接地网相应腐蚀程度的特征值计算时可考虑不同的影响参数,包括接地网横截面积、该接地网的导电率,并设置不同的权重系数,例如,接地网横截面积权重位置为0.6、导电率权重设置为0.4,从而计算特征值。
特征值变化曲线转换指令111c,用于根据定义的特征值,将所述纵向电阻率断面图转换成相应的单网格基准特征值变化曲线,以对所述接地网的腐蚀程度进行评价。
本发明实施例中,特征值变化曲线转换指令111c生效后,处理器12根据对测线上的测点所获得的特征值处理后生成单网格基准特征值变化曲线,该曲线横坐标为测试点位置,纵坐标为特征值。为了提高处理效率,处理器可通过进化算法混合神经网络进行处理,当然也可以通过传统的数据处理方式进行处理。
可见,本发明实施例公开的一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价系统,采用瞬变电磁法,对接地网发射脉冲信号,根据相应的响应信号,生成纵向电阻率断面图,利用电阻率和腐蚀程度的对应关系,根据所述接地网的电阻率,定义相应腐蚀程度的特征值,其中,将未腐蚀的接地网的特征值定义为1,所述特征值与腐蚀程度呈正相关;根据定义的特征值,将所述纵向电阻率断面图转换成相应的单网格基准特征值变化曲线,以对该接地网的腐蚀程度进行评价,从而在不开挖非接触的前提下,对接地网腐蚀程度进行准确评价。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法,其特征在于,包括:
在欲诊断的接地网上方设置测线,确定测点;
对所述测点发射脉冲信号,根据相应的响应信号,按照预设公式转化为相应的磁场信号;
根据所述磁场信号,利用成图软件生成纵向电阻率断面图;
根据所述接地网的电阻率,定义相应腐蚀程度的特征值,其中,将未腐蚀的接地网的特征值定义为1,所述特征值与腐蚀程度呈正相关,所述特征值由多个影响参数及各所述影响参数的权重加权计算得到;其中,所述影响参数包括所述接地网的横截面积和所述接地网的导电率;
根据定义的特征值,将所述纵向电阻率断面图转换成相应的单网格基准特征值变化曲线;
根据所述单网格基准特征值变化曲线对所述接地网的腐蚀程度进行评价。
2.根据权利要求1所述的瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法,其特征在于,使用进化算法混合神经网络,将所述纵向电阻率断面图转换成相应的单网格基准特征值变化曲线。
3.根据权利要求1所述的瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法,其特征在于,所述接地网为金属网格,包括四个区域,其中,第一区域、第二区域和第三区域的金属网格的横截面积依次增大,第四区域的金属网格的横截面积与所述第二区域的金属网格的横截面积相同,且所述第四区域的金属网格设有4个断裂口。
4.根据权利要求3所述的瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法,其特征在于,所述金属网格为扁钢网格,其中,所述第一区域的扁钢的横截面尺寸为60mm×6mm,所述第二区域和所述第四区域的扁钢的横截面尺寸均为40mm×4mm,所述第一区域的扁钢的横截面尺寸为20mm×3mm。
5.根据权利要求4所述的瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法,其特征在于,所述脉冲信号为斜阶跃关断脉冲信号,其中所述斜阶跃关断脉冲信号参数为电流18A,关断时间为320μs,采样时间为62.5ms,数据叠加次数为21次。
6.一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价系统,其特征在于,包括用于存储工作指令的存储器和用于处理所述工作指令的处理器,其中,所述工作指令包括:
电阻率断面图获取指令,用于在欲诊断的接地网上方设置测线,确定测点;对所述测点发射脉冲信号,根据相应的响应信号,按照预设公式转化为相应的磁场信号;根据所述磁场信号,利用成图软件生成纵向电阻率断面图;
特征值定义指令,用于根据所述接地网的电阻率,定义相应腐蚀程度的特征值,其中,将未腐蚀的接地网的特征值定义为1,所述特征值与腐蚀程度呈正相关,所述特征值由多个影响参数及各所述影响参数的权重加权计算得到;其中,所述影响参数包括所述接地网的横截面积和所述接地网的导电率;
特征值变化曲线转换指令,用于根据定义的特征值,将所述纵向电阻率断面图转换成相应的单网格基准特征值变化曲线,以对所述接地网的腐蚀程度进行评价。
CN201611110974.0A 2016-12-06 2016-12-06 一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法 Active CN106597555B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611110974.0A CN106597555B (zh) 2016-12-06 2016-12-06 一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611110974.0A CN106597555B (zh) 2016-12-06 2016-12-06 一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106597555A CN106597555A (zh) 2017-04-26
CN106597555B true CN106597555B (zh) 2020-03-06

Family

ID=58596473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611110974.0A Active CN106597555B (zh) 2016-12-06 2016-12-06 一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106597555B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109061379B (zh) * 2018-06-01 2020-01-24 吉林大学 基于感应电压微分法的接地网拓扑结构和断点识别方法
CN109580463B (zh) * 2018-11-22 2021-08-20 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种测量接地网腐蚀程度的方法
CN110347734A (zh) * 2019-06-11 2019-10-18 重庆工商大学融智学院 一种多源异构生态空间数据的集成方法
CN110243882A (zh) * 2019-06-27 2019-09-17 广西电网有限责任公司桂林供电局 多通道阻抗算法的接地网腐蚀探测装置
CN111044436A (zh) * 2019-11-12 2020-04-21 国网陕西省电力公司电力科学研究院 一种应用于变电站接地网腐蚀状态诊断的磁场延拓技术
CN112824871B (zh) * 2019-11-20 2022-11-15 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 基于瞬变电磁视电阻率成像技术的接地网缺陷诊断方法
CN111289842A (zh) * 2020-03-23 2020-06-16 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种评价接地网腐蚀程度的方法
CN111693454B (zh) * 2020-06-29 2023-05-02 付能翼 基于强极化技术的接地网整体腐蚀程度评价方法及系统
CN113219301A (zh) * 2021-04-30 2021-08-06 国网黑龙江省电力有限公司 一种接地网的电磁参量检测方法
CN113325238B (zh) * 2021-06-25 2023-04-07 重庆璀陆探测技术有限公司 接地网接地阻抗与腐蚀的一体化检测方法与系统
CN115184252B (zh) * 2022-09-07 2022-12-23 国网湖北省电力有限公司超高压公司 基于脉冲回波法的垂直接地极腐蚀损伤检测方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1245898A (zh) * 1999-07-02 2000-03-01 清华大学 发变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法及其测量、诊断系统
CN101216523A (zh) * 2007-12-28 2008-07-09 华北电力大学 变电站接地网缺陷诊断方法及装置
CN103197193A (zh) * 2013-03-25 2013-07-10 重庆市电力公司电力科学研究院 一种接地网腐蚀点确定方法及系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1245898A (zh) * 1999-07-02 2000-03-01 清华大学 发变电站接地网腐蚀及断点的诊断方法及其测量、诊断系统
CN101216523A (zh) * 2007-12-28 2008-07-09 华北电力大学 变电站接地网缺陷诊断方法及装置
CN103197193A (zh) * 2013-03-25 2013-07-10 重庆市电力公司电力科学研究院 一种接地网腐蚀点确定方法及系统

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A Novel Method for Fault Diagnosis of Grounding Grids;Cigong Yu .et al;《IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS》;20151231;第51卷(第6期);第5182-5188页 *
埋地金属管道腐蚀的瞬变电磁检测研究;邓贤远 等;《第十届中国国际地球电磁学术讨论会2011》;20111231;第333-336页 *
瞬变电磁法视电阻率成像的接地网断点诊断方法;付志红 等;《电工技术学报》;20140930;第29卷(第9期);第253-259页 *
管道腐蚀视电阻率成像检测技术;代璞璞;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》;20130115(第01期);第C034-17页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106597555A (zh) 2017-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106597555B (zh) 一种瞬变电磁法的接地网腐蚀程度评价方法
CN101034129B (zh) 发变电站接地网在线监测方法及其装置
CN106646142B (zh) 一种接地网断点诊断方法及瞬变电磁探测装置
CN101358827B (zh) 管道壁厚腐蚀检测、无损检测方法
WO2015074473A1 (zh) 一种瞬变电磁法的接地网断点诊断方法
CN104678229B (zh) 一种变电站接地网腐蚀监测系统
CN104897995B (zh) 基于地表电位的变电站接地网腐蚀检测系统及方法
CN102735992A (zh) 一种基于地表电位异频比较的接地网缺陷辨识方法及系统
CN102175597A (zh) 地铁杂散电流腐蚀在线监测系统的在线监测方法
CN105021953A (zh) 基于地表磁感应强度的变电站接地网腐蚀检测系统及方法
CN110161365B (zh) 一种基于电磁参数特征的接地网故障诊断方法及系统
CN109668938B (zh) 堤防渗漏通道三维磁测电阻率探测装置及方法
CN103149499A (zh) 变电站接地网的检测方法
CN105258765A (zh) 一种坝体静水位原位自动监测系统及方法
CN113686772A (zh) 一种埋地钢质长输油气管道综合外检测装置
CN101865817B (zh) 用于埋地金属腐蚀探测的传感器与探测方法
Dong et al. A diagnosis of grounding grid corrosion defects based on branch voltage disturbance
CN103941095B (zh) 一种对地下金属管道周围土壤的电阻率进行测试的方法
Liu et al. A magnetic detecting and evaluation method of substation’s grounding grids with break and corrosion
CN111693454B (zh) 基于强极化技术的接地网整体腐蚀程度评价方法及系统
CN104390907A (zh) 四电极土壤腐蚀检测探头
CN110174593B (zh) 采用电磁感应判断接地网断点位置的装置与方法
CN111880114A (zh) 一种输电铁塔接地体断点检测方法及系统
CN111289841A (zh) 一种接地网腐蚀探测定位方法和系统
CN110820814B (zh) 一种桩基检测装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant