CN107748198A - 基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断系统及方法 - Google Patents

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李志忠
王森
徐霞
汤亮亮
高峰
吴经锋
刘刚
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State Grid Corp of China SGCC
Wuhan NARI Ltd
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Wuhan NARI Ltd
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws

Abstract

本发明公开了一种基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断系统及方法，在变电站接地网的两根引下线导体之间接入发射机，发射机为正弦激励源，用于向接地网注入频率可调的激励电流以激发地表的磁感应强度信号；还包括放置在地面上的小推车，小推车上放置有两个相互垂直的探测线圈，用于探测磁感应强度信号并将其转变为感应电压信号；探测线圈依次连接着接收机、上位机，接收机用于采集和处理感应电压信号以获得幅度谱和相位谱，上位机采用LabVIEW软件绘制幅度和相位的二维、三维图形。本发明采取注入频率可调的大激励电流方式，硬件上采用陷波电路、滤波等措施，避开变电站强烈的电磁干扰，得到更加可靠的测量数据。

Description

基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断系统及方法
技术领域
本发明涉及接地网腐蚀诊断技术领域，更具体地说，涉及一种基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断系统及方法。
背景技术
接地网是变电站安全运行的重要保证，其接地性能的优劣直接关系到变电站内工作人员的人身安全各种电气设备的安全及正常运行，因而一直受到设计和生产运行部门的重视。近年来，查找接地网的严重腐蚀段成为电力部门一项重大的反事故措施。
以往在实际工程中，对于接地网故障点的测量，常根据地区的土壤腐蚀率，经验地估计接地网导体腐蚀程度，然后抽样挖开检查。这种方法带有盲目性、工作量大、速度慢，并且还受到现场运行条件的限制，不能准确地判断腐蚀程度和断点。同时，发变电站承担着国民生产和人民生活的重任，每次停电检修都不可避免地带来许多经济损失，给实际操作带来困难。
鉴于此，迫切需要研制一种简便、准确、安全可靠、可操作性强、不受现场运行条件限制，在不停电和非开挖的情况下，对变电站接地网腐蚀点进行检测的系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断系统及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断系统，在变电站接地网的两根引下线导体之间接入发射机，所述发射机为正弦激励源，用于向接地网注入频率可调的激励电流以激发地表的磁感应强度信号；还包括放置在地面上的小推车，所述小推车上放置有两个相互垂直的探测线圈，用于探测磁感应强度信号并将其转变为感应电压信号；所述探测线圈依次连接着接收机、上位机，所述接收机用于采集和处理感应电压信号以获得幅度谱和相位谱，所述上位机采用LabVIEW软件绘制幅度和相位的二维、三维图形。
在上述方案中，所述小推车的车轮上安装有编码器，用于记录所述小推车移动的路程。
本发明还提供一种基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断方法，包括以下步骤：
步骤S010，发射机在接地网的两个接地引下线之间注入频率可调的正弦激励电流，激发地表的磁感应强度信号；
步骤S020，两个相互垂直的探测线圈探测磁感应强度信号，并将其转变为感应电压信号；
步骤S030，接收机采集和处理感应电压信号，获得幅度谱和相位谱并上传至上位机；
步骤S040，上位机采用LabVIEW软件绘制幅度和相位的二维、三维图形；
步骤S050，根据幅度和相位的二维、三维图形对变电站接地网的腐蚀情况进行诊断。
优选地，在所述步骤S010中，发射机采用MSP430芯片和8254计数器获得频率可调的正弦激励电流信号，正弦激励电流信号通过输出功率为480W的D类定压式功率放大器后电流大小提高至1～19A。
优选地，在所述步骤S030中，感应电压信号经过接收机依次进行前置放大、程控衰减、50Hz陷波、程控放大和程控滤波后，与0°参考信号和90°参考信号经过接收机的锁相放大器AD630处理，获得磁感应强度的幅度谱和相位谱。
实施本发明基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断系统及方法，具有以下有益效果：
1、本发明采取注入频率可调的大激励电流方式，硬件上采用陷波电路、滤波等措施，避开变电站强烈的电磁干扰，得到更加可靠的测量数据。
2、本发明利用推车和两个垂直的探测线圈，可以同时测量一个测点横向和纵向的磁感应强度信号，车轮上安装了编码器，可自动记录推车行走的路程，提高工作效率，节省大量的时间成本和人力成本。
3、本发明利用锁相放大技术对线圈探测到的信号进行处理，得到磁感应强度信号的幅度和相位，使接地网腐蚀情况的诊断结果更加真实可靠。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断系统的结构示意图；
图2是接收机处理感应电压信号的流程示意图；
图3是上位机的功能示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明提供一种基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断系统，在变电站接地网的两根引下线导体之间接入发射机，发射机为正弦激励源，用于向接地网注入频率可调的激励电流以激发地表的磁感应强度信号。该诊断系统还包括放置在地面上的小推车，小推车上放置有两个相互垂直的探测线圈，用于探测磁感应强度信号并将其转变为感应电压信号。为使得检测更加便捷，小推车的车轮上安装有编码器，用于记录小推车移动的路程。探测线圈依次连接着接收机、上位机，接收机用于采集和处理感应电压信号以获得幅度谱和相位谱，上位机采用LabVIEW软件绘制幅度和相位的二维、三维图形。
本发明还提供一种基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断方法，包括以下步骤：
步骤S010，发射机在接地网的两个接地引下线之间注入频率可调的正弦激励电流，激发地表的磁感应强度信号。发射机采用MSP430芯片和8254计数器获得频率可调的正弦激励电流信号，以便选择适合的激励信号频率，正弦激励电流信号通过输出功率为480W的D类定压式功率放大器后电流大小提高至1～19A，从而提高信噪比，获得更好的数据提供诊断的可靠性。
步骤S020，两个相互垂直的探测线圈探测磁感应强度信号，并将其转变为感应电压信号。这样可以同时测量一个测点横向和纵向的磁感应强度信号，提高效率。
步骤S030，接收机采集和处理感应电压信号，获得幅度谱和相位谱并上传至上位机。如图2所示，感应电压信号经过接收机依次进行前置放大、程控衰减、50Hz陷波、程控放大和程控滤波后，与0°参考信号和90°参考信号经过接收机的锁相放大器AD630处理，获得磁感应强度的幅度谱和相位谱，克服现有技术所存在的测量数据单一缺陷。对感应电压信号的处理，通过利用程控衰减和程控放大实现放大倍数的自动调节，避免信号太大导致削波失真和信号过小导致信噪比降低。
步骤S040，上位机采用LabVIEW软件绘制幅度和相位的二维、三维图形，使得检测数据更加直观。上位机的功能如图3所示，主要包括下位机通信、系统检测参数显示、系统坐标设定、幅度相位波形二维/三维显示和数据存储与回放等功能。
步骤S050，根据幅度和相位的二维、三维图形对变电站接地网的腐蚀情况进行诊断。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (5)

1.一种基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断系统，其特征在于，在变电站接地网的两根引下线导体之间接入发射机，所述发射机为正弦激励源，用于向接地网注入频率可调的激励电流以激发地表的磁感应强度信号；还包括放置在地面上的小推车，所述小推车上放置有两个相互垂直的探测线圈，用于探测磁感应强度信号并将其转变为感应电压信号；所述探测线圈依次连接着接收机、上位机，所述接收机用于采集和处理感应电压信号以获得幅度谱和相位谱，所述上位机采用LabVIEW软件绘制幅度和相位的二维、三维图形。
2.根据权利要求1所述的基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断系统，其特征在于，所述小推车的车轮上安装有编码器，用于记录所述小推车移动的路程。
3.一种基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S010，发射机在接地网的两个接地引下线之间注入频率可调的正弦激励电流，激发地表的磁感应强度信号；
步骤S020，两个相互垂直的探测线圈探测磁感应强度信号，并将其转变为感应电压信号；
步骤S030，接收机采集和处理感应电压信号，获得幅度谱和相位谱并上传至上位机；
步骤S040，上位机采用LabVIEW软件绘制幅度和相位的二维、三维图形；
步骤S050，根据幅度和相位的二维、三维图形对变电站接地网的腐蚀情况进行诊断。
4.根据权利要求3所述的一种基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断方法，其特征在于，在所述步骤S010中，发射机采用MSP430芯片和8254计数器获得频率可调的正弦激励电流信号，正弦激励电流信号通过输出功率为480W的D类定压式功率放大器后电流大小提高至1～19A。
5.根据权利要求3所述的一种基于感应视磁阻抗法的变电站接地网腐蚀诊断方法，其特征在于，在所述步骤S030中，感应电压信号经过接收机依次进行前置放大、程控衰减、50Hz陷波、程控放大和程控滤波后，与0°参考信号和90°参考信号经过接收机的锁相放大器AD630处理，获得磁感应强度的幅度谱和相位谱。
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