CN110703037A - 接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法及监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法及监测装置，基于在运接地网边缘电流流散量最大，致使接地网支路腐蚀最严重的规律，且接地网角落一般没有电力设备接地点和接地线对的干扰，因此对接地网角落对称的五个电网节点进行支路腐蚀量与腐蚀速率监测，通过五条接地网支路的准确腐蚀测试，来估计整个接地网的最大腐蚀量。

Description

接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法及监测装置

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法及监测装置。

背景技术

在电力系统中，为了整个系统的工作和安全的需要，常常需要将电力系统及其电气设备的某些部分与大地相连接，这就是接地。电力系统接地的作用有两种：工作接地、保护接地。其中保护接地分为：防雷接地、防静电接地、防绝缘击穿或漏电接地等三种。工作接地主要是为电力系统提供一个稳定的电位参考点的作用；保护接地主要是提供了一个泄流电流通道的作用，以防止出现人员或电力设施的安全事故。接地装置是电力系统接地载体，通过是电力系统或电气设备与大地相连接的媒介。接地装置由直接与土壤相接触的接地网，及连接接地网与电力系统或电气设备接地端子的接地引线组成。组成接地网的金属导体、接地引线都叫做接地装置或接地网的支路。按照接地装置的规模，划分为一般接地装置和大型接地装置。其中，110kV及以上的变电站接地装置，或者200MW以上的火电厂和水电厂的接地装置，或者等效面积在5000m²以上的接地装置，则为大型接地装置。接地装置的安全性、合格性，对整个电力系统的安全稳定运行起着举足轻重的作用。

影响大型接地装置接地性能的因素一般有三个，分别为：接地装置的规模、所处环境土壤电阻率、接地装置组成材料的导电性。目前我国大型接地装置以镀锌扁钢位置，在多年运行后，部分开始出现严重腐蚀问题，而组成接地装置的接地网处于地下，属于隐蔽性设施，平常运维与巡视中难以发现腐蚀缺陷，因此接地装置的腐蚀问题成为电力系统安全运行的一大隐患。

多年来，随着我国电力规模的发展，新建变电站、电厂的运行，各个变电站的短路电流水平不同，且呈现上升趋势，因此各个电力单位都要求每年进行接地装置支路导体的热稳定性校核。该项校核工作需要搜集接地材料在所处环境下的腐蚀速率，从而才能较准确的给出接地装置支路的当前截面面积，给出能够最大通过的短路电流水平。

对于接地装置(包括接地网)的腐蚀检测或监测方面，目前国内外主要是通过两个手段进行的。一个手段是通过对接地网从接地引线进行直流激励，同时从其他接地引线量测响应电压，建立电路诊断矩阵方程，求解接地网支路的当前直阻，将其与初始直阻相比较，来达到接地网支路的腐蚀评估问题。该方法优点在于对整个接地网进行支路腐蚀的诊断评估；缺点在于接地引线少，导致大多数接地网支路的可测性为不确定，各个支路的诊断准确性仅在70％左右。另外，用一个在运电力设施设备，尤其是主设备，一般有多个接地引线通过不同位置与接地网连接，不能随意解开，导致接地网网络拓扑结构复杂性大大提高，且地上接地引线之间的等效支路阻值千差万别，大大降低了用电路网络理论进行接地网支路的腐蚀诊断准确性。另一个手段是通过电化学埋片方法或土壤对金属腐蚀影响规律模型，用评估方法给出接地网支路腐蚀状态。这种方法的优点在于能够给出整个接地装置的支路导体腐蚀状态；缺点是由于土壤影响腐蚀的因素太多，而且可能有其他因素尚未发现，比如没有考虑到接地装置边缘散流密度大会加剧接地装置的腐蚀，从而导致可能的准确性不高缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法及监测装置，根据运行接地装置电流流散最强位置，即土壤中电流密度最大，电流密度越大，对地中金属的腐蚀越大，一般在边缘，利用电路理论进行接地网支路的腐蚀诊断，用可测性为确定支路的N只角落接地网支路的诊断结果来评估整个接地网的腐蚀状态及腐蚀速率。

一种接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法，包括以下步骤：

步骤1、选取测试布线区域，测试布线区域包括位于接地网角落的N个网络节点，以及N个网络节点之间的N条接地网支路；

步骤2、在测试布线区域布置测试线，以测试N条接地网支路的低频电阻，根据每条接地网支路的初始电阻值R_i0和低频电阻R_ti0，i＝1,2,3……N；计算得到其腐蚀状态与腐蚀速率；

步骤3、将步骤2得到的N条接地网支路的腐蚀状态和腐蚀速率作为整个接地网的腐蚀状态和腐蚀速率。

进一步的，步骤2中，布置测试线的具体过程为：每个电网节点处设置两根测试线，一根用于电源激励，另一根用于响应电压测试；监测测试时，在测试期间轮换从N个电流注入线选择两个电流注入线，分别作为电流注入的正极I+和负极I-，同时从N个电压测试线选择两个电压测试线，分别作为电压量测的正极U+和负极U-；每次选线时，作为电压量测的U+与电流注入的I+的测试线可连接在同一个电网节点上，每次选线时作为电压量测的U-与电流注入的I-的测试线可连接在同一个电网节点上。

进一步的，N＝5，5条支路包括：位于接地网的角落的支路L2，以及与支路L2连接的支路L1、支路L3、支路L4和支路L5，支路L2两端的电网节点分别为电网节点A1和电网节点A3，支路L1一端与电网节点A1连接，另一端为电网节点A2，支路L5一端与电网节点A3连接，另一端为电网节点A5；电网节点A1和电网节点A3分别通过支路L3和L4与电网节点A4连接。

进一步的，步骤2中，接地网支路点阻初始值的计算及当前低频电阻值的测试包括以下步骤：

第一步：将测试布线区域进行等效与合并，得到等效接地网拓扑图；

第二步：根据接地网竣工图纸和等效接地网拓扑图，计算出网络节点A1和A2间支路初始电阻R₁₀，网络节点A1和A3间支路初始电阻R₂₀，网络节点A1和A4间支路初始电阻R₃₀，网络节点A3和A4间支路初始电阻R₄₀，网络节点A3和A5间支路初始电阻R₅₀；

第三步：对实际接地网所加载的测试线用低频电源，分别多周期测试网络节点A1和A2间，网络节点A1和A3间，网络节点A1和A4间，网络节点A3和A4间，网络节点A3和A5间，网络节点A2和A4间，网络节点A2和A5间，网络节点A4和A5间的8个混联后等效低频电阻值，然后求取8个混联后等效低频电阻值的平均值，分别为记为R_t12，R_t13，R_t14，R_t34，R_t35，R_t24，R_t25，R_t45；

第四步：用各个接地网支路等效低频电阻的平均值R_t12，R_t13，R_t14，R_t34，R_t35，R_t24，R_t25，R_t45，计算网络节点A1和A2间，网络节点A1和A3间，网络节点A1和A4间，网络节点A3和A4间，网络节点A3和A5间的5个接地网支路的当前低频电阻值，分别记为R_t10，R_t20，R_t30，R_t40，R_t50。

进一步的，步骤2中，根据接地网支路初始电阻值R_i0和当前的低频电阻值R_ti0计算各支路的当前腐蚀厚度w_i和年腐蚀速率v_i的过程如下：

1)当接地网支路i的截面为矩形时：当前该支路的腐蚀厚度w_i通过下式计算：

其中，L_i0表示接地网支路i的初始截面长度，H_i0表示接地网支路i的初始截面宽度，R_i0表示接地网支路i的初始电阻值，R_ti0表示接地网支路i的当前低频电阻值；

设试品接地网埋地运行时间为n年；接地网支路i的年腐蚀速率v_i通过下式计算：

当前接地网支路i的有效截面积S_i＝(L_i0-2nv_i)·(H_i0-2nv_i)；

2)当接地网支路的截面为圆形时：接地网支路的当前腐蚀厚度w_i通过下式计算：

其中，r_i0为接地网支路i的初始截面半径；

设接地网埋地运行时间为n年，年腐蚀速率v_i通过下式计算：

当前各个接地网支路的有效截面积S_i＝π(r_i0-nv_i)²。

进一步的，步骤2中，测试电流线为外层带绝缘层的铜制单芯多股线，测试线截面为6mm²；测试电压线为外层带绝缘层的铜制单芯多股线，测试线截面为2.5mm²。

一种用于实现上述的接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法的监测装置，包括汇线监测箱和计算单元，汇线监测箱包括M个测试线缆排、轮换选线单元和低频桥式电阻测量单元，轮换选线单元用于连接各节点的测试线，轮换选线单元所连接的测试线缆排分别作为电流注入的正电极I+和负电极I-，电压量测的正电极U+和负电极U-；

低频桥式电阻测量单元,用于采集轮换选线单元所连接的两组测试线的注入电流I，以及U+和U-间的电压差U，并根据采集到的I和U,分别计算所选择的N条接地网支路的当前低频电阻值；

计算单元用于计算所选择的N条接地网支路的初始电阻，并根据汇线监测箱计算得到的N条接地网支路的当前低频电阻值和所选择的N条接地网支路的初始电阻计算各支路的当前腐蚀厚度；并根据各支路的当前腐蚀厚度计算年腐蚀速率。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果。该方法通过定期对五个接地网支路节点间所组成的八条合并支路进行电桥式低频电流下的电阻多次测试，求取平均值，然后根据接地网支路的初始参数，用当前所测试得到的这八个合并支路的电阻值变化，假设接地网支路腐蚀厚度均匀，反算出接地网支路的当前截面变化，从而计算得到其腐蚀层厚度和腐蚀速率。

一般情况下，接地装置边角向土壤中流散电流的密度最大，即边缘效应。根据大量试验表明，埋地金属导体散流电流会加剧其腐蚀性，因此本发明设置的监测对象均处于接地装置的边缘位置。另外，在变电站电力设备的布置时，常常优先将电力设备布置在整个变电站的靠中心区域，因此绝大多数的变电站接地装置边角属于空白地带，这样则便于在这个空白地带进行接地装置的腐蚀监测，即不会影响整个变电站主要设备的排布。而且最难得的是，按照本发明的方法，所监测的5条支路腐蚀故障的可测性为明晰支路，即他们能够被准确测试得到。基于这些关键考虑因素，使得本发明所涉及的腐蚀监测既能测试到腐蚀最严重的部位，又能不影响现有设备排放的问题，而且其测试结果的准确性不受整个接地网的影响，只受到测试设备自身精度与抗干扰性的影响。

进一步的，测试线与电网节点连接后，用防水胶带或其他材料将连接部位进行密封，以防止土壤中的水分进入致使长时间后连接不可靠。

附图说明

图1为接地网支路拓扑结构等效、合成过程图；

图2为可以进行监测测试的接地网角落测试布线区域；

图3为某实际接地网测试布线可选取区域例图；

图4为所设计的汇线监测箱；

图5为圆形截面的接地网支路的截面示意图；

图6为矩形截面的接地网支路的截面示意图；

附图中：1-圆形截面的接地网支路，2-矩形截面的接地网支路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

接地网向土壤流散电流的最大部位一般在接地网的角落区域。从腐蚀机理来看，接地网支路的单位长度向土壤流散电流越大，则其相对腐蚀速度会越大，而且大型接地网角落一般没有电力设备设施，容易在接地网角落区域进行支路测试线缆布置，并通过对接地网角落几根支路接地极的腐蚀量及腐蚀速率准确监测，从而估计整个接地网的腐蚀状况。

基于在运接地网边缘电流流散量最大，致使接地网支路腐蚀最严重的规律，且接地网角落一般没有电力设备接地点和接地线对的干扰，因此对接地网角落对称的5个节点进行支路腐蚀量与腐蚀速率监测，通过5条接地网支路的准确腐蚀测试，来评估整个接地网的最大腐蚀量。

参照图1，一种接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法包括以下步骤：

步骤1、测试布线区域的选取

选取方法：在接地网的角落区选择能够形成如图2的区域作为测试布线区域，且保证布线区域没有接地引线与地面上的电力设备接地端子相连接。图2区域的特点是，位于角落位置，包括5条支路以及形成5条支路的电网节点A1、A2、A3、A4和A5，5条支路包括位于接地网的角落的支路L2，与支路L2连接的支路L1、L3、L4和L5，支路L2两端的电网节点分别为电网节点A1和电网节点A3，支路L1一端与电网节点A1连接，另一端为电网节点A2，支路L5一端与电网节点A3连接，另一端为电网节点A5；电网节点A1和电网节点A3分别通过支路L3和L4与电网节点A4连接。假设图3为某接地网的图纸，则在接地网图纸的角落区域可选择如图所示的四个可选区域为：可选区域a、可选区域b、可选区域c以及可选区域d。

步骤2、在测试布线区域进行测试线缆的布置与接地网支路直阻的测试

步骤2.1测试线缆布置

在如图2所示的测试布线区域的节点处并行设置两条测试线，即每条线缆一端头与测试节点连接，另一端头根据预先设置的节点号和测试线与图4的汇线监测箱中测试线缆排相连接，测试线包括电流线和电压线。测试线与测试节点相连的一端可用螺栓连接，也可用其他连接方式，但连接后要用防水胶带或其他材料将连接部位进行密封，以防止土壤中的水分进入致使长时间后连接不可靠。测试线缆需选择外层带绝缘层的铜制单芯多股线，线缆截面宜选择6平方毫米，并做相应标识，以区分哪根线是哪个节点连接过来的。

如图1中a所示，选取接地网一角的5个网络节点处进行测试线设置，每个节点处设置两根测试线，一根用于电源激励，另一根用于响应电压测试，并将所有加载的测试线做标签汇至汇线监测箱，如图4所示，假设接地网的节点AX(X＝1,2,3,4,5)的电流测试线为图2中的IL-X，电压测试线为图2中的UL-X，例如节点1。

参照图4，测试线排用于汇集图1的a中的5个接地网角落节点所设置的测试线，每个节点的测试线包括一个电流注入线和一个电压测试线，电流注入线用于注入电流，电压测试线用于量取电压。监测测试时，图4中轮换选线单元在测试期间，轮换从5个电流注入线选择2个，分别作为电流注入的I+和I-，同时从5个电压测试线选择2个，分别作为电压量测的U+和U-。轮换选线单元10选4选线要求如下表1所示。每次选线时，作为电压量测的U+与电流注入的I+的测试线可连接在同一个电网节点上，每次选线时作为电压量测的U-与电流注入的I-的测试线可连接在同一个电网节点上，以提高信噪比。

表1轮换选线单元一个选线周期(设第T周期)所选线号表

选线连接端子	I+	I-	U+	U-
					第T周期第1次所选线号	IL-1	IL-2	UL-1	UL-2
第T周期第2次所选线号	IL-1	IL-3	UL-1	UL-3
					第T周期第3次所选线号	IL-1	IL-4	UL-1	UL-4
第T周期第4次所选线号	IL-3	IL-4	UL-3	UL-4
					第T周期第5次所选线号	IL-3	IL-5	UL-3	UL-5
第T周期第6次所选线号	IL-2	IL-4	UL-2	UL-4
					第T周期第7次所选线号	IL-2	IL-5	UL-2	UL-5
第T周期第8次所选线号	IL-4	IL-5	UL-4	UL-5

步骤2.2接地网支路点阻初始值的计算及当前值电阻值的测量

第一步：接地网拓扑图等效，监测所使用的是固定频率的不超过60Hz的低频电源，既能避免运行接地网支路上直流、交流干扰电流的影响，又可忽略接地网支路电感效应的影响，在这样的测试条件下，可以将接地网支路等效为纯电阻网络。根据纯电阻网络的串并联合并理论，如图1所示，按照a→b→c→d→e的顺序进行大型变电站或发电厂接地网支路的等效与合并，途中除了一个角落之外的其他支路忽略未画出。通过所设置的测试线进行测试，则可准确得到图1中e所示的所有电阻的实际值，进而可以评估这些支路的腐蚀。

第二步：接地网角落支路初始电阻值计算，根据接地网竣工图纸，对由水平接地极交叉点所形成的节点间各支路的长度、截面积、材料电阻率，按图1中e中的电网节点A1和A2间支路L₁，节点A1和A3间支路L₂，节A1和A4间支路L₃，节点A3和A4间支路L₄，节点A3和A5间支路L₅进行初始支路电阻值计算，设R₁、R₂、R₃、R4和R5的初始值分别为R₁₀、R₂₀、R₃₀、R₄₀和R₅₀。

第三步：测试接地网角落支路之间的导通电阻，对实际接地网所加载的测试线缆，用低频电源按照电桥方式，按照表1测试方案，分别多周期测试电网节点A1和A2间，电网节点A1和A3间，电网节点A1和A4间，电网节点A3和A4间，电网节点A3和A5间，电网节点A2和A4间，电网节点A2和A5间，电网节点A4和A5间的8个混联后等效低频电阻值，然后求取各个等效低频电阻的平均值。每个节点2根测试线缆，一根测试线缆接电流注入，另一根测试线缆接电压测试。设电网节点A1和A2间，电网节点A1和A3间，电网节点A1和A4间，电网节点A3和A4间，电网节点A3和A5间，电网节点A2和A4间，电网节点A2和A5间，电网节点A4和A5间的8个混联后等效低频电阻值(可近似看做直流电阻值)的平均值分别为R_t12，R_t13，R_t14，R_t34，R_t35，R_t24，R_t25，R_t45；其中R_tmn为节点m和节点n之间的测试电阻，例如：R_t12表示节点1和节点2之间的导通电阻。该项工作由图4的“低频桥式电阻测量单元”来完成，要求该电阻测试精度应不低于0.5级，量测范围为1mΩ～1Ω。

第四步：通过支路之间的导通电阻计算支路当前电阻值，用测试得到的接地网支路间导通电阻值R_t12，R_t13，R_t14，R_t34，R_t35，R_t24，R_t25，R_t45，通过电路理论计算得到节点1、2间，节点1、3间，节点1、4间，节点3、4间，节点3、5间的5个接地网支路的当前低频电阻值，分别为R_t10，R_t20，R_t30，R_t40，R_t50。

例如：测试的导通电阻分别为9.2、14.9、15.8、19.2、28.5、19.4、31.1和31.1，上述数值包含了节点2、4间，节点2、5间，节点4、5间三个导通电阻，单位：mΩ，则可以通过电路网络理论计算得到初始值分别为R₁₀，R₂₀，R₃₀，R₄₀，R₅₀的五条支路电阻当前电阻值分别为10.9，22.1，32.6，44.1，55.0，66.9，77.1和87.4，单位：mΩ。

金属导体制作的接地网支路腐蚀产物电导率远小于剩余金属导体的电导率，因此可以通过低频电源的电流激励，响应电压测试，用桥式测试方法，给接地网角落对称的5个节点之间的注入电流，测量节点间电压，准确计算得到有限接地网支路导体的低频电阻，从而反算出当前支路导体的有效截面面积，与接地网支路截面面积的初始值进行比较，继而根据导体截面面积的减少量，按照均匀腐蚀的假设得到腐蚀厚度，最终根据接地网支路埋设时间，计算得到腐蚀速率。

从而给出接地网支路的腐蚀状态与腐蚀速率，腐蚀状态腐蚀厚度和当前截面面积。

步骤2.3接地网支路腐蚀状态和腐蚀速率计算，腐蚀状态包括腐蚀厚和当前截面面积。

常见接地材料截面两种不同结构如图5和图6所示，一种为圆形，一种为矩形，图中灰色表示腐蚀层。

按照图1e，根据接地网支路初始电阻值R₁₀，R₂₀，R₃₀，R₄₀，R₅₀和当前的测试值R_t10，R_t20，R_t30，R_t40，R_t50。

矩形截面的接地网支路2按照式(1)计算各支路的当前腐蚀厚度w_i。

设试品接地网埋地运行时间为n年，则年腐蚀速率v_i按照式(2)计算。

则当前各个接地网支路的有效截面积为：S_i＝(L_i0-2nv_i)·(H_i0-2nv_i)，i＝1,2,3,4,5。

其中，其中，L_i0表示接地网支路i的截面长度，H_i0表示接地网支路i的截面宽度，R_i0表示接地网支路i的初始电阻值，R_ti0表示接地网支路i的当前低频电阻值，i＝1,2,3,4,5；L_i0和H_i0分别为i＝1,2,3,4,5的接地电网节点A1和A2间，电网节点A1和A3间，电网节点A1和A4间，电网节点A3和A4间，电网节点A3和A5间的5个接地网支路初始状态时的截面长和宽，L₁₀表示接地网节点A1、A2间的支路的截面长度，如L₂₀表示接地网节点A1、A3间的支路的截面长度，如L₃₀表示接地网节点A1、A4间的支路的截面长度，如L₄₀表示接地网节点A3、A4间的支路的截面长度，如L₅₀表示接地网节点A3、A5间的支路的截面长度；H₁₀表示接地网节点A1、A2间的支路的截面宽度，如H₂₀表示接地网节点A1、A3间的支路的截面宽度，如H₃₀表示接地网节点A1、A4间的支路的截面宽度，如H₄₀表示接地网节点A3、A4间的支路的截面宽度，如H₅₀表示接地网节点A4、A5间的支路的截面宽度。w₁表示接地网节点A1、A2间的支路的当前腐蚀厚度，v₁表示接地网节点A1、A2间的支路的年腐蚀速率。

圆形截面的接地网支路1按照式(3)计算各支路的当前腐蚀厚度w,。

式(3)中，r_i0表示接地网支路i的截面半径；

设试品接地网埋地运行时间为n年，则年腐蚀速率v按照下式(4)计算。

则当前各个接地网支路的有效截面积为：S_i＝π(r_i0-nv_i)²(i＝1,2,3,4,5)。

步骤3、用测试得到的5条接地网支路的腐蚀量和腐蚀速率评价整个接地网的腐蚀状态和腐蚀速率，用得到的5条接地网支路的腐蚀量和腐蚀速率代表整个接地网的腐蚀状态及腐蚀速率和腐蚀速率。

优选的，如图4，可通过“计算与结果显示单元”，对前面根据测试所计算的结果进行结果显示，各个显示数据说明如下表2所示。

表2结果显示参数说明

埋设土壤、支路单位长度流散电流值和频率是影响接地网支路腐蚀的重要因素。但这三个因素是非稳定的，每时每刻都在变化着。因此，有必要对接地网支路腐蚀量和腐蚀速度监测。监测测试方法按照前面的介绍进行。监测周期建议每三天或一星期测试一次。

一种接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测装置，包括汇线监测箱和计算单元，所述汇线监测箱包括M个测试线缆排、轮换选线单元和低频桥式电阻测量单元；

其中，所述低频桥式电阻测量单元包括M个测试线缆排，所述M个测试线缆排用于连接接地网角落节点所设置的测试线，M≥N；

所述轮换选线单元用于通过测试线缆排连接各节点的测试线，轮换选线单元所连接的测试线缆排分别作为电流注入的I+和I-，电压量测的U+和U-；

所述低频桥式电阻测量单元用于采集轮换选线单元所连接的两组测试线的注入电流I,以及U+和U-间的电压差U；并根据采集到的注入电流I和U,计算所选择的N条接地网支路的当前低频电阻值；

所述计算单元用于计算所选择的N条接地网支路的初始电阻，并根据汇线监测箱计算得到的N条接地网支路的当前低频电阻值和所选择的N条接地网支路的初始电阻计算各支路的当前腐蚀厚度；并根据各支路的当前腐蚀厚度计算年腐蚀速率。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、选取测试布线区域，所述测试布线区域包括位于接地网角落的N个网络节点，以及所述N个网络节点之间的N条接地网支路；

步骤2、在测试布线区域布置测试线，以测试所述N条接地网支路的低频电阻，根据每条接地网支路的初始电阻值R_i0和低频电阻R_ti0，i＝1,2,3……N；计算得到其腐蚀状态与腐蚀速率；

步骤3、将步骤2得到的N条接地网支路的腐蚀状态和腐蚀速率作为整个接地网的腐蚀状态和腐蚀速率。

2.根据权利要求1所述的一种接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法，其特征在于，步骤2中，布置测试线的具体过程为：每个电网节点处设置两根测试线，一根用于电源激励，另一根用于响应电压测试；监测测试时，在测试期间轮换从N个电流注入线选择两个电流注入线，分别作为电流注入的正极I+和负极I-，同时从N个电压测试线选择两个电压测试线，分别作为电压量测的正极U+和负极U-；每次选线时，作为电压量测的U+与电流注入的I+的测试线可连接在同一个电网节点上，每次选线时作为电压量测的U-与电流注入的I-的测试线可连接在同一个电网节点上。

3.根据权利要求1所述的一种接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法，其特征在于，所述N＝5，所述5条支路包括：

位于接地网的角落的支路L2，以及与支路L2连接的支路L1、支路L3、支路L4和支路L5，支路L2两端的电网节点分别为电网节点A1和电网节点A3，支路L1一端与电网节点A1连接，另一端为电网节点A2，支路L5一端与电网节点A3连接，另一端为电网节点A5；电网节点A1和电网节点A3分别通过支路L3和L4与电网节点A4连接。

4.根据权利要求3所述的一种接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法，其特征在于，步骤2中，接地网支路点阻初始值的计算及当前低频电阻值的测试包括以下步骤：

第一步：将测试布线区域进行等效与合并，得到等效接地网拓扑图；

第二步：根据接地网竣工图纸和等效接地网拓扑图，计算出网络节点A1和A2间支路初始电阻R₁₀，网络节点A1和A3间支路初始电阻R₂₀，网络节点A1和A4间支路初始电阻R₃₀，网络节点A3和A4间支路初始电阻R₄₀，网络节点A3和A5间支路初始电阻R₅₀；

第三步：对实际接地网所加载的测试线用低频电源，分别多周期测试网络节点A1和A2间，网络节点A1和A3间，网络节点A1和A4间，网络节点A3和A4间，网络节点A3和A5间，网络节点A2和A4间，网络节点A2和A5间，网络节点A4和A5间的8个混联后等效低频电阻值，然后求取8个混联后等效低频电阻值的平均值，分别为记为R_t12，R_t13，R_t14，R_t34，R_t35，R_t24，R_t25，R_t45；

第四步：用各个接地网支路等效低频电阻的平均值R_t12，R_t13，R_t14，R_t34，R_t35，R_t24，R_t25，R_t45，计算网络节点A1和A2间，网络节点A1和A3间，网络节点A1和A4间，网络节点A3和A4间，网络节点A3和A5间的5个接地网支路的当前低频电阻值，分别记为R_t10，R_t20，R_t30，R_t40，R_t50。

5.根据权利要求1所述的一种接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法，其特征在于，步骤2中，根据接地网支路初始电阻值R_i0和当前的低频电阻值R_ti0计算各支路的当前腐蚀厚度w_i和年腐蚀速率v_i的过程如下：

1)当接地网支路i的截面为矩形时：当前该支路的腐蚀厚度w_i通过下式计算：

其中，L_i0表示接地网支路i的初始截面长度，H_i0表示接地网支路i的初始截面宽度，R_i0表示接地网支路i的初始电阻值，R_ti0表示接地网支路i的当前低频电阻值；

设试品接地网埋地运行时间为n年；接地网支路i的年腐蚀速率v_i通过下式计算：

当前接地网支路i的有效截面积S_i＝(L_i0-2nv_i)·(H_i0-2nv_i)；

2)当接地网支路的截面为圆形时：接地网支路的当前腐蚀厚度w_i通过下式计算：

其中，r_i0为接地网支路i的初始截面半径；

设接地网埋地运行时间为n年，年腐蚀速率v_i通过下式计算：

当前各个接地网支路的有效截面积S_i＝π(r_i0-nv_i)²。

6.根据权利要求1所述的一种接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法，其特征在于，步骤2中，测试电流线为外层带绝缘层的铜制单芯多股线，测试线截面为6mm²；测试电压线为外层带绝缘层的铜制单芯多股线，测试线截面为2.5mm²。

7.一种用于实现权利要求1所述的接地网支路腐蚀状态与腐蚀速率的监测方法的监测装置，其特征在于，包括汇线监测箱和计算单元，所述汇线监测箱包括M个测试线缆排、轮换选线单元和低频桥式电阻测量单元，

所述轮换选线单元用于连接各节点的测试线，轮换选线单元所连接的测试线缆排分别作为电流注入的正电极I+和负电极I-，电压量测的正电极U+和负电极U-；

所述低频桥式电阻测量单元,用于采集轮换选线单元所连接的两组测试线的注入电流I，以及U+和U-间的电压差U，并根据采集到的I和U,分别计算所选择的N条接地网支路的当前低频电阻值；

所述计算单元用于计算所选择的N条接地网支路的初始电阻，并根据汇线监测箱计算得到的N条接地网支路的当前低频电阻值和所选择的N条接地网支路的初始电阻计算各支路的当前腐蚀厚度；并根据各支路的当前腐蚀厚度计算年腐蚀速率。

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