CN112540257A - 接地网力学断点的监测装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种接地网力学断点的监测装置、系统及方法，该接地网力学断点的监测装置包括拉力监测模块，所述拉力监测模块包括主体，所述主体为底端封闭且顶端具有一顶端开口的中空结构，所述拉力监测模块用于与接地网共同埋入；液体注射模块，所述液体注射模块用于在测试时安装在所述顶端开口上，并向所述主体注入液体，通过注入的液体的液位变化情况确定所述接地网是否因作用力过大而出现断点。该接地网力学断点的监测装置可以提高判定接地网是否因作用力过大而出现断点的便利性。

Description

接地网力学断点的监测装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种接地网力学断点的监测装置、系统及方法。

背景技术

接地网性能优劣关系到电网的安全和稳定运行，我国曾发生多起因接地网性能不良或接地网性能参数不满足运行要求而引起的恶性事故。尤其在沿海地区，敷设在软土地基上的接地网会产生各种沉降变形，当作用力达一定程度时可能会拉断接地网，从而影响电网系统的安全稳定。

目前，在确定接地网是否因作用力过大而出现断点时，需要通过大面积开挖来判定接地网是否因作用力过大而出现断点，从而判断接地网是否具有带伤工作的风险。

然而，通过大面积开挖来判定接地网是否因作用力过大而出现断点的方式十分不便利。

发明内容

基于此，有必要提供一种可以提高判定接地网是否因作用力过大而出现断点的便利性的接地网力学断点的监测装置、系统及方法。

一种接地网力学断点的监测装置，包括：

拉力监测模块，所述拉力监测模块包括主体，所述主体为底端封闭且顶端具有一顶端开口的中空结构，所述拉力监测模块用于与接地网共同埋入；

液体注射模块，所述液体注射模块用于在测试时安装在所述顶端开口上，并向所述主体注入液体，通过注入的液体的液位变化情况确定所述接地网是否因作用力过大而出现断点。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：

计时模块，所述计时模块用于在检测到所述主体开始漏液时进行计时得到漏液时间；

液位变化采集模块，用于在检测到所述主体开始漏液时采集所述液位变化情况，所述液位变化情况用于与所述漏液时间确定出液位变化率，所述液位变化率用于确定所述断点的断裂程度。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：

漏液检测传感器，所述漏液检测传感器设置于所述主体的内部，所述漏液检测传感器分别与所述计时模块和所述液位变化采集模块电连接，所述漏液检测传感器用于向所述计时模块和所述液位变化采集模块发送漏液信号，所述漏液信号用于指示所述主体开始漏液，所述液体注入至于所述漏液检测传感器平齐；

所述计时模块还用于在接收到所述漏液信号时进行计时；

所述液位变化采集模块还用于在接收到所述漏液信号时采集所述液位变化情况。

在其中一个实施例中，所述主体标示有刻度线，所述漏液检测传感器设置于与所述刻度线平齐的位置，所述液体注射模块还用于向所述主体注入液体至所述刻度线，通过注入的液体与所述刻度线的相对位置确定所述液位变化情况。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：

密封盖，所述密封盖可拆卸地盖设在所述主体的顶端开口，用于在不测试时密封所述顶端开口。

在其中一个实施例中，所述主体的外层设置有防腐蚀油漆层，和/或所述主体的材质为耐腐蚀材料。

在其中一个实施例中，所述主体的规格参数与所述接地网的规格参数相同。

一种接地网力学断点的监测系统，包括至少一个如上述的接地网力学断点的监测装置。

在其中一个实施例中，所述装置为多个，多个所述装置共用一个所述液体注射模块进行液体注射，多个所述装置布设在所述接地网周边，通过漏液的装置确定接地网发生断点的位置信息。

一种接地网力学断点的监测方法，所述方法包括：

获取拉力监测模块内的液体的液位变化情况，所述拉力监测模块包括主体，所述主体为底端封闭且顶端具有一顶端开口的中空结构，所述拉力监测模块用于与接地网共同埋入；

根据所述液位变化情况确定所述接地网是否因作用力过大而出现断点。

上述接地网力学断点的监测装置、系统及方法，该接地网力学断点的监测装置包括：拉力监测模块，所述拉力监测模块包括主体，所述主体为底端封闭且顶端具有一顶端开口的中空结构，所述拉力监测模块用于与接地网共同埋入；液体注射模块，所述液体注射模块用于在测试时安装在所述顶端开口上，并向所述主体注入液体，通过注入的液体的液位变化情况确定所述接地网是否因作用力过大而出现断点。由于拉力监测模块与接地网共同埋入，拉力监测模块的主体的拉断拉力等同于同期埋入的接地网的拉断拉力，因此当沉降而受的拉力达到接地网的拉断拉力使得接地网被拉断时，埋设在接地网附近的拉力监测模块同样会被拉断，从而使主体产生裂缝，因此可以通过注入主体的液体的液位变化情况判定接地网是否因作用力过大而出现断点，不需要进行大面积的开挖，实现了提高判定接地网是否因作用力过大而出现断点的便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一个实施例提供的一种接地网力学断点的监测装置的结构示意图；

图2是一个实施例提供的另一种接地网力学断点的监测装置的结构示意图；

图3是一个实施例提供的另一种接地网力学断点的监测装置的结构示意图；

图4是一个实施例提供的另一种接地网力学断点的监测装置的结构示意图；

图5是一个实施例提供的一种接地网力学断点的监测系统的结构示意图；

图6是一个实施例提供的一种接地网力学断点的监测方法的流程示意图。

元件标号说明：拉力监测模块110；液体注射模块120；主体111；底端111A；顶端开口111B；密封盖130；第一圆柱腔111C；第二圆柱腔111D；第一圆柱131；第二圆柱132；计时模块140；液位变化采集模块150；漏液检测传感器160；装置100。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、模块等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

本发明提供了一种接地网力学断点的监测装置、系统及方法。

参考图1，图1是一个实施例提供的一种接地网力学断点的监测装置的结构示意图。在一个实施例中，如图1所示，提供了一种接地网力学断点的监测装置，包括拉力监测模块110和液体注射模块120。其中：

所述拉力监测模块110包括主体111，所述主体111为底端111A封闭且顶端具有一顶端开口111B的中空结构，所述拉力监测模块110用于与接地网共同埋入。所述液体注射模块120用于在测试时安装在所述顶端开口111B上，并向所述主体111注入液体，通过注入的液体的液位变化情况确定所述接地网是否因作用力过大而出现断点。

具体的，当需要监测接地网时，将拉力监测模块110与接地网共同埋入土壤中，主体111的顶端开口111B外露于土壤，则需要监测接地网是否因作用力过大而出现断点时，利用液体注射模块120通过顶端开口111B向主体111内注入液体，则通过注入的液体的液位变化情况可以确定接地网是否因作用力过大而出现断点。具体的，当液体注射完成后，若液位下降，则说明主体111出现了断点，则说明与拉力监测模块110共同埋入的接地网也出现了断点。可选的，主体111的横截面包括但不限于圆形、方形、三角形中的任一种。

需要说明的是，液位变化情况可以通过人为观察判断，也可以通过摄像头采集的图像确定，还可以是利用传感器感测确定，此处不作限制。

在本实施例中，通过将拉力监测模块110与接地网共同埋入，则拉力监测模块110的主体111的拉断拉力等同于同期埋入的接地网的拉断拉力，因此当沉降而受的拉力达到接地网的拉断拉力使得接地网被拉断时，埋设在接地网附近的拉力监测模块110同样会被拉断，从而使主体111产生裂缝，因此可以通过注入主体111的液体的液位变化情况判定接地网是否因作用力过大而出现断点，不需要进行大面积的开挖，实现了提高判定接地网是否因作用力过大而出现断点的便利性。此外，本实施例的液体注射模块120可以对多个拉力监测模块110进行液体注射，可以节约成本。

参考图2，图2是一个实施例提供的另一种接地网力学断点的监测装置的结构示意图。在一个实施例中，如图2所示，该装置还包括密封盖130。密封盖130可拆卸地盖设在所述主体111的顶端开口111B，用于在不测试时密封所述顶端开口111B。

具体的，当需要测试时，将密封盖130拆卸出来，并将液体注射模块120安装至顶端开口111B上，以进行测试，本实施例通过在不测试时密封顶端开口111B，避免了不测试时有杂物掉入主体111中。此外，可以避免吸入外界潮气而造成其内部损伤，影响测试结果。

在一个实施例中，具体地，主体111的中空结构若吸入潮气则会发生中空结构内部腐蚀等情况影响后续的测试效果，因而需要保证拉力监测模块110在非测试时密封性能良好。因而本发明在主体111和密封盖130的安装处，采用了双层螺旋结构，主体111的中空结构的空腔包括相互连通的第一圆柱腔111C和第二圆柱腔111D，第二圆柱腔111D位于顶端，且第一圆柱腔111C位于第二圆柱腔111D靠近底端111A的一端，第一圆柱腔111C和第二圆柱腔111D同轴设置且第二圆柱腔111D的直径大于第一圆柱腔111C的直径，密封盖130包括相互连接的第一圆柱131和第二圆柱132，第一圆柱131的直径与第一圆柱腔111C的直径相匹配，第二圆柱132的直径与第二圆柱腔111D的直径相匹配，第一圆柱腔111C和第二圆柱腔111D设有内螺纹，第一圆柱131和第二圆柱132设有外螺纹。

在一个实施例中，在第一圆柱131和第一圆柱腔111C连接的位置还配有密封圈，同样的，在第二圆柱132和第二圆柱腔111D连接的位置也配置一密封圈。且拉力监测模块110用于靠近待监测接地网的接地母线埋入土壤中，拉力监测模块110在埋入土壤后顶端开口111B外露于土壤，主体111的拉断拉力与接地母线的拉断拉力趋于一致。接地网力学断点的监测装置在非测试时，则需要密封，防止外界的潮气入侵，避免腐蚀其内部结构，或拉力监测模块110收到物理性损伤，造成后续测试时效果不理想，因而需要做密封设置。通过这种双层螺旋结构加双密封圈的配置，进一步保证了在非测试时上述拉力监测模块110的密封性，阻止潮气入侵，保护了拉力监测模块110并增加其耐久度。

在一个实施例中，主体111的外层设置有防腐蚀油漆层，和/或所述主体111的材质为耐腐蚀材料。

具体的，若主体111的外层未设置有防腐蚀油漆层且所述主体111的材质不是耐腐蚀材料，则即使主体111内的液体出现了液位变化，也无法得知是由于潮湿的环境导致主体111被腐蚀出现孔洞，还是由于作用力过大导致的主体111拉断而出现断点，导致判定的结果不准确。而本实施例通过在主体111的外层设置有防腐蚀油漆层和/或所述主体111的材质为耐腐蚀材料，使得主体111耐腐蚀，则主体111内的液体出现了液位变化时，则不会是由于潮湿的环境对主体111腐蚀导致，提高了判定的准确性。

在一个实施例中，主体111的规格参数和接地网的规格参数相同。规格参数包括但不限于能表征粗细的长度，材质等。例如，所述主体111的规格参数与所述接地网的规格参数相同，可以是主体111的材质与所述接地网的材质相同。

在本实施例中，通过设置主体111的规格参数和接地网的规格参数相同，使得判定的结果更准确。

参考图3，图3是一个实施例提供的另一种接地网力学断点的监测装置的结构示意图。在一个实施例中，如图3所示，提供了另一种接地网力学断点的监测装置，还包括计时模块140和液位变化采集模块150。其中：

所述计时模块140用于在检测到所述主体111开始漏液时进行计时得到漏液时间。液位变化采集模块150，用于在检测到所述主体111开始漏液时采集所述液位变化情况，所述液位变化情况用于与所述漏液时间确定出液位变化率，所述液位变化率用于确定所述断点的断裂程度。

具体的，液位变化采集模块150在检测到所述主体111开始漏液时采集所述液位变化情况，同时计时模块140进行计时得到漏液时间，根据漏液时间和液位变化情况可以确定出液位变化率。其中，液位变化率＝液位变化情况/漏液时间。液位变化率与断裂程度正相关，液位变化率越高，则断裂程度越高，因此通过液位变化率可以确定出断点的断裂程度。

在一个实施例中，该接地网力学断点的监测装置还包括漏液检测传感器160。所述漏液检测传感器160设置于所述主体111的内部，所述漏液检测传感器160分别与所述计时模块140和所述液位变化采集模块150电连接，所述漏液检测传感器160用于向所述计时模块140和所述液位变化采集模块150发送漏液信号，所述漏液信号用于指示所述主体111开始漏液，所述液体注入至于所述漏液检测传感器160平齐。具体的，计时模块140还用于在接收到所述漏液信号时进行计时。液位变化采集模块150还用于在接收到所述漏液信号时采集所述液位变化情况。

在本实施例中，液体注入至于所述漏液检测传感器160平齐的位置，则漏液检测传感器160可以检测到液体。当漏液检测传感器160检测不到液体时，则漏液检测创拿起发出漏液信号通知计时模块140和液位变化采集模块150，使得计时模块140可以计时得到漏液时间，液位变化采集模块150可以采集液位变化情况。

需要说明的是，计时模块140可以是一个具有计时功能的计时器。液位变化采集模块150可以是摄像头或液位变化检测传感器。

具体的，当液位变化采集模块150为摄像头时，则主体111为透明状，则摄像头可以设置在主体111外露的部分的侧边，从而采集液位变化情况。

参考图4，图4是一个实施例提供的另一种接地网力学断点的监测装置的结构示意图。在一个实施例中，如图4所示，当液位采集模块为液位变化检测传感器时，液位变化检测传感器与计时器电连接。液位变化检测传感器可以设置在主体111内部且设置在漏液检测传感器160的下方。当液位变化检测传感器检测不到液体时，发出计时结束信号。具体的，漏液检测传感器160发出漏液信号，则计时器开始计时，在持续漏液过程中，当液位低于液位变化检测传感器时，液位变化检测传感器向计时器发出计时结束信号。则计时器根据计时结束信号停止计时得到漏液时间。由于液位变化检测传感器与漏液检测传感器160是固定安装的，则液位变化情况是固定的，但不同断裂程度的漏液时间不同。因此，通过漏液时间不同，可以确定出断点的断裂程度。具体的，漏液时间越短，断裂程度越高。

在一个实施例中，所述主体111标示有刻度线，所述漏液检测传感器160设置于与所述刻度线平齐的位置，所述液体注射模块120还用于向所述主体111注入液体至所述刻度线，通过注入的液体与所述刻度线的相对位置确定所述液位变化情况。

在本实施例中，主体111标示有刻度线，且漏液检测传感器160设置于刻度线平齐的位置，则操作员在利用液体注射模块120注入液体时，可以通过标示的刻度线，将液体注入至刻度线平齐，提高了用户注入液体的便利性。

参考图5，图5是一个实施例提供的一种接地网力学断点的监测系统的结构示意图。在一个实施例中，如图5所示，提供了一种接地网力学断点的监测系统，包括至少一个上述任一实施例的接地网力学断点的监测装置100。其中：

本实施例的接地网力学断点的监测装置100可以参考上述任一实施例的描述，本实施例不作赘述。

在一个实施例中，接地网力学断点的监测装置100为多个，多个装置100共用一个所述液体注射模块120进行液体注射，多个装置100布设在所述接地网周边，通过漏液的装置100确定接地网发生断点的位置信息。

在本实施例中，多个装置100共用一个所述液体注射模块120进行液体注射，可以降低系统的成本。此外，通过多个装置100布设在所述接地网周边，根据漏液的装置100可以确定接地网发生断点的位置信息。

可选的，可通过ATP(Alternative Transient Program，电磁暂态分析程序)仿真计算对接地网免开挖力学断点的监测装置100的拉力监测模块110进行合理布置，以最小的经济代价最大程度的掌握接地网的拉断情况，确保接地网的安全。

具体的，根据接地网的整体结构将接地网模块化，即按照地网的规模，将整个接地网分成若干个独立单元，以便分块分区监测内部受拉情况，起到断点定位的作用，避免开挖整个地网；每个独立单元作为总接地网的子接地网，每个子接地网用导体连接起来构成总接地网，更容易判断出现断点的位置。(如500kV变电站分成32个模块，110kV地网分成8个模块,每个模块布置4个点等。

参考图6，图6是一个实施例提供的一种接地网力学断点的监测方法的流程示意图。在一个实施例中，如图6所示，提供了一种接地网力学断点的监测方法，包括：

步骤S610、获取拉力监测模块内的液体的液位变化情况。

在本实施例中，拉力监测模块包括主体，所述主体为底端封闭且顶端具有一顶端开口的中空结构，所述拉力监测模块用于与接地网共同埋入。本实施例的拉力监测模块可以参考上述任一实施例的描述，本实施例不作限定。液位变化情况是指液体在拉力监测模块的主体内的变化情况。例如，液位变化情况可以是液位是否变化、液位变化量、液位变化率等可以体现拉力监测模块是否出现断点的参数。

步骤S620、根据所述液位变化情况确定所述接地网是否因作用力过大而出现断点。

在本步骤中，若液位变化，则确定拉力监测模块因作用力过大而出现断点，则共同埋入的接地网也因作用力过大而出现断点。

在一个实施例中，当确定出接地网出现断点时，该方法还包括：

获取液位变化采集模块在检测到所述主体开始漏液时采集的所述液位变化情况，并获取计时模块在检测到所述主体开始漏液时进行计时得到的漏液时间，根据液位变化情况和漏液时间确定液位变化率，根据液位变化率确定断点的断裂程度。

在本实施例中，通过计时模块采集的漏液时间和液位变化采集模块采集的液位变化情况，可以确定出断点的断裂程度。

应该理解的是，虽然图6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图6中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种接地网力学断点的监测装置，其特征在于，包括：

拉力监测模块，所述拉力监测模块包括主体，所述主体为底端封闭且顶端具有一顶端开口的中空结构，所述拉力监测模块用于与接地网共同埋入；

液体注射模块，所述液体注射模块用于在测试时安装在所述顶端开口上，并向所述主体注入液体，通过注入的液体的液位变化情况确定所述接地网是否因作用力过大而出现断点。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

计时模块，所述计时模块用于在检测到所述主体开始漏液时进行计时得到漏液时间；

液位变化采集模块，用于在检测到所述主体开始漏液时采集所述液位变化情况，所述液位变化情况用于与所述漏液时间确定出液位变化率，所述液位变化率用于确定所述断点的断裂程度。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

漏液检测传感器，所述漏液检测传感器设置于所述主体的内部，所述漏液检测传感器分别与所述计时模块和所述液位变化采集模块电连接，所述漏液检测传感器用于向所述计时模块和所述液位变化采集模块发送漏液信号，所述漏液信号用于指示所述主体开始漏液，所述液体注入至于所述漏液检测传感器平齐；

所述计时模块还用于在接收到所述漏液信号时进行计时；

所述液位变化采集模块还用于在接收到所述漏液信号时采集所述液位变化情况。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主体标示有刻度线，所述漏液检测传感器设置于与所述刻度线平齐的位置，所述液体注射模块还用于向所述主体注入液体至所述刻度线，通过注入的液体与所述刻度线的相对位置确定所述液位变化情况。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

密封盖，所述密封盖可拆卸地盖设在所述主体的顶端开口，用于在不测试时密封所述顶端开口。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主体的外层设置有防腐蚀油漆层，和/或所述主体的材质为耐腐蚀材料。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主体的规格参数与所述接地网的规格参数相同。

8.一种接地网力学断点的监测系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-6任一项所述的接地网力学断点的监测装置。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述装置为多个，多个所述装置共用一个所述液体注射模块进行液体注射，多个所述装置布设在所述接地网周边，通过漏液的装置确定接地网发生断点的位置信息。

10.一种接地网力学断点的监测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取拉力监测模块内的液体的液位变化情况，所述拉力监测模块包括主体，所述主体为底端封闭且顶端具有一顶端开口的中空结构，所述拉力监测模块用于与接地网共同埋入；

根据所述液位变化情况确定所述接地网是否因作用力过大而出现断点。

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