CN206609979U - 一种接地极埋设方位诊断装置 - Google Patents

Abstract

一种接地极埋设方位诊断装置，它主要由电源模块、电阻率传感器模块、数据采集模块、数据处理模块、和显示模块构成，其中：a)、电源模块为电流为最大值1A的恒流源；b)、电阻率传感器模块将土壤的电阻率信号经由数据采集模块单片机内部集成的AD转换器进行数字化采集，然后经过数据处理模块进行信号处理；c)、数据采集模块另外含有两个电极，即辅助电极与测量电极，辅助电极接电源正极，测量电极插入接地极上方附近的土壤中，以距离L为半径，改变测量电极的位置进行扫描，测量半径为L的弧线上的地表的磁场强度；d)、显示模块将测量得到的半径为L弧上地表的磁场强度绘成磁场强度E——与接地引下线形成的角度φ曲线。

Description

一种接地极埋设方位诊断装置

技术领域

本实用新型涉及的是针对输电线路杆塔接地极埋设方位检测装置，属于输电线路的杆塔接地极埋设方位检测技术领域。

背景技术

随着我国经济的迅猛发展，长距离、大容量的输电已成为我国目前电网的发展趋势，输电线路是整个电力系统的输送枢纽，杆塔不仅仅可以起到机械支撑作用，其接地装置与杆塔本身还共同构成了电流的泄流通道，对电网的稳定可靠运行起着极其重要的作用。杆塔接地极作为衡量杆塔接地装置的主要参数，当发生雷击事故时，雷电流经泄流通道流入土壤当中，若接地电阻值过大，避雷线会得到一个大电位而产生反击过电压，从而使得线路发生跳闸。

由于接地极处于环境恶劣的土壤中，接地极发生腐蚀不可避免，严重时甚至会发生腐蚀断裂，腐蚀严重导致接地极电阻增大，超过安全标准，严重危害电力系统的输电安全。因此，对于已经埋设时间较长的接地极常常要测量其参数(电阻，散流情况，腐蚀情况等)，但由于接地极埋设于土壤中，不能用肉眼观察接地极的腐蚀状况等，采用开挖式的方法需要大量的劳动力，效率低下。因此，常常在测量接地极的接地电阻和腐蚀情况等参数时前需要确定接地极的埋设方位。

目前接地极埋设方位测定方法有开挖式和测量接地极上方磁场强度等方法，开挖式有较大的盲目性且受到现场运行条件的限制，而测量磁场强度则受测量所处环境中电磁的干扰，这些给接地极接地电阻和腐蚀情况的测定带来诸多不便。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种方便、快速、成本低地对杆塔接地极进行埋设方位监测，通过测量以半径为L的半圆弧上的电位确定其埋设方位的接地极埋设方位诊断装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种接地极埋设方位诊断装置，它主要由电源模块、电阻率传感器模块、数据采集模块、数据处理模块、和显示模块构成，其中：

a)、电源模块为电流为最大值1A的恒流源，频率在10kHz内可调；

b)、电阻率传感器模块将土壤的电阻率信号经由数据采集模块单片机内部集成的AD转换器进行数字化采集，然后经过数据处理模块进行信号处理，数据处理模块输出与显示模块的输入连接；

c)、数据采集模块另外含有两个电极，即辅助电极与测量电极，辅助电极接电源正极，测量电极插入接地极上方附近的土壤中，以距离L为半径，改变测量电极的位置进行扫描，测量半径为L的弧线上的地表的磁场强度，其中L取值为2米、3米、4米；

d)、显示模块将测量得到的半径为L弧上地表的磁场强度绘成磁场强度E——与接地引下线形成的角度φ曲线，连接三个圆弧上磁场最强点并修正取其渐屈线即为接地极的埋设方位。

作为优选：所述的电阻率传感器模块将土壤的电阻率信号经由数据采集模块单片机内部集成的AD转换器进行数字化采集，然后经过数据处理模块进行信号处理，并形成E-φ通过显示模块显示出来，三个圆弧上电位最低点并修后得渐屈线即为接地极的埋设方位。

本实用新型所述的接地极断裂状态诊断装置是一种适应了时代的发展，方便、快速、成本低的装置，它能在不开挖的条件下诊断接地极的埋设方向，对测量接地极其他参数具有着重大的实用意义。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步说明，图1-2所示：一种接地极埋设方位诊断装置，它主要由电源模块1、电阻率传感器模块2、数据采集模块3、数据处理模块4、和显示模块5构成，其中：

a)、电源模块1为电流为最大值1A的恒流源，频率在10kHz内可调；

b)、电阻率传感器模块2将土壤的电阻率信号经由数据采集模块3单片机内部集成的AD转换器进行数字化采集，然后经过数据处理模块4进行信号处理，数据处理模块4输出与显示模块5的输入连接；

c)、数据采集模块4另外含有两个电极，即辅助电极与测量电极，辅助电极接电源正极，测量电极插入接地极上方附近的土壤中，以距离L为半径，改变测量电极的位置进行扫描，测量半径为L的弧线上的地表的磁场强度，其中L取值为2米、3米、4米；

d)、显示模块5将测量得到的半径为L弧上地表的磁场强度绘成磁场强度E——与接地引下线形成的角度φ曲线，连接三个圆弧上磁场最强点并修正取其渐屈线即为接地极的埋设方位。图中所示，还包括：接地极测量模块8以及连接在信号预处理模块4与显示模块5之间的中央处理模块9。

所述的电阻率传感器模块2将土壤的电阻率信号经由数据采集模块3单片机内部集成的AD转换器进行数字化采集，然后经过数据处理模块4进行信号处理，并形成E-φ通过显示模块5显示出来，三个圆弧上电位最低点并修后得渐屈线即为接地极的埋设方位。

使用时，将电阻率传感器安装在基地及附近土壤里面，记录接地极的附近土壤的电阻率，并将土壤的电阻率信号送至数据采集模块3。

以半径为L的弧线上地表的磁场强度数据发送至数据采集模块3后进过数据处理模块4处理后形成磁场强度曲线。分析判断并显示。

其中，电阻率传感器采用的是直线阵列四探针法，直线阵列四探针法电阻率测量计算公式探针排列为直线等间距即S等于相邻两探针之间的距离。测量时外面一对探针通以电流I，内侧一对探针测量其电位V，因此，电阻率的求解公式为：

长期使用表明，该传感器能够使用于各种土壤环境。数据数据采集模块2采用STM32L15 处理器，它集合了混合信号系统级芯片，能接收模拟信号和数字信号，芯片内部集成了 128KB的FLASH程序存储器、比较器模块、USB接口等；电源模块1为电流为最大值1A的恒流源，频率在10kHz内可调。

本检测装置通过测量以接地极引下线处为圆点，半径为L为半圆的地表磁场强度信号(其中L取值为2米、3米、4米)，再再通过数据采集单元对信号进行数字化处理，然后将将处理过的磁场信号描绘成磁场强度分布曲线显示出来，并判断接地极的埋设方向，实现对接地极方位的检测，以减少人工开挖诊断所造成的劳力的浪费，方便了接地极电阻，腐蚀程度等的测量。

Claims (2)

1.一种接地极埋设方位诊断装置，其特点在于它主要由电源模块、电阻率传感器模块、数据采集模块、数据处理模块、和显示模块构成，其中：

a)、电源模块为电流为最大值1A的恒流源，频率在10kHz内可调；

b)、电阻率传感器模块将土壤的电阻率信号经由数据采集模块单片机内部集成的AD转换器进行数字化采集，然后经过数据处理模块进行信号处理，数据处理模块输出与显示模块的输入连接；

c)、数据采集模块另外含有两个电极，即辅助电极与测量电极，辅助电极接电源正极，测量电极插入接地极上方附近的土壤中，以距离L为半径，改变测量电极的位置进行扫描，测量半径为L的弧线上的地表的磁场强度，其中L取值为2米、3米、4米；

d)、显示模块将测量得到的半径为L弧上地表的磁场强度绘成磁场强度E——与接地引下线形成的角度φ曲线，连接三个圆弧上磁场最强点并修正取其渐屈线即为接地极的埋设方位。

2.根据权利要求1所述的接地极埋设方位诊断装置，其特征在于所述的电阻率传感器模块将土壤的电阻率信号经由数据采集模块单片机内部集成的AD转换器进行数字化采集，然后经过数据处理模块进行信号处理，并形成E-φ通过显示模块显示出来，三个圆弧上电位最低点并修后得渐屈线即为接地极的埋设方位。