CN216526326U - 高压线路杆塔接地线检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压线路杆塔接地线检测系统，包括：电流发射机，用于向接地线通入电流以使接地线产生二次磁场；电磁感应接收机，用于检测接地线上方地表的磁场强度以确定接地线走向和埋深；电位梯度测量仪，用于测量地表两点之间的梯度电位值及电流方向以确定接地线末端位置。该检测系统可实现输电高压线路杆塔接地线不开挖的检测，检测简单方便，效率高。

Description

高压线路杆塔接地线检测系统

技术领域

本实用新型涉及接地线探测技术领域，尤其涉及一种高压线路杆塔接地线不开挖检测系统。

背景技术

高压线路杆塔接地线的埋深、走向及埋长均需要满足设计要求，当实际实施不到位时，则可能存在安全隐患。因此，对于施工完成后的高压线路铁塔接电线需要进行检验，确认施工是否合格。

目前，接地线的检验主要采用人工定点开挖以进行检验，工作强度大，效率低下，而且采用定点开挖方式，即部分抽检，检验准确性低，对应接地线端点位置也难以准确确认。因此，亟需一种接地线网不开挖的检测技术，但由于高压线路杆塔接地线具备一定的特殊性，多条接地线在地下通过铁塔下面的环形网互相联通，采用不开挖探测是会存在各条接电线之前的信号容易形成相互干扰的问题，且接地线末端检测困难，均为高压线路铁塔接地线不开挖检测技术的开发带来了难点。

实用新型内容

本实用新型提供了一种高压线路杆塔接地线检测系统，以解决现有主要采用人工定点开挖的检测方式工作强度大、效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高压线路杆塔接地线检测系统，包括：

电流发射机，用于向接地线通入电流以使接地线产生二次磁场；

电磁感应接收机，用于检测接地线上方地表的磁场强度以确定接地线走向和埋深；

电位梯度测量仪，用于测量地表两点之间的梯度电位值及电流方向以确定接地线末端位置。

使用该检测系统对接地线进行检测时，首先利用电流发射机先接地线内通入高频的电信号，使接地线产生二次磁场，然后利用电磁感应接收机检测接地线上方地表的磁场强度，离接地线越近磁场强度越大，因此接地线正上方地面位置磁场强度最大，因此，工作人员可据此判断接地线的走向，并根据磁场强度可得到接地线的埋深；但是由于多条接地线之间信号的相互干扰，接地线末端难以准确检测，此时工作人员可通过电磁感应接收机检测到磁场强度不可测时初步确定接地线末端位置，然后利用电流发射机向接地网内通入低频的电信号，根据离射线末端越近梯度电位越大，以及在射线走向垂直方向上，位于射线两侧的电流方向相反的原理，工作人员利用电位梯度测量仪检测初步确定的接地线末端位置范围内地表两点之间的梯度电位值及电流方向，进而可精确确定射线的末端位置，进而可确定射线的埋长。

进一步地，所述电流发射机包括控制模块，以及均与所述控制模块连接的函数发生器、信号调理模块、功率放大模块、发射模块、第一显示器、第一电源模块、频率调节开关、功率调节开关；所述函数发生器、信号调理模块、功率放大模块、发射模块依次连接。

函数发生器利用晶振发出一定频率的脉冲序列信号送给信号调理模块，信号调理模块将输入信号分出不同频率的信号，根据设定的要求，由信号调理模块选择某一频率的幅值相等、相位相反的信号，然后再由功率放大模块将该信号进行放大后，施加到发射模块上发生电信号。通过功率调节开关调节要发射的信号的功率大小，频率调节开关调节要发射的信号的频率大小，第一显示器对当前选择发射的信号的频率等信息进行显示，第一电源模块为电流发射机供电。其中，发射模块包括发射线圈和配谐电容，控制模块根据频率调节开关及功率调节开关的选择，响应选通相应的配谐电容，使发射线圈和配谐电容形成并联谐振状态,实现信号发射。

进一步地，所述电流发射机还包括保护箱体，所述控制模块、函数发生器、信号调理模块、功率放大模块、发射模块、第一电源模块设置于所述保护箱体内，所述第一显示器、频率调节开关、功率调节开关设置于所述保护箱体的上表面，所述保护箱体上还设置有与发射模块连接的输出接口。保护箱对电流发射机起到保护作用。

进一步地，所述第一电源模块为可充电的锂电池。

进一步地，所述保护箱体为铝板材料制成，提高散热能力，延长使用寿命。

进一步地，所述电磁感应接收机包括接收线圈、放大电路、选频滤波电路、模数转换模块、处理模块、按键模块、第二显示器、第二电源模块；所述接收线圈、放大电路、选频滤波电路、模数转换模块、处理模块依次连接，所述第二电源模块、按键模块、第二显示器均与所述处理模块连接。

通过接收线圈接收接地线从地下产生的二次磁场信号，但由于二次磁场的信号比较微弱，所以对接收线圈检测到的信号依次经过放大电路放大、选频滤波电路进行滤波，然后通过模数转换模块将模拟信号转换为数字信号传输至处理模块，然后经过第二显示器进行显示。按键模块用于输入开关机指令以及选择接受频率。第二电源模块为电磁感应接收机进行供电。

进一步地，所述第二电源模块为可充电的锂电池。

有益效果

本实用新型提出了一种高压线路杆塔接地线检测系统，利用电流发射机先接地线内通入高频的电信号，使接地线产生二次磁场，然后利用电磁感应接收机检测接地线上方地表的磁场强度，离接地线越近磁场强度越大，因此接地线正上方地面位置磁场强度最大，因此，工作人员可据此判断接地线的走向，并根据磁场强度可得到接地线的埋深；但是由于多条接地线之间信号的相互干扰，接地线末端难以准确检测，此时工作人员可通过电磁感应接收机检测到磁场强度不可测时初步确定接地线末端位置，然后利用电流发射机向接地网内通入低频的电信号，根据离射线末端越近梯度电位越大，以及在射线走向垂直方向上，位于射线两侧的电流方向相反的原理，工作人员利用电位梯度测量仪检测初步确定的接地线末端位置范围内地表两点之间的梯度电位值及电流方向，进而可精确确定射线的末端位置，进而可确定射线的埋长。因此，本实用新型提供的检测系统实现了输电高压线路杆塔接地线不开挖的检测，检测简单方便，效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例高压线路杆塔接地线检测系统结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电流发射机结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的电磁感应接收机结构示意图；

图4是本实用新型实施例埋深测量原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种高压线路杆塔接地线检测系统，包括：

电流发射机1，用于向接地线通入电流以使接地线产生二次磁场；

电磁感应接收机2，用于检测接地线上方地表的磁场强度以确定接地线走向和埋深；

电位梯度测量仪3，用于测量地表两点之间的梯度电位值及电流方向以确定接地线末端位置。

如图2所示，本实施例中，所述电流发射机1包括控制模块11，以及均与所述控制模块连接的函数发生器12、信号调理模块13、功率放大模块14、发射模块15、第一显示器17、第一电源模块16、频率调节开关19、功率调节开关18；所述函数发生器12、信号调理模块13、功率放大模块14、发射模块15依次连接。

优选地，所述电流发射机1还包括保护箱体(未图示)，所述控制模块11、函数发生器12、信号调理模块13、功率放大模块14、发射模块15、第一电源模块16设置于所述保护箱体内，所述第一显示器17、频率调节开关19、功率调节开关18设置于所述保护箱体的上表面，所述保护箱体上还设置有与发射模块15连接的输出接口。保护箱对电流发射机1起到保护作用。

函数发生器12利用晶振发出一定频率的脉冲序列信号送给信号调理模块13，信号调理模块13将输入信号分出不同频率的信号，根据设定的要求，由信号调理模块13选择某一频率的幅值相等、相位相反的信号，然后再由功率放大模块14将该信号进行放大后，施加到发射模块15上发生电信号。通过功率调节开关18调节要发射的信号的功率大小，频率调节开关19调节要发射的信号的频率大小，第一显示器17对当前选择发射的信号的频率等信息进行显示，第一电源模块16为电流发射机1供电。其中，发射模块15包括发射线圈和配谐电容，控制模块根据频率调节开关及功率调节开关的选择，响应选通相应的配谐电容，使发射线圈和配谐电容形成并联谐振状态,实现信号发射。频率的调节以及功率调节的具体实现电路均为现有技术，在此不再进行赘述。

其中，所述保护箱体为铝板材料制成，提高散热能力，延长使用寿命。所述第一电源模块16可选择可充电的锂电池。保护箱体上还可设置电流发射机1供电通断的电源开关。

如图3所示，本实施例中，所述电磁感应接收机2包括接收线圈22、放大电路23、选频滤波电路24、模数转换模块25、处理模块21、按键模块28、第二显示器27、第二电源模块26；所述接收线圈22、放大电路23、选频滤波电路24、模数转换模块25、处理模块21依次连接，所述第二电源模块26、按键模块28、第二显示器27均与所述处理模块21连接。所述第二电源模块26可选择可充电的锂电池。

通过接收线圈22接收接地线从地下产生的二次磁场信号，但由于二次磁场的信号比较微弱，所以对接收线圈22检测到的信号依次经过放大电路23放大、选频滤波电路24进行滤波，然后通过模数转换模块25将模拟信号转换为数字信号传输至处理模块21，然后经过第二显示器27进行显示。按键模块28用于输入开关机指令以及选择接受频率。第二电源模块26为电磁感应接收机进行供电。

实施时，电位梯度测量仪可选用市面上现有的电位梯度测量仪，在此不再对其结构进行赘述。控制模块可处理模块均可选用市面上现有的单片机。

使用该检测系统对接地线进行检测时，首先利用电流发射机先接地线内通入高频的电信号，如频率为8kHz、电压为30V、电流80mA的电信号，使接地线产生二次磁场。高压线路杆塔接地线的引下线露出地表，可以通过一个电极连接引下线，一个电极连接大地的方式向接地线内通入电信号。然后利用电磁感应接收机检测接地线上方地表的磁场强度，离接地线越近磁场强度越大，因此接地线正上方地面位置磁场强度最大，因此，工作人员可据此判断接地线的走向，并根据磁场强度可得到接地线的埋深；但是由于多条接地线之间信号的相互干扰，接地线末端难以准确检测，此时工作人员可通过电磁感应接收机检测到磁场强度不可测时初步确定接地线末端位置，然后利用电流发射机向接地网内通入低频的电信号，如频率为398Hz+796Hz的复合频率、电压为30V、电流为80mA的电信号，根据离射线末端越近梯度电位越大，以及在射线走向垂直方向上，位于射线两侧的电流方向相反的原理，工作人员利用电位梯度测量仪检测初步确定的接地线末端位置范围内地表两点之间的梯度电位值及电流方向，进而可精确确定射线的末端位置，进而可确定射线的埋长。

本实施例中，如图4所示，电磁感应接收机的接收线圈至少包括两个水平方向布设的接收线圈，两个水平方向布设的接收线圈在同一竖直方向上，且竖直方向间隔距离为Δh。则工作人员在测量接地线的埋深时，可采用二次差分测深原理进行测量，则接地线的埋深H的计算公式可表示为：

其中，V_L表示垂直方向低位置线圈(即图中线圈1)的磁感应电动势，V_H表示垂直方向高位置线圈(即图中线圈2)的磁感应电动势。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种高压线路杆塔接地线检测系统，其特征在于，包括：

电流发射机，用于向接地线通入电流以使接地线产生二次磁场；

电磁感应接收机，用于检测接地线上方地表的磁场强度以确定接地线走向和埋深；

电位梯度测量仪，用于测量地表两点之间的梯度电位值及电流方向以确定接地线末端位置。

2.根据权利要求1所述的高压线路杆塔接地线检测系统，其特征在于，所述电流发射机包括控制模块，以及均与所述控制模块连接的函数发生器、信号调理模块、功率放大模块、发射模块、第一显示器、第一电源模块、频率调节开关、功率调节开关；所述函数发生器、信号调理模块、功率放大模块、发射模块依次连接。

3.根据权利要求2所述的高压线路杆塔接地线检测系统，其特征在于，所述电流发射机还包括保护箱体，所述控制模块、函数发生器、信号调理模块、功率放大模块、发射模块、第一电源模块设置于所述保护箱体内，所述第一显示器、频率调节开关、功率调节开关设置于所述保护箱体的上表面，所述保护箱体上还设置有与发射模块连接的输出接口。

4.根据权利要求2所述的高压线路杆塔接地线检测系统，其特征在于，所述第一电源模块为可充电的锂电池。

5.根据权利要求3所述的高压线路杆塔接地线检测系统，其特征在于，所述保护箱体为铝板材料制成。

6.根据权利要求1所述的高压线路杆塔接地线检测系统，其特征在于，所述电磁感应接收机包括接收线圈、放大电路、选频滤波电路、模数转换模块、处理模块、按键模块、第二显示器、第二电源模块；所述接收线圈、放大电路、选频滤波电路、模数转换模块、处理模块依次连接，所述第二电源模块、按键模块、第二显示器均与所述处理模块连接。

7.根据权利要求6所述的高压线路杆塔接地线检测系统，其特征在于，所述第二电源模块为可充电的锂电池。

Images