專利名稱：一種無線檢測接地網(wǎng)故障的方法及檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種接地網(wǎng)工作狀況的檢測方法及檢測裝置，特別適用于對發(fā) 電廠、變電站或其它大型接地網(wǎng)的故障檢測。
背景技術：
目前，在電力、大型廠礦、公共設施中，各種設備及建筑物在運行使用中 都必須通過接地網(wǎng)進行良好的接地，以保證設備、建筑物、運行人員的安全， 因此接地網(wǎng)絡的安全檢測是生產和生活中一項不可缺少的重要工作。在發(fā)電廠 和變電站中，接地網(wǎng)是集電力系統(tǒng)的高低壓電氣設備和繼電保護及自動裝置的 工作接地、保護接地、防雷電接地、防靜電接地，四大功能于一體的系統(tǒng)接地 網(wǎng)絡，是保證電力系統(tǒng)安全運行重要的電氣裝置之一，因此，接地網(wǎng)檢測是一
項不可缺少的工作，現(xiàn)采用的檢測方法與裝置有HDZ—2000發(fā)電廠大型變電 站接地裝置特性參數(shù)測量系統(tǒng)(專利號99253999.4),通過釆用類工頻大電流 作為注入接地網(wǎng)的測量信號，逐點測取所需要的參數(shù)。專利號為200510012656.6 的發(fā)電廠、變電站大型接地網(wǎng)檢測技術及其檢測系統(tǒng)的專利，也提出了一種利 用計算機進行接地網(wǎng)的檢測方法和裝置，這種方法也要通過對不同點進行聯(lián)線 檢測，獲取大量的數(shù)據(jù)后，繪制在地電位圖上，獲得接地網(wǎng)的工況。
本發(fā)明設計了新的檢測方法和具有無線發(fā)射功能的檢測電位裝置，并將檢 測電位通過無線信道發(fā)送的方式發(fā)出，供接收裝置接受并進行檢測識別，改變 了傳統(tǒng)的檢測方法和檢測設備。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種無線檢測接地網(wǎng)故障的方法及檢測裝置，通過釆 用無線發(fā)送和無線接收裝置獲取被檢測點的信號，通過計算機對采集的信號進 行處理，達到對接地網(wǎng)進行檢測的目的。為了達到上述目的，采取了以下檢測方法，第一步，根據(jù)被檢測接地網(wǎng)區(qū) 域的設備平面布置圖，利用計算機繪制出與布置圖相對應的主要設備的平面 布置圖和高架構設備接地三維立體圖，并對檢測區(qū)域的被檢設備進行編號，將 帶有編號的繪圖存儲到檢測裝置中，建立接地網(wǎng)檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；第二步，在 被檢測接地網(wǎng)的每臺設備的接地引線上，安裝一個電位檢測裝置，每個電位檢 測裝置的正極接在設備的接地引線上，負極與專門設立的公共接地線相連接； 第三步，在高架構設備接地線上，安裝電流采集裝置；第四步，選擇接地網(wǎng)的 檢測信號接入點，對變電站，正極確定為線路架空地線入地點或距主變壓器相 對較遠設備的接地線上，負極確定為主變壓器的中性點接地線上，對其它接地 網(wǎng)，要選擇有一定距離的兩個主設備的接地點作為檢測信號接入點；第五步， 采集接地網(wǎng)沒有施加信號時，即接地網(wǎng)正常運行時各個檢測點的電位分布，并 進行保存；第六部，通過可控信號發(fā)生器給接地網(wǎng)施加一個低電壓、大電流信 號，檢測裝置釆集信號源輸出的端電壓、電流，釆集每個電位檢測裝置的電位 值和電流采集裝置的電流值，并標注在設備平面布置圖的對應點，得到被測接 地網(wǎng)各個對應點的電位、電流分布圖；第七步，故障分析，在接地網(wǎng)的電位、 電流分布圖中，電位突變點、電位最高點區(qū)域、最低點區(qū)域，可判斷為接地網(wǎng) 存在問題的部位。
被檢測接地網(wǎng)區(qū)域的設備區(qū)平面布置圖，是確定檢測點的重要依據(jù)，要依 據(jù)實際廠、站電氣設備的設計施工圖來繪制，還要考慮接地網(wǎng)的重要連接部位。
為實現(xiàn)本發(fā)明方法，專門設計了一種接地網(wǎng)無線檢測裝置，裝置由可控信 號發(fā)生器(1)、電位檢測裝置(2)、電流采集裝置(3)、信號接收裝置(4)、 計算機(5)共計5個主要裝置組合構成，現(xiàn)場組裝應用時，采用專門設立的公 共接地線將每個現(xiàn)場安裝的電位檢測裝置(2)的負極連接在一起并接地，組成 一個有線連接的電流通道，電流采集裝置(3)安裝在高架構設備的接地線上， 每個電位檢測裝置(2)和每個電流采集裝置(3)與信號接收裝置(4)之間設 有無線信號檢測通道，構成組合式接地網(wǎng)無線檢測裝置。
接地網(wǎng)無線檢測裝置的幾個主要組成部分的結構為可控信號發(fā)生器(1)由計算機控制器(6)、隔離變壓器(7)、電流調節(jié)器(8)和輸出信號檢測裝置 (9)組合構成。電位檢測裝置(2)由采樣芯片(10)、存儲器(11)、 CPU (12)、 蓄電池(13)、通訊管理芯片(14)組合構成。信號接收裝置(4)由通訊管理 芯片(15)、 CPU (16)、通訊轉換芯片(17)組合構成。
新的檢測方法和檢測裝置由于采用了無線檢測技術，與現(xiàn)廣泛采用的技術 方法與裝置相比，節(jié)省了繁雜的勞動，可以方便的對無線通道有效范圍內所需 要的檢測點進行檢測。


圖l是接地網(wǎng)無線檢測裝置結構圖。在圖中，可控信號發(fā)生器為(1)、電 位檢測裝置(2)、電流采集裝置(3)、信號接收裝置(4)、計算機(5)。
圖2是可控信號發(fā)生器結構圖。在圖中，計算機控制器為(6)、隔離變壓 器(7)、電流調節(jié)器(8)和輸出信號檢測裝置(9)。
圖3是電位檢測裝置結構圖。在圖中，采樣芯片為(10)、存儲器(11)、 CPU (12)、蓄電池(13)、通訊管理芯片(14)。
圖4是信號接收裝置結構圖。在圖中，通訊管理芯片為(15)、 CPU (16)、 通訊轉換芯片(17)。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方法作進一步詳細的說明。 . 利用本方法進行接地網(wǎng)的故障檢測，繪制接地網(wǎng)區(qū)域的設備平面布置圖和 選擇檢測點是非常重要的，以變電站為例，要根據(jù)實際變電站的電氣設備的設 計施工圖來繪制，還要考慮接地網(wǎng)的重要連接部位；進行檢測時，首先要利用 計算機繪制出接地網(wǎng)區(qū)域圖，以及區(qū)域內對應的主要設備的平面布置圖和 高架構設備接地三維立體圖，為了檢測分析方便，還要對被檢設備進行編號， 將帶有編號的繪圖存儲到檢測裝置中，建立一個檢測接地網(wǎng)系統(tǒng)的管理數(shù)據(jù)庫。 第二步，在被檢測接地網(wǎng)的每臺設備的接地引線上，安裝一個電位檢測裝置(2)，
參見圖l，每個電位檢測裝置的正極接在設備的接地引線上，負極與專門設立的 公共接地線相連接，形成一個具有良好接地性能檢測接地電路。第三步，在高架構設備接地線上，安裝電流采集裝置(3)，電流采集裝置的信號采集端是一 個鉗型電流表，接地線要穿過鉗型電流表。第四步，選擇接地網(wǎng)的檢測信號接 入點，對變電站，正極確定為線路架空地線入地點或距主變壓器相對較遠設備 的接地線上，負極確定為主變壓器的中性點接地線，對其它接地網(wǎng)，要選擇有 一定距離的兩個主設備的接地點作為檢測信號接入點。第五步，進行測量， 采集接地網(wǎng)沒有施加信號時，即接地網(wǎng)正常運行時各個檢測點的電位分布，并 進行保存。
第六步，通過可控信號發(fā)生器給接地網(wǎng)施加一個低電壓、大電流信號，檢 測裝置采集信號源輸出的端電壓、電流，采集每個電位檢測裝置的電位值和電 流采集裝置的電流值，并標注在設備平面布置圖的對應點，得到被測接地網(wǎng)各 個對應點的電位、電流分布圖。第七步，檢測結果分析，各髙架構上安裝的電 流采集裝置的電流值應為零，在接地網(wǎng)的電位、電流分布圖中，電位突變點、 電位最高點區(qū)域、最低點區(qū)域，可判斷為接地網(wǎng)存在問題的部位，需要通過改 變輸入檢測電壓、電流進行進一步的分析、判別。
變電站檢測實施例打開接地網(wǎng)無線檢測裝置，不給接地網(wǎng)施加測量信號， 采集接地網(wǎng)正常運行時每個檢測點的電位分布，采集高架構上安裝的電流采集 裝置的電流值，獲取變電站接地網(wǎng)的電壓分布圖、電流分布圖。檢測結果分析: 對中性點不接地的變電站，所有的高壓設備接地線電位都應為零電位，高架構 上安裝的電流采集裝置的電流值都為零，高壓設備接地線出現(xiàn)電位的，則可視 為該設備接地存在問題。對中性點接地的變電站，所有相鄰高壓設備接地線的 電位不應有突變，高壓設備接地線出現(xiàn)電位突變的則可視為該設備接地存在問 題；進行上述第六步的檢測工作和分析。
接地網(wǎng)無線檢測裝置是一個通過現(xiàn)場安裝組合后方可使用的組合裝 置，由圖l接地網(wǎng)無線檢測裝置結構圖可見，在組合裝置的5個主要裝置
中，電位檢測裝置(2)的安裝最復雜，在每一個檢測點，都需要安裝一個電位 檢測裝置，而且必須采用專門設立的公共接地線將所有現(xiàn)場安裝的每個電位檢 測裝置(2)的負極可靠的連接在一起并接地。電流采集裝置(3)安裝在高架構設備的接地線上，電流采集裝置(3)沒有給出具體的畫圖，它與電位檢測裝 置(2)的差別是，采集信號部分是一個常規(guī)的鉗型電流表。由圖2可控信號發(fā)生器結構圖可見，可控信號發(fā)生器(1)的輸入為三相電 源，輸出為單相電源，是一個由計算機控制器(6)、隔離變壓器(7)和電流 調節(jié)器(8)組合的通過計算機控制的常規(guī)的電源；在輸出端接有一個輸出信號 檢測裝置(9)，用來向計箅機控制端提供檢測信號。由圖3電位檢測裝置結構圖可見，裝置由采樣芯片(10)、存儲器(11)、 CPU(12)、蓄電池(13)、通訊管理芯片(14)組合構成。采樣芯片可選用CS5460A， 采樣芯片的輸入通過一個變壓器與采集信號的端子相接，其輸出送給CPU(12)， CPU可選用P89C668HFA,其他各部件均可選用常規(guī)元件。由圖4信號接收裝置結構圖可見，裝置通過天線接收信號，送到通訊管理 芯片(15)，依次經(jīng)、CPU (16)、通訊轉換芯片(17)至計算機后，進行信號 處理。本發(fā)明裝置所選用的電氣、電子、電器連接等元件，都選用國際標準的元 器件進行裝配，選擇非單一性，其接線按元件要求執(zhí)行，因此沒有對元器件和 連接關系詳細說明。
權利要求
1. 一種無線檢測接地網(wǎng)故障的方法，以計算機作為檢測控制中心，其特征是檢測按以下步驟實施，第一步，根據(jù)被檢測接地網(wǎng)區(qū)域的設備平面布置圖，利用計算機繪制出與布置圖相對應的主要設備的平面布置圖和高架構設備接地三維立體圖，并對檢測區(qū)域的被檢設備進行編號，將帶有編號的繪圖存儲到檢測裝置中，建立接地網(wǎng)檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；第二步，在被檢測接地網(wǎng)的每臺設備接地引線上，安裝一個電位檢測裝置，每個電位檢測裝置的正極接在設備的接地引線上，負極與專門設立的公共接地線相連接；第三步，在高架構設備接地線上，安裝電流采集裝置；第四步，選擇接地網(wǎng)的檢測信號接入點，對變電站，正極確定為線路架空地線入地點或距主變壓器相對較遠設備的接地線上，負極確定為主變壓器的中性點接地線上，對其它接地網(wǎng)，要選擇有一定距離的兩個主設備的接地點作為檢測信號接入點；第五步，采集接地網(wǎng)沒有施加信號，即接地網(wǎng)正常運行時，各個檢測點的電位分布，并進行保存；第六步，通過可控信號發(fā)生器給接地網(wǎng)施加一個低電壓、大電流信號，檢測裝置采集信號源輸出的端電壓、電流，采集每個電位檢測裝置的電位值和電流采集裝置的電流值，并標注在設備平面布置圖的對應點，得到被測接地網(wǎng)各個對應點的電位、電流分布圖；第七步，故障分析，在接地網(wǎng)的電位、電流分布圖中，電位突變點、電位最高點區(qū)域、最低點區(qū)域，可判斷為接地網(wǎng)存在問題的部位。
2、 根據(jù)權利要求1所述的無線檢測接地網(wǎng)故障的方法，其特征在于所述 檢測接地網(wǎng)區(qū)域的設備區(qū)平面布置圖，要根據(jù)實際廠、站的電氣設備的 設計施工圖來繪制，還要考慮接地網(wǎng)的重要連接部位。
3、 一種為實現(xiàn)權利要求1所述方法而設計的接地網(wǎng)無線檢測裝置，其特征 在于裝置由可控信號發(fā)生器(1)、電位檢測裝置(2)、電流釆集裝置 (3)、信號接收裝置(4)、計算機(5)組合構成，現(xiàn)場組裝應用時，采用專門設立的公共接地線將所有現(xiàn)場安裝的電位檢測裝置(2)的負極 接在一起并接地，組成一個有線連接的電流通遒，電流采集裝置(3) 安裝在高架構設備的接地線上，每個電位檢測裝置(2)和每個電流采 集裝置(3)與信號接收裝置(4)之間設有無線信號檢測通道，構成組 合式接地網(wǎng)無線檢測裝置。
4、 根據(jù)權利要求3所述的接地網(wǎng)無線檢測裝置，其特征在于可控信號 發(fā)生器(1)由計算機控制器(6)、隔離變壓器(7)、電流調節(jié)器(8) 和輸出信號檢測裝置(9)組合構成。
5、 根據(jù)權利要求3所述的接地網(wǎng)無線檢測裝置，其特征在于電位檢測裝 置(2)由采樣芯片(10)、存儲器(11)、 CPU (12)、蓄電池(13)、通 訊管理芯片(14)組合構成。
6、 根據(jù)權利要求3所述的接地網(wǎng)無線檢測裝置，其特征在于信號接收裝 置(4)由通訊管理芯片(15)、 CPU (16)、通訊轉換芯片(17)組合構 成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線檢測接地網(wǎng)故障的方法及檢測裝置。其方法是，先繪制被檢測接地網(wǎng)區(qū)域的設備平面布置圖，建立接地網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；在接地網(wǎng)的每臺設備接地引線上，安裝電位檢測裝置，在高架構設備接地線上，安裝電流采集裝置；分別采集接地網(wǎng)沒有施加信號和施加信號時，接地網(wǎng)各個檢測點的電位和電流，獲得接地網(wǎng)各個對應點的電位、電流分布圖，以此數(shù)據(jù)獲得分析結果。本發(fā)明的裝置是由可控信號發(fā)生器、電位檢測裝置、電流采集裝置、信號接收裝置和計算機構成的現(xiàn)場組合裝置。裝置優(yōu)點在于可在無線信號的有效區(qū)域內，對各安裝設備的檢測點進行快速檢測與分析，節(jié)省了大量的繁雜接線勞動，提高了檢測精度和工效。
文檔編號G01R31/08GK101246199SQ20071008022
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權日2007年2月14日
發(fā)明者政 高, 高淑萍 申請人:高 政;高淑萍