电力系统接地网缺陷诊断与发展趋势探讨

贵州理工学院 张 昕

若想确保电力设备能够有效的运行，那么就一定要启用接地网。其如果长时间放于土壤里就会被腐蚀，通常情况下，腐蚀程度会达到2mm到8mm之间。而时间越长，导体电阻就会进一步加大，如果接地网被雷电电流所击中，那么就会使得接地网导体过热，从而出现断裂的情况。所以相关专家在今后的工作中，一定要创建出电力系统接地网缺陷诊断的全新方式，并掌握其未来的发展趋势，这样的话，电力系统才能够得到更好而发展。那么下面我们就来具体的讨论一下这方面的问题。

1 传统接地网状态检测方法

1.1 电磁场分析法

在采取接地网诊断的时候，可以运用磁场，这种工作原理主要是把接地网中的接地体灌入电流，此时，就会在地表中形成磁场，并对其进行合理的分布，这样一来就能够有效的对接地网采取故障诊断工作。接地网如果发生腐蚀的情况，导电性就会下降，那么导体里的电流分布就会出现变化，这样一来就会对附近的电场形成干扰。电网导体里的实际电流分布情况，能够决定附近电磁场的分布，不过要是利用电场来推断导体里的源电流，那么就必须要采取一些限制条件。

在上世纪八十年代的时候，国外的相关专家就已经开始采用地表磁场分布的方式来进行接地网故障检测工作，并创建了接地网分析模型，然后根据磁场分布情况，对接地网状态进行检测。相关专家还利用地面磁感应强度分布，来合理的掌握接地网的结构，并通过对磁感应强度的分布特点，来发现接地网所具有的问题，主要是利用矩量法，来对土壤结构、接地网接地性能进行充分的分析。在美国，相关的专家使用注入电流法，把500Hz/10A方波脉冲灌入接地网里，然后采用接地网地面电磁场分布的方式来掌握接地网的具体情况。另外，相关专家还指出，可以采用高频电磁场瞬态分析的方式来对接地网故障进行诊断，并和试验分析进行融合，然后再采用宽频信号获取准确地分辨率，这样一来就能够掌握合理的故障诊断定位误差。

1.2 电网络分析法

接地网如果处于地下，那么就会让各个导致进行链接，从而形成电路网络，这样就不用考虑土壤因素。接地网属于纯电阻网络。在创建完地网以后，就能够掌握每个导体的长度以及截面积，如果接地网采用很多年，并且发生了导体腐蚀的情况，那么支路电阻就会超过原始值，此时就要找到解端口电阻与支路电路电阻这两者变化值之间所具有的关联性，并采用合适的数学计算方式，来计算出节点电阻变化值，然后从中计算出接地网支路电阻变化值，这样一来就能够掌握故障的具体情况。

相关专家已经将接地网腐蚀诊断与灵敏度分析这两种方式进行了融合。同时还要对接地网支路电阻的具体情况进行准确的运算，然后掌握其对各种状况下的电阻值所构成的干扰，从而制定出适合从工程变电站接地网故障诊断里获取测量节点的具体方式。若想精准的检查全新地网导体所具有的缺陷，那么就要建设地网导体缺失诊断0-1背包模型，并还要根部二进制遗传算法来对MATLAB地网缺陷诊断进行编程，这样一来就能够形成电阻发适应函数。此外，还要创建接地网导体缺失诊断的数学模型，然后再从中分析地网腐蚀支路能否对断裂导体诊断造成干扰。

1.3 电化学分析法

气、液、固这三者之间的关系构成了土壤介质，每个地方的气候特点，导致接地网在土壤里的腐蚀程度显得极为复杂。接地网在土壤腐蚀期间，土壤中一定会出现化学作用，而且也必须接受杂散电流的腐蚀。通常情况下，最好运用电化学特征参数来表现出接地网材料的腐蚀程度。

目前，一些相关专家研究出了戒牒昂腐蚀原位电化学检测系统，其主要是利用电化学传感器，让接地网能够掌握电流的限流；运用小波滤波软件，能够掌握接地线金属的极化电阻参数。

2 接地网状态成像检测方法

采用电网络分析法，当接地网发生局部腐蚀情况的时候，地表电位差基本不会有什么变动，这样一来就无法根据外部接地电阻的具体情况来掌握电位分布的参数。电磁场分析法极有可能遭到外界因素的影响，这样就会降低测量的精准度，更为严重的是，还无法正确的掌握腐蚀程度。上面所介绍的方法都是小规模接地网，如果接地网接头非常复杂的话，那么就很难获取电阻率图像，从而无法对故障进行准确的评估。

而想要让地网腐蚀、断点等状况得到改善，那么就要在变电站有效运行期间，迅速的找到接地网故障的高分辨率参数，之后根据接地网成本来预防接地网发生腐蚀、断裂等情况，并做好评估工作，这样一来接地网状态检测水平就能够更加的完善。

2.1 电阻抗成像方法

此方法主要是采用电阻分布的方式。若想让接地网腐蚀诊断里的数据测量形成自动化，那么就要在采用电阻抗成像方法的前提下，创建出完善的地网诊断测量系统。现在所采用的诊断软件能够准确的掌握接地网腐蚀的具体位置，这对于解决故障问题会带来非常大的帮助。

导体阻抗测量一般情况下是往导体里添加激励源，然后通过计算来获得导体的电流值，紧接着使用欧姆定律来获取导体阻抗的具体情况，而经常使用的阻抗测量是二电极以及四电极。

通常情况下，循环测量方式是电阻抗成像中数据采集的主要测量方法，也就是采用更改电流的灌入方法来对电压数据进行收集。此外，相邻、交叉、相对以及自适这几种注入方法是电流注入的主要方法。

2.2 雷达检测成像方法

采用微波无损检测技术，来对混凝土里的单个钢筋进行检测，能够获得非常好的效果，不过此方式要是探测准确度不够的话，那么就会造成探测信号被屏蔽的情况。

在接地网腐蚀诊断技术中，微波无损探测属于全新的技术，也是将来主要的技术发展方向。使用高频电磁波激励，能够很好的掌握地网导体，以及接地网导体所具有的地质差别。另外，获取金属导体能够形成的电磁波折反射回波，这样一来就能够有效地掌握地网导体的结构。

在进行微波无损检测期间，雷达属于非常重要的技术，采用高穿透性的雷达，可以在不停电的状况下，做好接地网物理检测工作。利用超宽带发射信号，能够进入到接地导体，之后再采用回波信号中所具备的多维度测量信息，来掌握接地导体的物理情况，采用天线技术来掌握高输出分辨率，这样一来就能够具有非常逼真的视觉图像，从而带来良好的数据支持。

2.3 瞬变电磁阀接地网断点诊断

瞬变电磁法主要是采用不接地回线往地里传输一次脉冲电磁场，并在磁场的协助下，让地里的导体产生感应，从而形成涡旋电流，一次脉冲磁场处于间隙状态的时候，涡旋电流所产生的磁场不能够因为一次场的消退而马上消退，也就是说必定要经历一个瞬间，然后采用线圈来观察二次磁场，并掌握二次磁场和时间之间的关联性，这样一来就能确立地下导体的电性分布情况。在矿产、油气等等勘探工作中，会经常采用到瞬变电磁法。此外，环境调查、考古探测等工作也能够运用瞬变电磁法。

2.4 高频脉冲逆散射成像接地网诊断

电磁逆散射成像技术不但能够形成结构成像，同时还能够形成电性参数成像。和反射成像进行比较能够发现，散射成像的图像分辨率效果更好一些，非常有可能解决接地网所具有的故障。不过现在的逆散射成像并不重视导电率，只是采取介电常数的成像。但是导电率信息能够有效的辨认出腐蚀，所以，相关工作人员要掌握能够一同获取结构、导电率的图像，这样一来就能够符合高分辨率的需要。

3 结束语

通过以上内容我们能够了解到，若想确保电力设备能够有效的运行，那么就一定要启用接地网。如果接地网被雷电电流所击中，那么就会使得接地网导体过热，从而出现断裂的情况。而想若想做好这方面的工作，那么就一定要掌握电磁场分析法、等这些传统接地网状态检测方法。另外，也要掌握电阻抗成像方法、雷达检测成像方法、瞬变电磁阀接地网断点诊断以及高频脉冲逆散射成像接地网诊断等接地网状态成像检测方法。所以在今后的工作中，相关工作人员一定要刻苦努力，争取制定出更为完善的工作方案，从而让电力系统接地网缺陷诊断水平能够迈向新的高度，这样一来电力系统接地网就可以具有更好的发展趋势。

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