劉 熙，徐 霞，王 謙，蘇凡凡，鮑明暉，籍勇亮，何華林

（1.國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司，武漢430074；2.國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院，重慶401123；3.成都桑萊特科技股份有限公司，成都610045）

利用電氣完整性測試數(shù)據(jù)進(jìn)行接地網(wǎng)腐蝕診斷

劉 熙1，徐 霞1，王 謙2，蘇凡凡3，鮑明暉2，籍勇亮2，何華林3

（1.國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司，武漢430074；2.國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院，重慶401123；3.成都桑萊特科技股份有限公司，成都610045）

接地網(wǎng)為隱蔽性設(shè)施，用參數(shù)識(shí)別的電測法對其進(jìn)行腐蝕故障診斷只能通過對接地引線的測試進(jìn)行，而根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，接地裝置中與接地網(wǎng)連接的接地引線需定期進(jìn)行電氣完整性測試，以檢查其是否與接地網(wǎng)可靠電氣連接。為避免接地裝置腐蝕診斷帶來額外工作量的問題，基于生產(chǎn)中所獲取的接地引線電氣完整性測試數(shù)據(jù)信息，提出用其進(jìn)行接地網(wǎng)支路和接地引線支路腐蝕診斷的方法，從而使得接地網(wǎng)支路導(dǎo)體的電測法腐蝕診斷無需進(jìn)行專門測試，就可達(dá)到對接地裝置網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)體的腐蝕診斷。通過仿真分析指出，隨著接地導(dǎo)體埋地時(shí)間的增加，其腐蝕所引起的接地導(dǎo)體直阻增大速率越來越大，為接地裝置支路導(dǎo)體腐蝕診斷電測法提供了便利。另外，由于測試點(diǎn)的限制，接地網(wǎng)支路腐蝕診斷電測法中的接地裝置很多支路導(dǎo)體可測性為不確定支路，鑒于此，為從接地裝置導(dǎo)體支路腐蝕診斷結(jié)果中獲取最大信息量，基于接地裝置所構(gòu)筑的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、電氣完整性測試點(diǎn)位置條件，提出用統(tǒng)計(jì)方法，根據(jù)虛擬診斷的方法進(jìn)行接地裝置導(dǎo)體支路診斷結(jié)果的平均偏差率的估計(jì)，從而達(dá)到對接地裝置支路腐蝕診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性評價(jià)。最后，對一個(gè)具有84條支路的試驗(yàn)接地網(wǎng)的現(xiàn)場應(yīng)用，結(jié)果表明本該方法的可行性。

接地網(wǎng)；故障診斷；接地引線；電氣完整性測試；準(zhǔn)確性評價(jià)

0 引言

接地裝置是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施。接地網(wǎng)是接地裝置的重要組成部分，是確保電氣設(shè)備和人身安全的重要設(shè)施[1]。

出于經(jīng)濟(jì)性考慮，我國的接地網(wǎng)以扁鋼為主，長期運(yùn)行容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。近年來，變電站因接地網(wǎng)腐蝕而需改造的越來越多，然而各供電公司僅按照所估計(jì)腐蝕狀態(tài)，結(jié)合變電站的重要性，優(yōu)先改造腐蝕嚴(yán)重的樞紐變電站接地裝置，這一現(xiàn)象促進(jìn)了接地網(wǎng)腐蝕故障診斷技術(shù)的發(fā)展。

文獻(xiàn)[2]以特勒根定理為測試指導(dǎo)方法，從而估計(jì)出接地網(wǎng)各條導(dǎo)體的實(shí)際電阻。

文獻(xiàn)[3]與[4]研究了如何采用電磁場方法對接地網(wǎng)導(dǎo)體中的斷裂支路進(jìn)行定位的問題。

文獻(xiàn)[5]～[8]采用建立電路方程的方法，將接地網(wǎng)支路等效為純電阻網(wǎng)絡(luò)，通過求解接地網(wǎng)中各支路導(dǎo)體的電阻增量，從而得到接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)。

文獻(xiàn)[9]采用多處激勵(lì)、多處測量的方法以增加有效測試方程的個(gè)數(shù)，并采用線性迭代法解決了接地網(wǎng)腐蝕故障診斷中如何增加有效觀測信息，并用線性方法求解故障診斷方程的問題。

文獻(xiàn)[10]、[11]基于逐層上溯的思想，提出了接地網(wǎng)的分層約簡模型，并將電阻可以唯一確定的支路稱為明晰支路，將電阻不能唯一確定的支路稱為不確定支路，并在此基礎(chǔ)上提出了一種接地網(wǎng)支路可測性的分析方法。

文獻(xiàn)[12]證明了無源電阻網(wǎng)絡(luò)的最大電壓定理及其3個(gè)推論，在此基礎(chǔ)上探討了測試方案優(yōu)化問題。

文獻(xiàn)[13]認(rèn)識(shí)到接地引線在接地網(wǎng)腐蝕診斷中的重要性，基于與接地網(wǎng)連接的接地引線為中心，建立接地引線分區(qū)的接地導(dǎo)體支路腐蝕診斷方程，從而達(dá)到對接地導(dǎo)體支路腐蝕診斷，但所需要的測試量太大，導(dǎo)致腐蝕診斷工作繁重。

上述的接地網(wǎng)腐蝕故障診斷成果說明用接地網(wǎng)支路直阻的變化來評估接地網(wǎng)的腐蝕方法可行，但是，接地網(wǎng)支路腐蝕診斷測試工作量很大，如何通過生產(chǎn)中現(xiàn)有的檢測數(shù)據(jù)來來獲得腐蝕診斷所需數(shù)據(jù)，從而降低接地網(wǎng)支路腐蝕診斷工作量，為此，本文依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[14]提出的接地裝置電氣完整性周期性測試要求，結(jié)合變電站接地裝置電氣完整性測試工作，提出利用電氣完整性測試的接地網(wǎng)支路腐蝕診斷方法。

1 接地裝置支路腐蝕與直阻變化關(guān)系

接地裝置一般由鍍鋅扁鋼制作而成，導(dǎo)體網(wǎng)絡(luò)間隔不小于5 m。在直流電流源的激勵(lì)下，接地網(wǎng)的分布電容和電感可以忽略不計(jì)，另外，由于接地網(wǎng)支路導(dǎo)體的電阻率遠(yuǎn)低于土壤電阻率，在進(jìn)行接地網(wǎng)腐蝕故障診斷時(shí)，土壤的散流可忽略不計(jì)，因此可將接地網(wǎng)看作純電阻網(wǎng)絡(luò)。

腐蝕后的接地扁鋼截面結(jié)構(gòu)如圖1所示，灰色表示腐蝕層。

圖1 接地扁鋼截面結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Section structure of the grounding flat steels

接地扁鋼埋在土壤中經(jīng)過n的后的截面面積Sn可用式（1）來表示。

式中：L0和H0分別為接地扁鋼原有截面的長度和寬度；vdw為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)所給出的接地扁鋼在埋設(shè)地的年腐蝕速度（單位應(yīng)與截面長和寬的單位保持一致）。

設(shè)接地扁鋼厚度h＝2n·vdw，則可以用接地扁鋼的截面積Sn來反映接地扁鋼厚度h。

由式（1）知，接地扁鋼埋在土壤中經(jīng)過n的后，單位長度的接地扁鋼直阻Rn可用式（2）來表示。

式中：ρ為接地扁鋼的體積密度。

由式（2）知，接地扁鋼截面積的變化倍數(shù)等于其直阻的變化倍數(shù)，因此可以通過接地扁鋼直阻的變化來判斷。

表1為不同規(guī)格的接地扁鋼在年腐蝕速率為0.03 mm時(shí)，不同埋設(shè)時(shí)間后的截面面積。

表1 不同規(guī)格的接地扁鋼不同時(shí)間后的截面面積Table 1 The cross-sectional area of the grounding flat steels with different specifications after different time mm2

圖2是根據(jù)表1所計(jì)算得到的接地扁鋼經(jīng)過n年腐蝕后的直阻變化倍數(shù)與腐蝕時(shí)間關(guān)系曲線。

圖2 接地扁鋼腐蝕時(shí)間與直阻變化倍數(shù)關(guān)系曲線Fig.2 The relation curve charts of corrosion time and direct current resistance of the grounding flat steels

從圖2可以看出，隨著接地扁鋼埋地時(shí)間的增加，接地扁鋼的腐蝕量越來越大，其直阻與原始直阻的比值也在增大，因此，可以用接地扁鋼的直阻來反映腐蝕量。另外，還可看出，在腐蝕速度為0.03當(dāng)經(jīng)過n的后單位長度的接地扁鋼直阻Rn與初值R0的比值大于3以上所對應(yīng)的腐蝕時(shí)間以后，隨著時(shí)間的推移，Rn與R0的比值增長速度非常大，這時(shí)可以認(rèn)為腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重了。

另外，電力生產(chǎn)與輸配單位，應(yīng)定期進(jìn)行接地裝置的電氣完整性測試，即測試接地線（也稱為接地引線）之間的直阻。標(biāo)準(zhǔn)[12]規(guī)定，變壓器、避雷器、避雷針等主要設(shè)備接地裝置的接地線之間的導(dǎo)通電阻（即直阻），與其初值比較，若相差≤50%，則需注意。接地網(wǎng)所形成的電阻網(wǎng)絡(luò)是線性網(wǎng)絡(luò)，即若各支路電阻值相對于初值差50%，則接地線間的導(dǎo)通電阻也差50%。綜合考慮，可以假設(shè)如表2的支路電阻變化倍數(shù)與腐蝕狀態(tài)關(guān)系。

表2 支路電阻變化倍數(shù)與腐蝕狀態(tài)關(guān)系表Table 2 The relational table of the branch resistance change and the corrosion state

2 接地網(wǎng)支路腐蝕故障診斷原理

2.1 診斷方程的建立

如圖3所示的接地網(wǎng)純電阻網(wǎng)絡(luò)圖，假設(shè)共有Nt個(gè)節(jié)點(diǎn) （接地導(dǎo)體段與導(dǎo)體段的交叉焊接處），Lb條支路（接地導(dǎo)體段）

圖3 一個(gè)接地網(wǎng)純電阻網(wǎng)絡(luò)圖Fig.3 The network diagram of the pure resistance of the grounding grid

對于這樣一個(gè)具有Nt個(gè)節(jié)點(diǎn)、Lb條支路的接地網(wǎng)，設(shè)支路直流電阻向量表達(dá)式為根據(jù)矩陣?yán)碚?，在給定激勵(lì)J（表示節(jié)點(diǎn)間施加電流激勵(lì)的向量）的條件下，其節(jié)點(diǎn)電壓Un向量可用下式表示：

式中：G＝AYAT，A為接地網(wǎng)所等效的電阻網(wǎng)絡(luò)的降階關(guān)聯(lián)矩陣，Y＝（RE）-1，E 為單位矩陣。

為了反映在給定激勵(lì)條件下，接地網(wǎng)支路電阻向量R發(fā)生變化時(shí)對節(jié)點(diǎn)電壓向量Un的影響，對式（3）作全微分計(jì)算：

采用恒定直流電流源對接地網(wǎng)支路進(jìn)行激勵(lì)時(shí)，施加電流向量J人為施加，與支路電阻向量R不相關(guān)，即因此有式（5）成立。

根據(jù)矩陣?yán)碚撚惺剑?）成立。

降階關(guān)聯(lián)矩陣A只表示接地網(wǎng)支路之間的連接關(guān)系，與支路電阻沒有關(guān)系，因此：

從而可將式（4）表示為式（8）。

將式（3）代入式（8）可得：

即對給定接地網(wǎng)支路電阻向量R，有式（10）成立。

設(shè)接地網(wǎng)支路電阻增量向量ΔR表示如下，

則式（10）寫成增量表達(dá)形式有：

其中：

Mi為長度為Nt-1的列向量，反映了在對接地網(wǎng)施加恒定電流源激勵(lì)時(shí)，第i條支路的電阻變化對節(jié)點(diǎn)電壓向量的影響程度。

實(shí)際上 ΔUn＝UT－Un|R，其中 UT為實(shí)際在給定激勵(lì)J下量測得到的節(jié)點(diǎn)電壓向量，Un|R為實(shí)際在給定激勵(lì)J下，用支路電阻向量R計(jì)算得到的節(jié)點(diǎn)電壓向量。即有式（12）成立：

式（12）可用式（13）簡寫。

其中，

M 為（Nt－1）×Lb的矩陣，它反映了在對接地網(wǎng)施加恒定電流源激勵(lì)時(shí)，支路電阻向量R發(fā)生變化時(shí)對節(jié)點(diǎn)電壓Un的影響。

最后，通過對式（13）這樣的方程用迭代的方法進(jìn)行求解，即可得到接地網(wǎng)支路電阻增量向量ΔR，從而得到接地網(wǎng)支路電阻向量R。

3.2 診斷方程的求解流程

用式（10）寫成增量形式的式（13）進(jìn)行接地網(wǎng)支路電阻向量增量的求解存在兩個(gè)問題。

其一：只有當(dāng)ΔUn和ΔR無限小時(shí)，才能將全微分表達(dá)式表示成增量形式；

其二：只有當(dāng)ΔUn和ΔR無限小時(shí)，含有和支路電阻相關(guān)量的靈敏度矩陣M才能被近似認(rèn)為是常量。

但若R中存在嚴(yán)重銹蝕的支路時(shí)，實(shí)際所對應(yīng)的ΔR分量較大，因此ΔUn和ΔR之間實(shí)際呈非線性關(guān)系。因此，對故障診斷方程不能直接采用線性方法來進(jìn)行求解。為了能夠利用線性方法求解非線性問題，可以采取基于最小二乘的迭代方法來解決。

設(shè)接地網(wǎng)支路電阻向量的初始值為 R0，R（k）為算法程序中的第k次迭代結(jié)果，采用文獻(xiàn)[8]方法獲得的響應(yīng)電壓量測向量為UT。以R0為初始解的基于靈敏度矩陣的迭代診斷程序的實(shí)現(xiàn)過程描述如下：

第 1 步：令 R0＝R（0），根據(jù)接地網(wǎng)支路電阻向量R0計(jì)算出電壓初始向量 Un，0，令 Un，0＝Un，（0），迭代次數(shù) k＝1；

第2步：用下式計(jì)算第k次迭代時(shí)的電壓增量向量 ΔUn，（k－1）；

第 3 步：用 R（k－1）計(jì)算靈敏度矩陣 M（k－1）；

第4步：抽取第3步中與激勵(lì)時(shí)的量測電壓對應(yīng)節(jié)點(diǎn)所在的行向量組成靈敏度矩陣M（k－1），構(gòu)造出第k次迭代時(shí)的增廣故障診斷方程：

第5步：求使得下式（14）所描述的函數(shù)取得最小值時(shí)的最優(yōu)解 ΔR（k－1）；

第6步：用下式計(jì)算支路電阻向量的第k次迭代結(jié)果；

第7步：若下式 （15）成立，則退出迭代程序。R（k）就是最終的診斷結(jié)果；若不成立，則進(jìn)行第8步；

其中ε是一個(gè)很小的正數(shù)，代表收斂精度。

第8步：根據(jù)R（k），采用節(jié)點(diǎn)電壓法計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓向量 Un，（k），令迭代次數(shù) k＝k+1；返回第 2 步。

3 利用電氣完整性測試進(jìn)行腐蝕診斷的方法

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[15]，接地裝置中應(yīng)接地的各電氣設(shè)備之間，接地裝置的各部分及各設(shè)備之間的電氣連接性，稱之為接地裝置的電氣完整性。電氣完整性的測試是通過測試接地引線之間的直阻來進(jìn)行。

地面上各設(shè)備接地端子一般是通過接地引線與埋設(shè)在土壤中的接地網(wǎng)連接，從而達(dá)到接地的目的。圖4給出了接地網(wǎng)與接地引線位置關(guān)系。

圖4 接地網(wǎng)與接地引線位置關(guān)系圖Fig.4 The relation curve charts of the grounding grid and the grounding wire position

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[15]，進(jìn)行接地裝置的電氣完整性測試，應(yīng)確保所有接地引線都與埋設(shè)在地下的接地網(wǎng)連接良好，所以，在電氣完整性測試中，所有的接地引線都應(yīng)至少被進(jìn)行過1次測試，而接地引線是唯一可以通過其獲取接地網(wǎng)腐蝕的設(shè)備，從而可以用其測試數(shù)據(jù)來進(jìn)行接地網(wǎng)腐蝕故障診斷。其實(shí)現(xiàn)思路如下，將接地引線導(dǎo)體、地面上的接地引線端子與接地引線端子之間的設(shè)備導(dǎo)體外殼等也等效為純電阻，組建電阻網(wǎng)絡(luò)，并將其接地網(wǎng)的電阻網(wǎng)絡(luò)按照實(shí)際連接端進(jìn)行連接，從而組成一個(gè)含有接地網(wǎng)支路、接地引線支路、地面上的接地引線端子與接地引線端子之間的設(shè)備導(dǎo)體外殼等效電阻支路 （該支路電阻一般可以通過調(diào)研等手段獲得）的一個(gè)純電阻網(wǎng)絡(luò)。

為能夠用電氣完整性測試數(shù)據(jù)，根據(jù)前文的接地網(wǎng)支路腐蝕故障診斷原理進(jìn)行接地網(wǎng)腐蝕診斷，這里的電氣完整性測試數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)換為電流激勵(lì)向量J和響應(yīng)電壓量測向量UT?；陔姎馔暾詼y試數(shù)據(jù)的接地網(wǎng)腐蝕診斷實(shí)現(xiàn)方法如下。

第1步：在接地網(wǎng)電阻網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，繪制含有接地引線支路、地面上的接地引線端子與接地引線端子之間的設(shè)備導(dǎo)體外殼等效電阻支路的新的純電阻網(wǎng)絡(luò)W。

第2步：根據(jù)純電阻網(wǎng)絡(luò)W，建立關(guān)聯(lián)矩陣Aa和初始電阻向量R。

第3步：根據(jù)關(guān)聯(lián)矩陣Aa，標(biāo)注電氣完整性數(shù)據(jù)中兩測試端點(diǎn)所對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)號，將電氣完整性數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)化為電流激勵(lì)向量J和響應(yīng)電壓量測向量UT。

這里，電氣完整性數(shù)據(jù)中兩測試端點(diǎn)分別為電流激勵(lì)的兩節(jié)點(diǎn) （因電流激勵(lì)節(jié)點(diǎn)此時(shí)與響應(yīng)電壓量測節(jié)點(diǎn)共用，即也為響應(yīng)電壓量測的兩節(jié)點(diǎn)），激勵(lì)電流幅值可假設(shè)為1 A，則響應(yīng)電壓在數(shù)量上等于電氣完整性測試得到的電阻值。

第4步，根據(jù)本文第三章方法，用Aa、R、J和UT進(jìn)行接地網(wǎng)腐蝕診斷，取得診斷后支路電阻向量RT。

一般情況下，人們對接地網(wǎng)的測試只能通過接地引線間接獲取，且接地引線一般也并非一定在接地網(wǎng)十字交叉處，正如文獻(xiàn)[9]所述，電測法接地網(wǎng)腐蝕診斷存在可測性問題，也就是說，并非所有接地網(wǎng)導(dǎo)體支路都能夠準(zhǔn)確診斷，因此，對于第4步所得到的診斷后支路電阻向量RT，對于明晰支路[9]，可以認(rèn)為已經(jīng)獲得了診斷結(jié)果，對于不確定支路[10]，我們這時(shí)僅僅是獲得了一種可能解。因此這里的診斷還需要做接地網(wǎng)支路（包含接地引線支路）的可測性分析?？蓽y性分析方法如下。

假設(shè)一個(gè)與待測試接地網(wǎng)（含有接地引線）網(wǎng)絡(luò)連接情況完全一致，支路電阻向量已知為Rreal的純電阻網(wǎng)絡(luò)W，這樣，當(dāng)對該假設(shè)接地網(wǎng)施加激勵(lì)向量時(shí)則可以仿真出測試端口的電壓。這樣就可以建立一個(gè)虛擬的激勵(lì)與響應(yīng)接地網(wǎng)測試數(shù)據(jù)，對其用接地網(wǎng)診斷算法計(jì)算，得到接地網(wǎng)支路診斷結(jié)果Rresult。不斷改變所假設(shè)的接地網(wǎng)支路電阻向量Rreal，重復(fù)以上過程。最后比較每次的Rreal與Rresult，如果某支路總是能夠被準(zhǔn)確診斷出來，則認(rèn)為該支路在該測試條件下的可測性為明晰支路，反之為不確定支路，此即為可測性分析，還可根據(jù)Rreal與Rresult的平均偏差進(jìn)一步進(jìn)行可測性的不確定程度分級。

下面給出可測性分析方法的實(shí)現(xiàn)步驟。

第1步：在一定范圍內(nèi)隨機(jī)生成k組虛擬接地網(wǎng)支路樣本電阻向量Rreal分別作為實(shí)際電阻網(wǎng)絡(luò)的支路電阻。

第2步：按照電氣完整性測試數(shù)據(jù)相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)電流激勵(lì)向量J和響應(yīng)電壓量測向量UT的節(jié)點(diǎn)號，仿真Rreal對應(yīng)下的UT。

第3步：根據(jù)給定的診斷算法求取k組接地網(wǎng)支路電阻向量的診斷結(jié)果Rresult。

第4步：分別求取k組診斷結(jié)果的相對誤差向量 ΔRresult－real，可作為偏差率。

第5步：計(jì)算k組診斷結(jié)果的相對誤差向量ΔRresult－real所對應(yīng)的支路診斷誤差均值。

顯然，支路診斷誤差均值較小的是可靠的，可測性為明晰支路，反之較大的支路可測性為不確定支路，其支路電阻值僅供參考作用，但可以增加隨機(jī)生成k組接地網(wǎng)支路電阻向量，按照ΔRresult－real向量中元素的平均誤差大小的不同，用統(tǒng)計(jì)方法將不確定支路進(jìn)一步按偏差率不同劃分為不同的等級，即給可測性進(jìn)行不確定程度分級。如，ΔR（i）result－real＜5%則支路i為明晰支路；5%＜ΔR（i）result－real＜15%則支路i為“次”明晰支路；15%＜ΔR（i）result－real＜30%則支路i為“次”不確定支路；30%＜ΔR（i）result－real＜50%則支路i為不確定支路；50%＜ΔR（i）result－real則支路i為“真”不確定支路；等等。

4 實(shí)例

下圖5為埋設(shè)于武漢××試驗(yàn)基地的一試驗(yàn)接地網(wǎng)，接地網(wǎng)49個(gè)節(jié)點(diǎn)，84條支路；接地引線節(jié)點(diǎn)49個(gè)（只算不與接地網(wǎng)連接的端點(diǎn)），接地引線支路49條；假設(shè)各支路直阻因腐蝕最大增大為原來的100倍。

圖5 試驗(yàn)接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.5 The structure diagram of the grounding grid for testing

對上圖試驗(yàn)接地網(wǎng)，電氣完整性測試數(shù)據(jù)信息如下表3所示。

表3 試驗(yàn)接地網(wǎng)的電氣完整性測試數(shù)據(jù)表Table 3 The testing date of the electrical integrity testing of the grounding grid for testing

根據(jù)圖5試驗(yàn)接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以及表3電氣完整性測試時(shí)的測試位置，用前文第4章的可測性分析方法及實(shí)現(xiàn)步驟，在隨機(jī)樣本為40組情況下得到如下表4、表5的接地網(wǎng)支路和接地引線支路的可測性偏差率分析結(jié)果。

按照第4章的不確定支路等級劃分思想，在允許最優(yōu)解搜索空間達(dá)到100倍偏差的情況下，表4所示的接地網(wǎng)支路，雖然基本都屬于“真”不確定支路，但大多數(shù)支路的偏差率都小于100%，對于接地網(wǎng)支路的腐蝕評估還是提供了一定的信息；而表5所示的接地引線支路多數(shù)偏差率在50%以下，對于接地引線支路的腐蝕評估還是提供了重要信息。對比表4和表5可以看出，基于電氣完整性測試的接地裝置腐蝕診斷，接地引線支路的評判準(zhǔn)確性要遠(yuǎn)大于接地網(wǎng)支路。

表4 接地網(wǎng)支路的可測性分析結(jié)果Table 4 The testability analysis result of the grounding grid branch

5 結(jié)論

研究可以得出下列結(jié)論：

1）借助對接地裝置的電氣完整性測試數(shù)據(jù)，用節(jié)點(diǎn)電壓法，建立接地裝置網(wǎng)絡(luò)故障診斷方程組，并以迭代法進(jìn)行接地導(dǎo)體支路電阻的求解具有一定的可行性。

表5 接地引線支路的可測性分析結(jié)果Table 5 The testability analysis result of the grounding wire branch

2）對于接地裝置導(dǎo)體的故障診斷，可通過隨機(jī)建立數(shù)據(jù)樣本，經(jīng)過虛擬診斷，用統(tǒng)計(jì)方法，得到各接地導(dǎo)體支路故障診斷結(jié)果的可信性等級，從而能夠定性分析不確定支路的診斷結(jié)果。

3）基于電氣完整性測試的接地裝置支路故障診斷方法對于評估接地引線支路的腐蝕準(zhǔn)確性要遠(yuǎn)大于接地網(wǎng)支路。

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Grounding Grid Corrosion Diagnosis Based on Electrical Integrity Test Data

LIU Xi1，XU Xia1，WANG Qian2，SU Fanfan3，BAO Minghui2，JI Yongliang2，HE Hualin3
（1.Wuhan NARI Limited Company of State Grid Electric Power Research Institute，Wuhan 430074，China；2.Electric Power Research Institute of Chongqing，Chongqing 401123，China；3.Chengdu Sunlight Science and Technology Co.，Ltd.，Chengdu 610045，China）

Because grounding grids is concealed equipment that the only way of corrosion diagnosis by electrometric method of parameter identification is testing grounding wire.According to the relevant standards，the grounding wire connecting with the grounding grid in the grounding device should be periodically tested for electrical integrity to check whether it is reliable electrical connection with the grounding grid.In order to avoid extra workload of corrosion diagnosis of grounding device，this paper presents a method of electrical integrity testing of grounding wire.That method is based on the data information of electrical integrity testing of grounding wire from the production.So that the corrosion diagnosis by electrometric method of the grounding grid conductors is no need to specially test.According to the simulation analysis，the increasing rate of direct current resistance of grounding conductor is more and more lager caused by corrosion，with the time of buried ground grounding conductor increasing.Because the limitation of the test point，the testability of the branch conductor of the grounding device is uncertain.In order to collect maximum information from the result of corrosion diagnosis of the erosion of grounding grid，this paper presents a statistical method.This method is based on the network structure of grounding device and the condition of testing point of electrical integrity testing，using the probability estimation of average deviation of corrosion diagnosis to get the evaluation of the accuracy of result.Finally，This method is applied in the field through with 84 branches of the grounding grid，the application results show the feasibility of this method.

grounding grids；corrosion diagnosis；grounding wire；electrical integrity testing；evaluation of the accuracy

10.16188/j.isa.1003-8337.2017.01.013

2015-07-20

劉熙 （1982），男，碩士，高級工程師，從事交直流系統(tǒng)的防雷與接地工作。

國家電網(wǎng)科技項(xiàng)目 “基于瞬變電磁法的接地網(wǎng)狀態(tài)檢測及故障診斷新技術(shù)研究”