貴州理工學(xué)院 張 昕

若想確保電力設(shè)備能夠有效的運(yùn)行，那么就一定要啟用接地網(wǎng)。其如果長(zhǎng)時(shí)間放于土壤里就會(huì)被腐蝕，通常情況下，腐蝕程度會(huì)達(dá)到2mm到8mm之間。而時(shí)間越長(zhǎng)，導(dǎo)體電阻就會(huì)進(jìn)一步加大，如果接地網(wǎng)被雷電電流所擊中，那么就會(huì)使得接地網(wǎng)導(dǎo)體過(guò)熱，從而出現(xiàn)斷裂的情況。所以相關(guān)專家在今后的工作中，一定要?jiǎng)?chuàng)建出電力系統(tǒng)接地網(wǎng)缺陷診斷的全新方式，并掌握其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，這樣的話，電力系統(tǒng)才能夠得到更好而發(fā)展。那么下面我們就來(lái)具體的討論一下這方面的問(wèn)題。

1 傳統(tǒng)接地網(wǎng)狀態(tài)檢測(cè)方法

1.1 電磁場(chǎng)分析法

在采取接地網(wǎng)診斷的時(shí)候，可以運(yùn)用磁場(chǎng)，這種工作原理主要是把接地網(wǎng)中的接地體灌入電流，此時(shí)，就會(huì)在地表中形成磁場(chǎng)，并對(duì)其進(jìn)行合理的分布，這樣一來(lái)就能夠有效的對(duì)接地網(wǎng)采取故障診斷工作。接地網(wǎng)如果發(fā)生腐蝕的情況，導(dǎo)電性就會(huì)下降，那么導(dǎo)體里的電流分布就會(huì)出現(xiàn)變化，這樣一來(lái)就會(huì)對(duì)附近的電場(chǎng)形成干擾。電網(wǎng)導(dǎo)體里的實(shí)際電流分布情況，能夠決定附近電磁場(chǎng)的分布，不過(guò)要是利用電場(chǎng)來(lái)推斷導(dǎo)體里的源電流，那么就必須要采取一些限制條件。

在上世紀(jì)八十年代的時(shí)候，國(guó)外的相關(guān)專家就已經(jīng)開始采用地表磁場(chǎng)分布的方式來(lái)進(jìn)行接地網(wǎng)故障檢測(cè)工作，并創(chuàng)建了接地網(wǎng)分析模型，然后根據(jù)磁場(chǎng)分布情況，對(duì)接地網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。相關(guān)專家還利用地面磁感應(yīng)強(qiáng)度分布，來(lái)合理的掌握接地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，并通過(guò)對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布特點(diǎn)，來(lái)發(fā)現(xiàn)接地網(wǎng)所具有的問(wèn)題，主要是利用矩量法，來(lái)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、接地網(wǎng)接地性能進(jìn)行充分的分析。在美國(guó)，相關(guān)的專家使用注入電流法，把500Hz/10A方波脈沖灌入接地網(wǎng)里，然后采用接地網(wǎng)地面電磁場(chǎng)分布的方式來(lái)掌握接地網(wǎng)的具體情況。另外，相關(guān)專家還指出，可以采用高頻電磁場(chǎng)瞬態(tài)分析的方式來(lái)對(duì)接地網(wǎng)故障進(jìn)行診斷，并和試驗(yàn)分析進(jìn)行融合，然后再采用寬頻信號(hào)獲取準(zhǔn)確地分辨率，這樣一來(lái)就能夠掌握合理的故障診斷定位誤差。

1.2 電網(wǎng)絡(luò)分析法

接地網(wǎng)如果處于地下，那么就會(huì)讓各個(gè)導(dǎo)致進(jìn)行鏈接，從而形成電路網(wǎng)絡(luò)，這樣就不用考慮土壤因素。接地網(wǎng)屬于純電阻網(wǎng)絡(luò)。在創(chuàng)建完地網(wǎng)以后，就能夠掌握每個(gè)導(dǎo)體的長(zhǎng)度以及截面積，如果接地網(wǎng)采用很多年，并且發(fā)生了導(dǎo)體腐蝕的情況，那么支路電阻就會(huì)超過(guò)原始值，此時(shí)就要找到解端口電阻與支路電路電阻這兩者變化值之間所具有的關(guān)聯(lián)性，并采用合適的數(shù)學(xué)計(jì)算方式，來(lái)計(jì)算出節(jié)點(diǎn)電阻變化值，然后從中計(jì)算出接地網(wǎng)支路電阻變化值，這樣一來(lái)就能夠掌握故障的具體情況。

相關(guān)專家已經(jīng)將接地網(wǎng)腐蝕診斷與靈敏度分析這兩種方式進(jìn)行了融合。同時(shí)還要對(duì)接地網(wǎng)支路電阻的具體情況進(jìn)行準(zhǔn)確的運(yùn)算，然后掌握其對(duì)各種狀況下的電阻值所構(gòu)成的干擾，從而制定出適合從工程變電站接地網(wǎng)故障診斷里獲取測(cè)量節(jié)點(diǎn)的具體方式。若想精準(zhǔn)的檢查全新地網(wǎng)導(dǎo)體所具有的缺陷，那么就要建設(shè)地網(wǎng)導(dǎo)體缺失診斷0-1背包模型，并還要根部二進(jìn)制遺傳算法來(lái)對(duì)MATLAB地網(wǎng)缺陷診斷進(jìn)行編程，這樣一來(lái)就能夠形成電阻發(fā)適應(yīng)函數(shù)。此外，還要?jiǎng)?chuàng)建接地網(wǎng)導(dǎo)體缺失診斷的數(shù)學(xué)模型，然后再?gòu)闹蟹治龅鼐W(wǎng)腐蝕支路能否對(duì)斷裂導(dǎo)體診斷造成干擾。

1.3 電化學(xué)分析法

氣、液、固這三者之間的關(guān)系構(gòu)成了土壤介質(zhì)，每個(gè)地方的氣候特點(diǎn)，導(dǎo)致接地網(wǎng)在土壤里的腐蝕程度顯得極為復(fù)雜。接地網(wǎng)在土壤腐蝕期間，土壤中一定會(huì)出現(xiàn)化學(xué)作用，而且也必須接受雜散電流的腐蝕。通常情況下，最好運(yùn)用電化學(xué)特征參數(shù)來(lái)表現(xiàn)出接地網(wǎng)材料的腐蝕程度。

目前，一些相關(guān)專家研究出了戒牒昂腐蝕原位電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其主要是利用電化學(xué)傳感器，讓接地網(wǎng)能夠掌握電流的限流；運(yùn)用小波濾波軟件，能夠掌握接地線金屬的極化電阻參數(shù)。

2 接地網(wǎng)狀態(tài)成像檢測(cè)方法

采用電網(wǎng)絡(luò)分析法，當(dāng)接地網(wǎng)發(fā)生局部腐蝕情況的時(shí)候，地表電位差基本不會(huì)有什么變動(dòng)，這樣一來(lái)就無(wú)法根據(jù)外部接地電阻的具體情況來(lái)掌握電位分布的參數(shù)。電磁場(chǎng)分析法極有可能遭到外界因素的影響，這樣就會(huì)降低測(cè)量的精準(zhǔn)度，更為嚴(yán)重的是，還無(wú)法正確的掌握腐蝕程度。上面所介紹的方法都是小規(guī)模接地網(wǎng)，如果接地網(wǎng)接頭非常復(fù)雜的話，那么就很難獲取電阻率圖像，從而無(wú)法對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估。

而想要讓地網(wǎng)腐蝕、斷點(diǎn)等狀況得到改善，那么就要在變電站有效運(yùn)行期間，迅速的找到接地網(wǎng)故障的高分辨率參數(shù)，之后根據(jù)接地網(wǎng)成本來(lái)預(yù)防接地網(wǎng)發(fā)生腐蝕、斷裂等情況，并做好評(píng)估工作，這樣一來(lái)接地網(wǎng)狀態(tài)檢測(cè)水平就能夠更加的完善。

2.1 電阻抗成像方法

此方法主要是采用電阻分布的方式。若想讓接地網(wǎng)腐蝕診斷里的數(shù)據(jù)測(cè)量形成自動(dòng)化，那么就要在采用電阻抗成像方法的前提下，創(chuàng)建出完善的地網(wǎng)診斷測(cè)量系統(tǒng)?，F(xiàn)在所采用的診斷軟件能夠準(zhǔn)確的掌握接地網(wǎng)腐蝕的具體位置，這對(duì)于解決故障問(wèn)題會(huì)帶來(lái)非常大的幫助。

導(dǎo)體阻抗測(cè)量一般情況下是往導(dǎo)體里添加激勵(lì)源，然后通過(guò)計(jì)算來(lái)獲得導(dǎo)體的電流值，緊接著使用歐姆定律來(lái)獲取導(dǎo)體阻抗的具體情況，而經(jīng)常使用的阻抗測(cè)量是二電極以及四電極。

通常情況下，循環(huán)測(cè)量方式是電阻抗成像中數(shù)據(jù)采集的主要測(cè)量方法，也就是采用更改電流的灌入方法來(lái)對(duì)電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。此外，相鄰、交叉、相對(duì)以及自適這幾種注入方法是電流注入的主要方法。

2.2 雷達(dá)檢測(cè)成像方法

采用微波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，來(lái)對(duì)混凝土里的單個(gè)鋼筋進(jìn)行檢測(cè)，能夠獲得非常好的效果，不過(guò)此方式要是探測(cè)準(zhǔn)確度不夠的話，那么就會(huì)造成探測(cè)信號(hào)被屏蔽的情況。

在接地網(wǎng)腐蝕診斷技術(shù)中，微波無(wú)損探測(cè)屬于全新的技術(shù)，也是將來(lái)主要的技術(shù)發(fā)展方向。使用高頻電磁波激勵(lì)，能夠很好的掌握地網(wǎng)導(dǎo)體，以及接地網(wǎng)導(dǎo)體所具有的地質(zhì)差別。另外，獲取金屬導(dǎo)體能夠形成的電磁波折反射回波，這樣一來(lái)就能夠有效地掌握地網(wǎng)導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)。

在進(jìn)行微波無(wú)損檢測(cè)期間，雷達(dá)屬于非常重要的技術(shù)，采用高穿透性的雷達(dá)，可以在不停電的狀況下，做好接地網(wǎng)物理檢測(cè)工作。利用超寬帶發(fā)射信號(hào)，能夠進(jìn)入到接地導(dǎo)體，之后再采用回波信號(hào)中所具備的多維度測(cè)量信息，來(lái)掌握接地導(dǎo)體的物理情況，采用天線技術(shù)來(lái)掌握高輸出分辨率，這樣一來(lái)就能夠具有非常逼真的視覺(jué)圖像，從而帶來(lái)良好的數(shù)據(jù)支持。

2.3 瞬變電磁閥接地網(wǎng)斷點(diǎn)診斷

瞬變電磁法主要是采用不接地回線往地里傳輸一次脈沖電磁場(chǎng)，并在磁場(chǎng)的協(xié)助下，讓地里的導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)，從而形成渦旋電流，一次脈沖磁場(chǎng)處于間隙狀態(tài)的時(shí)候，渦旋電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)不能夠因?yàn)橐淮螆?chǎng)的消退而馬上消退，也就是說(shuō)必定要經(jīng)歷一個(gè)瞬間，然后采用線圈來(lái)觀察二次磁場(chǎng)，并掌握二次磁場(chǎng)和時(shí)間之間的關(guān)聯(lián)性，這樣一來(lái)就能確立地下導(dǎo)體的電性分布情況。在礦產(chǎn)、油氣等等勘探工作中，會(huì)經(jīng)常采用到瞬變電磁法。此外，環(huán)境調(diào)查、考古探測(cè)等工作也能夠運(yùn)用瞬變電磁法。

2.4 高頻脈沖逆散射成像接地網(wǎng)診斷

電磁逆散射成像技術(shù)不但能夠形成結(jié)構(gòu)成像，同時(shí)還能夠形成電性參數(shù)成像。和反射成像進(jìn)行比較能夠發(fā)現(xiàn)，散射成像的圖像分辨率效果更好一些，非常有可能解決接地網(wǎng)所具有的故障。不過(guò)現(xiàn)在的逆散射成像并不重視導(dǎo)電率，只是采取介電常數(shù)的成像。但是導(dǎo)電率信息能夠有效的辨認(rèn)出腐蝕，所以，相關(guān)工作人員要掌握能夠一同獲取結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電率的圖像，這樣一來(lái)就能夠符合高分辨率的需要。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上內(nèi)容我們能夠了解到，若想確保電力設(shè)備能夠有效的運(yùn)行，那么就一定要啟用接地網(wǎng)。如果接地網(wǎng)被雷電電流所擊中，那么就會(huì)使得接地網(wǎng)導(dǎo)體過(guò)熱，從而出現(xiàn)斷裂的情況。而想若想做好這方面的工作，那么就一定要掌握電磁場(chǎng)分析法、等這些傳統(tǒng)接地網(wǎng)狀態(tài)檢測(cè)方法。另外，也要掌握電阻抗成像方法、雷達(dá)檢測(cè)成像方法、瞬變電磁閥接地網(wǎng)斷點(diǎn)診斷以及高頻脈沖逆散射成像接地網(wǎng)診斷等接地網(wǎng)狀態(tài)成像檢測(cè)方法。所以在今后的工作中，相關(guān)工作人員一定要刻苦努力，爭(zhēng)取制定出更為完善的工作方案，從而讓電力系統(tǒng)接地網(wǎng)缺陷診斷水平能夠邁向新的高度，這樣一來(lái)電力系統(tǒng)接地網(wǎng)就可以具有更好的發(fā)展趨勢(shì)。

[1]張來(lái)福,楊虹,劉國(guó)強(qiáng),李艷紅.電力系統(tǒng)接地網(wǎng)狀態(tài)智能成像檢測(cè)方法[J].電工電能新技術(shù),2018,37(02):76-82.

[2]楊虹,劉國(guó)強(qiáng),張來(lái)福,李艷紅.電力系統(tǒng)接地網(wǎng)缺陷診斷方法及發(fā)展趨勢(shì)[J].電工電能新技術(shù),2016,35(10):35-42.

[3]高宜凡.電力系統(tǒng)接地網(wǎng)檢測(cè)與改善技術(shù)研究[J].機(jī)電信息,2014(36):94-95.

[4]張萬(wàn)友,郭博聞,高作學(xué),韓東,劉積亮.電力系統(tǒng)接地網(wǎng)的腐蝕現(xiàn)狀及對(duì)策[J].材料保護(hù),2014,47(11):56-58.