一种电力系统接地网腐蚀监测装置

技术领域

本发明属于接地网技术领域，具体涉及一种电力系统接地网腐蚀监测装置。

背景技术

电力系统接地网简称接地网，是对由埋设在地下的多个接地体和连接在各接地体之间的多根接地线组成一个网状结构电气接地系统的总称，接地网广泛应用在电力、建筑、通讯等众多行业中，主要起到电气安全防护和屏蔽作用，对于保护设备安全和人身安全具有不容忽视的重大意义。

一般来说，大型电力系统的接地网也比较庞大和复杂，通常是由多根打入地下的接地体和埋设在地下一定深度的纵横交叉的钢筋相焊接构成的网状结构，电力系统的所有电气设备外壳及变电器中性点都接在接地网上，并且要求接地电阻大小要符合国家标准，例如110KV电压级电力系统的接地电阻值要求≤0.5Ω，35KV电压级电力系统的接地电阻值要求≤4Ω。

由于接地网的接地体一般采用角钢或钢管制作，接地线一般采用钢筋制作，接地线与接地体之间采用电焊连接，并且接地网一般要求地下埋设深度≥0.8m，那么接地体及接地线就不可避免会发生生锈腐蚀现象，进而影响接地网自身的接地电阻，如果不及时监测接地网的腐蚀程度，就可能造成接地电阻超标甚至无效接地的情况，进而导致设备烧毁、人员触电等安全隐患。

目前，接地网腐蚀监测主要依靠电力系统工作人员对接地网接地电阻进行定期检测，再依据测量数据再进行接地网腐蚀程度评估，工作人员一般采用两线法、三线法或四线法接地电阻测量方法，测量时需要将探测电极通过人工锤击逐个打入地下，测量数据进行详细记录，测量完之后再将探测电极从地下拔出，整个接地网的测量点比较多，非常的费时、费力，而且需要用到的工具、设备及连线等都需要随身携带和转移，种类多、重量大，携带很不方便，导致接地网防腐监测工作强度大，工作效率低。

发明内容

针对上述情况，本发明设计了一种电力系统接地网腐蚀监测装置，采用专用的一体化检测设备车完成探测电极的打入地下和拔出转移，并且将采集到的接地网电阻测量数据通过LoRa无线传送到上位机监控平台。

为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种电力系统接地网腐蚀监测装置，包括移动小车、检测设备箱、无线网关和上位机，所述移动小车包括移动车架，移动车架下方设置有移动脚轮，移动车架上方竖直安装有升降动力缸，升降动力缸的伸缩杆下端同轴连接有升降架，升降架中间同轴安装有冲击电镐，冲击电镐的作用端下方同轴可拆卸连接有探测电极，冲击电镐和升降动力缸配合能够将探测电极打入地下或从地下拔出，移动车架侧方设置有检测设备箱，检测设备箱内设置有电阻率测试仪、工作电源和控制面板，工作电源为电阻率测试仪、升降动力缸、冲击电镐及控制面板供电，控制面板控制升降动力缸、冲击电镐及电阻率测试仪工作，探测电极通过可伸缩导线与电阻率测试仪电连接，检测设备箱上设置有无线传输模块，无线传输模块与无线网关无线连接，无线网关与上位机通信连接。

进一步地，所述移动车架顶部侧方设置有推拉把手，便于移动车架的推拉移动，所述移动脚轮优选采用带刹车的万向橡胶轮胎；所述移动车架底部设置有可调节的地脚螺栓，优选地，地脚螺栓顶部还设置有可折叠的隐藏式旋拧把手，调节时，无需再使用扳手，有利于减少随身携带的工具数量。因为冲击电镐在往地下打入探测电极时，会造成移动车架比较强烈的振动，仅依靠脚轮刹车有可能已经不足确保车架不发生跑位偏移。为了保证探测电极的测点定位，以及防止探测电极打入过程中发生倾斜、弯折甚至断裂，所以有必要增设地脚螺栓来辅助完成移动车架的可靠定位。

进一步地，所述升降动力缸为电动伸缩杆，冲击电镐负责给探测电极提供振动锤击，升降动力缸负责向下摁压或向上提拉冲击电镐，以配合将探测电极打入地下或从地下拔出。两线法、三线法或四线法接地电阻测量方法一次测试需要打入的探测电极的数目不同，分别为两根、三根、四根；而要比较全面地完成对整个接地网面积范围内的腐蚀监测，往往需要移动多个测点进行多次测试，无疑是要进行多次重复的探测电极打入和拔出，相较于现有技术人工使用铁锤往地下打入和拔出探测电极的方式，显然本发明能够使探测电极的插拔变得更加省时省力，可以极大的减轻工作人员劳动强度和有效提高工作效率。

进一步地，所述可伸缩导线为螺旋电缆线，具有良好的伸缩弹性，探测电极往地下打入时，导线随之伸展拉长，探测电极拔出时，导线随之回缩收起。

进一步地，所述无线传输模块为LoRa模块，无线网关为LoRa网关。所述无线网关通过5G网口与上位机无线连接。所述上位机上安装有接地网腐蚀监测软件，可依据接收到的电阻数据估算出接地网的腐蚀速率。

本发明还包括能够使其正常使用的其它组件，均为本领域的常规手段，另外，本发明中未加限定的装置或组件，如：冲击电镐、探测电极、电阻率测试仪、无线传输模块、无线网关、上位机等，均采用本领域的现有技术。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的一种电力系统接地网腐蚀监测装置，采用一体化的检测设备移动小车完成探测电极的打入和拔出，以及工具设备的便捷移动，方便对整个接地网范围多测点多次测试，极大的减轻工作人员劳动强度，可以显著提高工作效率，并且便于将检测数据及时无线传送到监控平台集中处理，有助于提高接地网腐蚀监测和评估的准确性。

附图说明

图1为实施例中电力系统接地网腐蚀监测装置的结构示意图。

图2为图1中地脚螺栓的侧视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例，对本发明的技术方案进行清晰完整地描述，显然，所描述实施例仅仅是本发明的部分实施例，而非全部实施例。

实施例

如图1所示，一种电力系统接地网腐蚀监测装置，包括移动小车1、检测设备箱2、无线网关3和上位机4，所述移动小车包括移动车架101，移动车架下方设置有移动脚轮102，移动车架上方竖直安装有升降动力缸103，升降动力缸的伸缩杆下端同轴连接有升降架104，升降架中间同轴安装有冲击电镐105，冲击电镐的作用端下方同轴可拆卸插接有探测电极106，冲击电镐和升降动力缸配合能够将探测电极打入地下或从地下拔出。

所述升降动力缸为电动伸缩杆，冲击电镐负责给探测电极提供振动锤击，升降动力缸负责向下摁压或向上提拉冲击电镐，以配合将探测电极打入地下或从地下拔出。电动伸缩杆和冲击电镐均为现有技术，具体设置在此不再赘述。

所述移动车架顶部侧方设置有推拉把手107，所述移动脚轮采用带刹车的万向橡胶轮胎；所述移动车架底部设置有可调节的地脚螺栓108。

如图2所示，所述地脚螺栓顶部设置有可折叠的隐藏式旋拧把手，地脚螺栓包括螺纹杆1081、地脚板1082和旋拧把手1083，移动车架上焊接有固定螺母1084，螺纹杆从固定螺母中间同轴竖直旋拧穿过，地脚板水平连接在螺纹杆的底部，螺纹杆的上部一侧竖直切割开设有容纳槽1085，旋拧把手活动嵌设在容纳槽内，旋拧把手的顶部通过销轴1086与容纳槽的两侧壁可转动连接，所述销轴为无头顶丝，容纳槽的两侧壁上分别开设有用于配合容纳无头顶丝的螺纹槽1087和螺纹孔1088。

所述移动车架一侧设置有检测设备箱，检测设备箱内设置有电阻率测试仪201、工作电源202和控制面板203，工作电源为电阻率测试仪、升降动力缸、冲击电镐及控制面板供电，控制面板控制升降动力缸、冲击电镐及电阻率测试仪工作，探测电极通过可伸缩导线与电阻率测试仪电连接，检测设备箱上设置有无线传输模块204，无线传输模块与无线网关无线连接，无线网关与上位机通信连接。

所述电阻率测试仪采用DDC-6电子自动补偿仪，其接收电压测量范围：±3V，电流测量范围：0-3A，测量精度±1％，输入阻抗：＞8MΩ，SP补偿范围：±3V；其发射最大供电电压：700V，最大供电电流3A，供电脉冲宽度：1-59s，占空比1:1；采用DC12v蓄电池作为其工作电源。

所述可伸缩导线为螺旋电缆线，类似于电话线的结构和原理，具有良好的伸缩弹性，探测电极往地下打入时，导线随之伸展拉长，探测电极向上拔出时，导线随之回缩收起。

下面以四线法接地电阻测量为例简单介绍一下本发明的工作原理：

测试前，在接地网地面范围内同一测点位置，使用移动小车沿直线一定距离间隔依次打入地下A、M、N、B四个探测电极，四个电极分别通过四根导线对应连接电阻率测试仪的各接线端子上，测量时，一方面，电阻率测试仪通过导线给探测电极中的两供电电极A、B提供测试电流I；另一方面，电阻率测试仪同时通过导线接收探测电极中的两测量电极M、N反馈回来的电位差ΔU

ρ＝K*ΔU

式中：K为装置系数，取决于各探测电极之间的间距；ΔU

计算得出接地网的附近土壤及接地体和接地线的电阻率，进而来判断接地网的腐蚀程度。

无线传输模块为LoRa模块，无线网关为LoRa网关，无线网关通过5G网口与上位机无线连接。所述上位机上安装有接地网腐蚀监测软件，依据接收到的数据通过Stern-geary公式估算出接地网的腐蚀速率，进而用于评估接地网的安全时限。

本发明的技术方案并不限于上述具体实施例的限制，在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何技术变形，均落入本发明的保护范围之内。