一种铁路变电所接地监测及预警系统及方法

技术领域

本发明属于电力电气设备技术领域，具体涉及一种铁路变电所接地监测及预警系统及方法。

背景技术

电力供应可靠性直接决定了铁路的安全稳定运行，铁路变电所提供铁路通信、信号一级负荷的电力电源，防雷接地是最重要的一环。根据TB10180-2016《铁路防雷及接地工程技术规范》要求，铁路建筑物构筑物应根据使用性质、重要性以及发生雷击后影响铁路运输的严重程度,将铁路通信、信号、信息、灾害监测、车辆安全防范预警等设备房屋所属的建筑物按二类要求，可见其重要性。

铁路变电所一般采用建筑物结构基础接地或镀锌扁钢、角钢等人工接地体作为接地保护，但接地体由于在不良地质中腐蚀严重，生锈或不导通等因素，接地电阻难以满足要求。接地电阻是现阶段进行防雷检测的过程中将高空中产生的雷电引向接地体或直接引入地下的一种装置。接地电阻不仅是表征雷电防护工程中接地装置好坏的重要参数，更是检测防雷接地装置是否达到标准要求的要求指标。防雷效果的影响因素中，接地电阻占据了决定因素，因此对接地电阻进行在线检测有重要意义。

发明内容

鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种铁路变电所接地监测及预警系统及方法，具体方案如下：

作为本发明第一方面，提供一种铁路变电所接地监测及预警系统，所述系统包括监控中心、智能电阻监测箱和数据采集器；其中，智能电阻监测箱通过485总线连接到数据采集器，数据采集器通过网络交换机及数据总线连接到监控中心；

所述智能电阻监测箱用于对铁路变电所被监测点的接地情况进行监测，获得接地监测数据，其中，所述接地监测数据包括被监测点的接地电阻值；

所述数据采集器用于采集智能电阻监测箱监测到的接地监测数据，并将所述接地监测数据通过网络交换机发送给监控中心；

所述监控中心用于接收数据采集器发送的接地监测数据，基于所述接地监测数据，可视化显示被监测点的接地电阻值，并基于所述接地电阻值，分析对应被监测点的接地状态，并在接地状态异常时，进行异常报警，实现对铁路变电所各被监测点的接地状态信息的在线监测。

进一步地，所述监控中心包括人机交互界面、数据库管理单元、数据采集单元、接地状态显示单元、接地状态分析单元以及接地异常报警单元；

所述数据采集单元用于接收数据采集器发送的接地监测数据，所述数据库管理单元用于存储所述接地监测数据，所述接地状态显示单元用于可视化被监测点的接地电阻值，所述接地状态分析单元用于基于所述接地电阻值，分析对应被监测点的接地状态，所述接地异常报警单元用于在接地状态异常时，进行异常报警；所述人机交互界面用于接收用户的人机操作指令。

进一步地，所述智能电阻监测箱包括一根接地极和多根辅助接地极，所述接地极设置于被监测点，多根所述辅助接地极间隔设置于被监测点与综合地网连接点之间。

进一步地，所述辅助接地极的接地电阻值不超过100Ω，对地电压小于10V。

进一步地，所述辅助接地极与智能电阻监测箱之间采用BV6mm

进一步地，所述智能电阻监测箱上设置有显示屏和测试按键，所述显示屏用于可视化显示被监测点的接地电阻值，所述测试按键用于切换智能电阻监测箱的测量模式，包括手动操作测量和自动测量。

进一步地，所述监控中心包括数据服务器、监控主机、打印机以及应急电源UPS，所述数据服务器、监控主机、打印机以及应急电源UPS之间通过网线或光纤电连接。

作为本发明的第二方面，一种铁路变电所接地监测及预警方法，所述方法包括：

通过智能电阻监测箱对铁路变电所被监测点的接地情况进行监测，获得接地监测数据，其中，所述接地监测数据包括被监测点的接地电阻值；

通过数据采集器将所述接地监测数据实时传输给监控中心；

通过监控中心可视化显示被监测点的接地电阻值，并基于所述接地电阻值，分析对应被监测点的接地状态，并在接地状态异常时，进行异常报警，实现对铁路变电所各被监测点的接地状态信息的在线监测。

进一步地，所述方法还包括：监控中心自动记录接地监测数据，并将记录数据自动存储报表，供用户进行历史数据查询、分析监测点接地电阻值的变化情况，当接地电阻值达到预警值，发出警告，提示维护人员前往处理，保证接地正常。

进一步地，所述方法还包括：通过监控中心配置接地电阻的原始值和报警值，通过原始值和报警值，为接地电阻值的动态变化分析提供参考

本发明具有以下有益效果：

1、操作简便、省时省力：

传统测量方法要将被测接地极从接地系统中分离，测量条件要求高、工作量大。本系统安装到位后，即可在本地/上位机读取接地电阻值，便捷快速。

2、抵抗干扰、数据准确：

智能电阻监测箱，抗干扰能力强，内部采用高性能程控滤波器，有效滤除近频干扰和同频干扰，还可根据实际测量范围自动转换量程，测量精度高，数据稳定。

3、综合测量、数据可靠：

由于本系统测量的是接地电阻系统的综合值，所以通过测量可以了解接地网的整体接触和连接情况，这是传统测量方法不能做到的。

4、远程通信、在线监测：

智能电阻监测箱可以通过通信接口与上位机通信，组成智能接地电阻监测系统，上位机软件也可以和智能SPD监测系统合一，组成智能综合防雷监测系统，监控软件操作简单，在线监测接地电阻值，出现故障自动报警。

5、对不满足要求的接地体进行及时补强措施。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种铁路变电所接地监测及预警系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供的一种铁路变电所接地监测及预警系统，所述系统包括监控中心、智能电阻监测箱和数据采集器；其中，智能电阻监测箱通过485总线连接到数据采集器，数据采集器通过网络交换机及数据总线连接到监控中心；

所述智能电阻监测箱用于对铁路变电所被监测点的接地情况进行监测，获得接地监测数据，其中，所述接地监测数据包括被监测点的接地电阻值；

所述数据采集器用于采集智能电阻监测箱监测到的接地监测数据，并将所述接地监测数据通过网络交换机发送给监控中心；

所述监控中心用于接收数据采集器发送的接地监测数据，基于所述接地监测数据，可视化显示被监测点的接地电阻值，并基于所述接地电阻值，分析对应被监测点的接地状态，并在接地状态异常时，进行异常报警，实现对铁路变电所各被监测点的接地状态信息的在线监测。

其中，所述监控中心包括数据服务器、监控主机、打印机以及应急电源UPS，所述数据服务器、监控主机、打印机以及应急电源UPS之间通过网线或光纤电连接。

系统的组网方式为：先由站点提供一组IP地址，在站点内的数据采集终端将信号上传至给定的IP地址，再经网络传输至监控室内交换机再连接至监控主机；数据采集终端采集智能电阻监测箱的信号，每路采集多台智能电阻监测箱的信号。

本系统实现了接地检测等功能的一体化和智能化，通过监控软件，用户远程即可对设备接地电阻进行实时监控，系统发现异常立即报警，提高电气系统安全性，降低维护成本。

其中，监控主机中的智能接地电阻监测软件，其主要功能模块包括：人机交互界面、数据库管理单元、数据采集单元、接地状态显示单元、接地状态分析单元以及接地异常报警单元等，利用互联网技术实现多监测点的联网，实现对接地状态信息的在线监测。

监测软件可以实时显示被测接地电阻值，可以设置自动监控记录时间，间隔记录时间为每小时/天/周/月，记录数据自动存储报表，方便历史查询、分析监测点接地阻值的变化情况。当检测数据达到预警值，系统发出警告，提示维护人员前往处理，保证接地正常。

其中，监控中心可配置接地电阻的原始值和报警值，为接地电阻的动态变化分析和报警提供参考。设定一个满足要求的电阻值，如果实时监测的电阻值不能满足要求时，要及时报警，将数据传输到监控主机，监控主机可根据监测的点具体位置判断区域内接地体是否受损，并及时采取补救措施，避免更大的设备故障或损坏。

其中，智能电阻监测箱自带显示屏和测试按键，具有手动操作测量和自动测量功能，可根据需要在本地实时显示接地电阻值，具有抗干扰能力强、测试数据准、支持远程传输数据和接地异常实时报警等特点。

主要测试方法：

1、在本建筑一层的各处配电间各设置一台智能电阻监测箱，壁挂式安装，尺寸根据实际确定，通过箱体/监控中心显示接地电阻值；

2、接线必须一一对应，否则会损坏仪表或其他设备；

3、用户需要在被监测点与综合地网连接点的附近同一直线上，每间隔20米等距做辅助接地极1和2，辅助接地极应用铜包钢或接地材料制作，辅助接地极的接地电阻值越小越好，一般要求辅助接地极的接地电阻值不超过100Ω，对地电压小于10V。辅助接地装置与接地电阻检测箱之间采用BV6mm

作为本发明的另一实施例，提供一种铁路变电所接地监测及预警方法，所述方法包括：

通过智能电阻监测箱对铁路变电所被监测点的接地情况进行监测，获得接地监测数据，其中，所述接地监测数据包括被监测点的接地电阻值；

通过数据采集器将所述接地监测数据实时传输给监控中心；

通过监控中心可视化显示被监测点的接地电阻值，并基于所述接地电阻值，分析对应被监测点的接地状态，并在接地状态异常时，进行异常报警，实现对铁路变电所各被监测点的接地状态信息的在线监测。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。