基于电磁感应理论的接地网故障诊断方法.pdf

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1、670电力与能源第36卷第5期2015年1O月基于电磁感应理论的接地网故障诊断方法苏磊，陆冰冰，陆启宇，赵丹丹，司文荣(国网上海市电力公司电力科学研究院，上海200437)摘要：电力系统中的接地网对保障电网安全运行和变电站的设备安全有非常重要的作用。由于我国主要以扁钢作为接地网材质，并且接地网深埋在地下，因此很容易受到腐蚀而发生故障，从而给电网运行带来安全隐患。基于电磁感应原理，通过给地网注入高频大电流，测量由地网激发的磁感应强度，分析比较正常情况下磁感应强度与实际测量磁感应强度分布，从而测得地网故障。最后通过仿真试

2、验验证了该方法的可行性。关键词：接地网；电磁感应；故障诊断作者简介：苏磊(1981)，男，硕士，高级工程师，从事输变电设备在线监测研究。中图分类号：TM86文献标志码：A文章编号：2095—1256(2015)05—0670—03GroundingNetworkFaultDiagnosisMethodBasedonElectromagneticInductionTheorySULei，LUBing—bing，LUQi—yu，ZHAODan—dan，SIWen—rong(StateGridElectricPowerRe

3、searchInstitute，SMEPC，Shanghai200437，China)Abstract：Groundingnetworkofpowersystemplaysanimportantroleinguaranteeingthepowergridsafeop—erationandsubstationequipmentsafety．InChinagroundingnetwork，mainlymadeofflatsteelandburieddeepintheground，issusceptibletocorros

4、ionandfailures，thereforepotentialsafetyhazardinthepowergridoperation．Basedonelectromagneticinductiontheory，measuremagneticinductionintensityofgroundexcita—tionthroughtransmittinghighfrequencylargecurrent，comparenormalmagneticinductionintensitydistribu—tionwitht

5、heactualmeasurement，andaccordinglytestgroundingnetworkfault．Finally，thefeasibilityofthismethodisverifiedbysimulationexperiment．Keywords：groundingnetwork；electromagneticinduction；faultdiagnosis接地网是变电站中非常重要的设备，但由于过试验验证该方法的有效性。接地网深埋地下，接地网的腐蚀与断裂故障会造l接地网计算模型成安全隐患，有可

6、能引发电力系统故障并造成巨大的经济损失。国内外学者对接地网故障诊断的接地网一般由扁钢焊接而成网络，其拓扑结构研究已经取得了很多成果，诊断方法也很多，主要在接地网敷设时即已确定且不再改变。接地网刚分为3类：一类是基于电磁场理论的方法进行诊开始投入使用时，每条支路的电阻可以通过扁钢的断[；二类是基于超声波方法进行诊断；三类是电阻率计算得到，即每条支路的电阻是已知的。采用电网络的方法进行诊断测量。]。由电网络接地网在敷设时，有可能因为虚焊、漏焊等发理论可知，由于接地网支路数远大于可及支路数，生故障。由于接地网深埋在地下，经

7、过多年运行，因此采用电网络的方法建模必定是一个欠定方有可能受到腐蚀而发生故障。此时，接地网的拓程，而欠定方程一般很难求解。超声波诊断限于扑结构并未发生变化，只是各支路电阻值发生变扁钢类型接地体，并且超声波在金属中衰减很快，化。因此可以建立起拓扑结构固定的接地网计算因此很难应用于实际诊断中。模型，如图1所示。本文基于电磁感应理论，通过给接地网输入2测量系统的基本原理高频电流，从而激发出高频电磁场，由制作的磁场测量线圈进行测量，从而诊断出接地网故障。通设地表面z方向的磁感应强度分量B为苏磊．等：基于电磁感应理论的接地网故

8、障诊断方法67】如∞∞加m硐2测量线圈I刳l接地网计算模型lB一Bsin(2nft)(1)0．9O8式中B——方向磁感应强度幅值；-，——激励电流的07频率。O．6O．5假设探测线圈平面与方向垂直，探测线圈尺0．4O3O．2寸远小于被测量空间尺度，近似认为通过线圈截面O．1O的磁通量均匀，则探测线圈总磁通量近似为：一NBS—NSBsin(27r