基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測裝置及方法與流程

本發明涉及電力技術領域，尤其涉及一種基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測裝置及方法。

背景技術：

我國南方五省區根據中國南方電網有限責任公司企業標準《電力設備預防性試驗規程(q/csg114002-2011)》的要求，按照10年的周期對變電站接地網進行開挖和腐蝕性檢查一般是每站選擇5～8個點沿接地引下線開挖檢查，采用外觀檢查、取樣進行腐蝕率和腐蝕速度等量化指標判斷變電站接地網的腐蝕情況，腐蝕率小于10％的，腐蝕程度為一般；腐蝕率大于等于25％的，腐蝕程度為嚴重。但是在具體實施的過程中，也存在一些問題，例如：接地網的開挖及取樣會破壞變電站的原有結構；變電站內接地網局部嚴重腐蝕的情況存在被遺漏的可能；部分變電站不滿足接地網開挖或取樣的條件；掌握地網腐蝕情況的及時性受限。目前，針對免開挖式接地網腐蝕程度的測試手段未見報道。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測裝置及方法，不需要開挖接地網，就可以監測接地網的腐蝕情況。

本發明提供的一種基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測裝置，包括：

至少一個筒狀結構，依次與每一筒狀結構連接的通氣管、壓力檢測裝置，所述筒狀結構、通氣管和壓力檢測裝置內部連通且形成密封空間；

其中，每一所述筒狀結構的材質與待監測接地網的材質相同，其與待監測接地網同期埋在地面下方，并且其距離地面的高度與接地網距離地面的高度相同，而且每一所述筒狀結構內部均填充有預定非腐蝕性氣體；

所述壓力檢測裝置，位于地面上方，用于檢測所述筒狀結構內部的氣壓值，當檢測到其中一個所述筒狀結構內部的當前氣壓值與初始氣壓值之間的差值超過預設的壓力差值時，則判斷所述待監測接地網與出現壓力差的所述筒狀結構具有相同程度的腐蝕；

所述通氣管(3)的兩端分別與所述壓力檢測裝置和所述筒狀結構連接。

優選地，所述通氣管的表面噴涂有防銹材料。

優選地，所述非腐蝕性氣體為惰性氣體以及氮氣中的至少一種，且所述筒狀結構中的初始氣壓值與環境大氣壓存在預定差別。

優選地，

當所述基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測裝置中包含至少兩個筒狀結構時，所述至少兩個筒狀結構中任意一個筒狀結構的厚度與其他筒狀結構的厚度均不相同。

優選地，所述筒狀結構的底部厚度大于側部厚度。

優選地，所述壓力檢測裝置包括有壓力采集模塊、顯示模塊；

所述壓力采集模塊，用于采集對應的所述筒狀結構內部的氣壓值并輸出。

所述顯示模塊，與所述壓力采集模塊通訊連接，用于接收所述壓力采集模塊輸出的氣壓值并顯示。

優選地，所述壓力檢測裝置還包括有計算模塊；

所述基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測裝置還包括有與所述筒狀結構的對應的設置在所述筒狀結構內部的溫度檢測模塊，其用于采集所述筒狀結構內部的溫度值并輸出；

所述計算模塊，與所述壓力采集模塊、所述溫度檢測模塊通訊連接，用于接收所述壓力采集模塊輸出的氣壓值以及所述溫度檢測模塊輸出的溫度值，并根據所述筒狀結構內部的初始氣壓值和初始溫度值，以及所述筒狀結構內部的當前氣壓值和當前溫度值，將所述初始氣壓值和所述當前氣壓值轉化到同一溫度下對應的氣壓值后再計算對應的壓力差值，當該壓力差值超過預設的壓力差值時，則判斷對應的所述筒狀結構所處位置的接地網與所述筒狀結構具有相同程度的腐蝕。

本發明還提供一種基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測方法，在上述的基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測裝置中實現，包括下述步驟：

s100、采集筒狀結構內部的初始氣壓值；

s200、采集所述筒狀結構內部的當前氣壓值；

s300、計算所述初始氣壓值與所述當前氣壓值之間的壓力差值，當該差值大于預設的氣壓差值時，則判斷對應的所述筒狀結構所處位置的接地網與所述筒狀結構具有相同程度的腐蝕。

優選地，還包括下述步驟：

采集所述筒狀結構內部的初始溫度值和當前溫度值；

根據所述初始氣壓值和所述初始溫度值，以及所述當前氣壓值和所述當前溫度值，將所述初始氣壓值和所述當前氣壓值轉化到同一溫度下對應的氣壓值后再計算對應的壓力差值，當該壓力差值超過預設的壓力差值時，則判斷對應的所述筒狀結構所處位置的接地網與所述筒狀結構具有相同程度的腐蝕。

實施本發明，具有如下有益效果：將筒狀結構和接地網一同埋在地面下方，并且筒狀結構的材質與接地網的材質相同，通過地面上的壓力檢測裝置檢測筒狀結構的氣壓值變化，判斷對應的筒狀結構是否蝕穿，從而判斷相同條件下的接地網的腐蝕情況，可以在不對接地網進行開挖和取樣的前提下，對接地網的腐蝕情況進行有效的監測，一方面保證了不對接地網進行取樣，避免造成接地網的物理性損傷，保證了其結構的完整性，提高了發現接地網腐蝕情況的及時性，同時也減輕了基層試驗人員的工作負擔，有效提高了工作效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明提供的基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測裝置的原理結構圖。

圖2是本發明提供的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測方法的流程圖。

具體實施方式

本發明提供一種基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測裝置，如圖1所示，該裝置包括：至少一個筒狀結構1、依次與每一筒狀結構1連接的通氣管3、壓力檢測裝置4。

筒狀結構1、通氣管3和壓力檢測裝置4內部連通且形成密封空間。具體而言，筒狀結構1、壓力檢測裝置4、通氣管3的數量均相同，如圖1所示，可以都是3個，每一個筒狀結構4對應有一個壓力檢測裝置4和一個通氣管3。

其中，每一筒狀結構1的材質與待監測接地網的材質相同，且厚度與所監測的接地網腐蝕程度相適應，其與待監測接地網同期埋在地面5下方，并且其距離地面5的高度與接地網距離地面5的高度相同，而且每一筒狀結構1內部均填充有預定非腐蝕性氣體2。

壓力檢測裝置4位于地面5上方，用于檢測筒狀結構1內部的氣壓值，當檢測到其中一個筒狀結構1內部的當前氣壓值與初始氣壓值之間的差值超過預設的壓力差值時，則判斷待監測接地網與出現壓力差的筒狀結構1具有相同程度的腐蝕。

通氣管3的兩端分別與壓力檢測裝置4和筒狀結構1連接。通氣管3與筒狀結構1以及壓力檢測裝置4的連接處氣密性良好，不能出現漏氣的情形，使得筒狀結構1與對應的壓力檢測裝置4接通，通氣管3內的氣體壓強等于對應連接的筒狀結構1內部的氣體壓強。

筒狀結構1是中空筒狀結構，優選地可以是圓柱筒，圓柱筒側部的厚度均勻，側部每一處的厚度均相同。其中，筒狀結構1的厚度與所要監測的接地網腐蝕程度相適應，具體地，筒狀結構1的側部厚度與所要監測的接地網腐蝕程度相適應，例如，接地網的腐蝕率小于10％的，腐蝕程度為一般，腐蝕率大于等于25％的，腐蝕程度為嚴重，腐蝕率大于等于50％的，腐蝕程度為特別嚴重。

筒狀結構1的側部厚度分別對應同期埋入土壤中的變電站接地網腐蝕厚度的警示值。例如：當要監測接地網的腐蝕程度是否超過了一般程度，接地網腐蝕率為10％時所對應的腐蝕厚度為a，則可以將筒狀結構1的側部厚度設置為a，當側部厚度設置為a的筒狀結構被蝕穿，則判定接地網腐蝕率達到10％；當要監測接地網的腐蝕程度是否為嚴重，接地網腐蝕率為25％時所對應的腐蝕厚度為b，則可以將筒狀結構1的側部厚度設置為b，當側部厚度設置為b的筒狀結構被蝕穿，則判定接地網腐蝕率達到25％；當要監測接地網的腐蝕程度是否為嚴重，接地網腐蝕率為50％時所對應的腐蝕厚度為c，則可以將筒狀結構1的側部厚度設置為c，當側部厚度設置為c的筒狀結構被蝕穿，則判定接地網腐蝕率達到50％。

如圖1所示，本發明的基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測裝置可以包含側部厚度設置為a、側部厚度設置為b、側部厚度設置為c的三個不同的筒狀結構1，將這兩個不同的筒狀結構1與接地網一同埋在地面5下方，同時監測接地網的腐蝕程度是超過一般程度或是嚴重程度還是特別嚴重程度。

筒狀結構1的材質與接地網的材質相同，且兩者所處于的環境相同，可以真是反應對應位置的接地網的腐蝕情況，當筒狀結構1被蝕穿，即筒狀結構1的某一處被完全腐蝕掉了，出現了一個缺口，筒狀結構1內部的非腐蝕性氣體2就會向外泄漏，導致對應筒狀結構1內部的氣壓值會發生變化，當壓力檢測裝置4檢測到對應筒狀結構1內部的氣壓值發生變化，則判斷對應的筒狀結構1被蝕穿，處于相同環境且材質相同的接地網也有相同程度的腐蝕。

壓力檢測裝置4設置在地面5上方，連接通氣管3來檢測筒狀結構1內部的氣壓值，從而不用對埋在地面5下方的接地網進行開挖及取樣，不會破壞變電站的原有結構，同時還能及時檢測到接地網的腐蝕情況。

進一步地，通氣管3的表面噴涂有防銹材料，提高通氣管3的耐腐蝕性，以防止通氣管3被蝕穿，出現漏氣而導致氣壓測量誤差。

進一步地，非腐蝕性氣體2為惰性氣體以及氮氣中的至少一種，且筒狀結構1中的初始氣壓值與環境大氣壓存在預定差別。

進一步地，當基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測裝置中包含至少兩個筒狀結構1時，至少兩個筒狀結構1中任意一個筒狀結構1的厚度與其他筒狀結構1的厚度均不相同，設置不同厚度的筒狀結構1，以監測接地網的不同腐蝕程度。

進一步地，筒狀結構1的底部厚度大于側部厚度，為了保證筒狀結構1內部的氣體不從底部漏出，筒狀結構1的底部厚度可設置為遠大于側部厚度。

進一步地，壓力檢測裝置4包括有壓力采集模塊、顯示模塊。壓力采集模塊用于采集對應的筒狀結構1內部的氣壓值并輸出。顯示模塊與壓力采集模塊通訊連接，用于接收壓力采集模塊輸出的氣壓值并顯示，以方便檢測人員及時發現接地網是否出現對應程度的腐蝕。

進一步地，壓力檢測裝置4還包括有計算模塊。基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測裝置還包括有與筒狀結構1的對應的設置在筒狀結構1內部的溫度檢測模塊(圖中未示出)，其用于采集筒狀結構1內部的溫度值并輸出至計算模塊。

計算模塊與壓力采集模塊、溫度檢測模塊通訊連接，用于接收壓力采集模塊輸出的氣壓值以及溫度檢測模塊輸出的溫度值，并根據筒狀結構1內部的初始氣壓值和初始溫度值，以及筒狀結構1內部的當前氣壓值和當前溫度值，將初始氣壓值和當前氣壓值轉化到同一溫度下對應的氣壓值后再計算對應的壓力差值，當該壓力差值超過預設的壓力差值時，則判斷對應的筒狀結構1所處位置的接地網與筒狀結構1具有相同程度的腐蝕。其中，同一筒狀結構1內部的初始氣壓值與當前氣壓值的比值、初始溫度值與當前溫度值的比值，這兩個比值在同一筒狀結構1內部氣體未發生泄漏時相等。

一般而言，初始氣壓值為該筒狀結構1與變電站接地網一同埋入地面下時對應的氣壓值，初始溫度值為該筒狀結構1與變電站接地網一同埋入地面下時對應的筒狀結構內部氣體的溫度值。

筒狀結構1蝕穿會導致筒狀結構1內部氣壓值的變化，此外，筒狀結構1內部的氣體溫度變化也會導致其內部氣壓值的變化，壓力檢測裝置4所檢測到的初始氣壓值所對應的初始溫度值與當前氣壓值所對應的當前溫度值有可能不同，因此考慮溫度因素的影響，將不同溫度下的氣壓值轉化為同一溫度下的氣壓值，可以避免溫度因素影響造成的誤差，使得監測的結果更加準確。

本發明還提供一種基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測方法，在上述的基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測裝置中實現，如圖2所示，該方法包括下述步驟：

s100、采集筒狀結構1內部的初始氣壓值；

s200、采集筒狀結構1內部的當前氣壓值；

s300、計算初始氣壓值與當前氣壓值之間的壓力差值，當該差值大于預設的氣壓差值時，則判斷對應的筒狀結構1所處位置的接地網與筒狀結構1具有相同程度的腐蝕。

進一步地，該方法還包括下述步驟：

采集筒狀結構1內部的初始溫度值和當前溫度值；

根據初始氣壓值和所述初始溫度值，以及當前氣壓值和當前溫度值，將初始氣壓值和當前氣壓值轉化到同一溫度下對應的氣壓值后再計算對應的壓力差值，當該壓力差值超過預設的壓力差值時，則判斷對應的所述筒狀結構1所處位置的接地網與筒狀結構1具有相同程度的腐蝕。

綜上所述，本發明提供一種基于氣壓變化的免開挖式變電站接地網腐蝕程度監測裝置及方法，可以在不對接地網進行開挖和取樣的前提下，對接地網的腐蝕情況進行有效的監測，一方面保證了不對接地網進行取樣，避免造成接地網的物理性損傷，保證了其結構的完整性，提高了發現接地網腐蝕情況的及時性，同時也減輕了基層試驗人員的工作負擔，有效提高了工作效率。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。