接地极极址场域电位差的在线监测装置及系统

摘要

本申请提供了一种接地极极址场域电位差的在线监测装置及系统，接地极极址场域电位差的在线监测装置包括至少一个无极化电极和一个电压表；无极化电极埋入地下预定深度的位置；电压表与无极化电极电连接，电压表用于与换电站之间进行通信，电压表用于检测无极化电极的电位，并至少根据无极化电极的电位，确定接触电位差或者跨步电位差，并将接触电位差或者跨步电位差发送至换电站。从而实现了自动检测电位差的目的，避免了过多的人力消耗，进而解决了现有方案采用人力进行测量电位差而造成的对电位差的测量的效率较低的问题。

说明书

技术领域

本申请涉及极址区域检测技术领域，具体而言，涉及一种接地极极址场域电位差的在线监测装置及系统。

背景技术

现有方案难以长时间保持高幅值的入地电流运行，也就导致接地极投产后难以开展接触电位差运维的检测。

测量时，为了保证接触电位差测量准确性，一般要求接地极承受一定幅值的入地电流，并保持足够长的时间，才能确保测量人员完成极址区域金属构筑物接触电位差的测量。然而，由于接地极入地电流会对极址区域中性点接地的电力变压器造成直流偏磁，对极址附近的埋地金属管道造成干扰电位和腐蚀。

且现有方案一般是全程人力进行测量，而造成了对电位差(接触电位差和跨步电位差)的测量的效率较低。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种接地极极址场域电位差的在线监测装置及系统，以至少解决现有方案采用人力进行测量电位差而造成的对电位差的测量的效率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种接地极极址场域电位差的在线监测装置，接地极极址场域电位差的在线监测装置包括至少一个无极化电极和一个电压表；所述无极化电极埋入地下预定深度的位置；所述电压表与所述无极化电极电连接，所述电压表用于与换电站之间进行通信，所述电压表用于检测所述无极化电极的电位，并至少根据所述无极化电极的电位，确定接触电位差或者跨步电位差，并将所述接触电位差或者所述跨步电位差发送至所述换电站。

可选地，在所述接地极极址场域电位差的在线监测装置具有一个所述无极化电极的情况下，所述无极化电极与所述电压表电连接，所述无极化电极埋入地下预定深度的位置，所述电压表还用于与金属构筑物电连接，所述金属构筑物位于地面上方，所述电压表还用于检测接触电位差，所述接触电位差为所述无极化电极和所述金属构筑物之间的电位差。

可选地，在所述接地极极址场域电位差的在线监测装置具有两个所述无极化电极的情况下，两个所述无极化电极分别为第一无极化电极和第二无极化电极，所述第一无极化电极和所述第二无极化电极分别埋入地下预定深度的位置，且所述第一无极化电极和所述第二无极化电极的间距为预定间距，所述电压表分别与所述第一无极化电极和所述第二无极化电极电连接，所述电压表用于检测跨步电位差，所述跨步电位差为所述第一无极化电极和所述第二无极化电极之间的电位差。

可选地，所述接地极极址场域电位差的在线监测装置还包括超级电容器，所述超级电容器与所述电压表电连接，所述超级电容器用于为所述电压表供电。

可选地，所述接地极极址场域电位差的在线监测装置还包括太阳能电池板，所述太阳能电池板与所述超级电容器电连接，所述太阳能电池板用于为所述超级电容器充电。

可选地，所述接地极极址场域电位差的在线监测装置还包括电池，所述电池与所述电压表电连接，所述电池用于为所述电压表供电。

可选地，所述接地极极址场域电位差的在线监测装置还包括比较器，所述比较器的第一输入端与所述超级电容器电连接，所述比较器的第二输入端与所述电池电连接，所述比较器的输出端与所述电压表电连接，所述比较器用于比较所述超级电容器输出的第一充电电压和所述电池输出的第二充电电压，得到比较结果，在所述比较结果为所述第一充电电压大于所述第二充电电压的情况下，采用所述第一充电电压为所述电压表供电，在所述比较结果为所述第一充电电压小于或者等于所述第二充电电压的情况下，采用所述第二充电电压为所述电压表供电。

可选地，所述电压表还用于在所述电压表检测到所述跨步电位差，且所述跨步电位差大于或者等于跨步电位差阈值的情况下，生成第一告警信息，并将所述第一告警信息发送至所述换电站。

可选地，所述电压表还用于在所述电压表检测到所述接触电位差，且所述接触电位差大于或者等于接触电位差阈值的情况下，生成第二告警信息，并将所述第二告警信息发送至所述换电站。

根据本申请的另一方面，提供了一种接地极极址场域电位差的在线监测系统，接地极极址场域电位差的在线监测系统包括任意一种所述的接地极极址场域电位差的在线监测装置。

应用本申请的技术方案，通过将无极化电极埋入地下预定深度的位置，且通过电压表检测所述无极化电极的电位，并至少根据所述无极化电极的电位，确定接触电位差或者跨步电位差，并将所述接触电位差或者所述跨步电位差发送至所述换电站，从而实现了自动检测电位差的目的，避免了过多的人力消耗，进而解决了现有方案采用人力进行测量电位差而造成的对电位差的测量的效率较低的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例中提供的在上述接地极极址场域电位差的在线监测装置具有一个上述无极化电极的情况下的接地极极址场域电位差的在线监测装置的示意图；

图2示出了根据本申请的实施例提供的在上述接地极极址场域电位差的在线监测装置具有两个上述无极化电极的情况下的接地极极址场域电位差的在线监测装置的示意图；

图3示出了超级电容器、电池、比较器和电压表的连接示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如背景技术中所介绍的，现有方案难以长时间保持高幅值的入地电流运行，也就导致接地极投产后难以开展接触电位差运维的检测，测量时，为了保证接触电位差测量准确性，一般要求接地极承受一定幅值的入地电流，并保持足够长的时间，才能确保测量人员完成极址区域金属构筑物接触电位差的测量。然而，由于接地极入地电流会对极址区域中性点接地的电力变压器造成直流偏磁，对极址附近的埋地金属管道造成干扰电位和腐蚀。且现有方案一般是全程人力进行测量，而造成了对电位差的测量的效率较低，为解决现有方案采用人力进行测量电位差而造成的对电位差的测量的效率较低的问题，本申请的实施例提供了一种接地极极址场域电位差的在线监测装置及系统。

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。

本申请的实施例提供了一种接地极极址场域电位差的在线监测装置，接地极极址场域电位差的在线监测装置包括至少一个无极化电极和一个电压表；上述无极化电极埋入地下预定深度的位置；上述电压表与上述无极化电极电连接，上述电压表用于与换电站之间进行通信，上述电压表用于检测上述无极化电极的电位，并至少根据上述无极化电极的电位，确定接触电位差或者跨步电位差，并将上述接触电位差或者上述跨步电位差发送至上述换电站。

上述接地极极址场域电位差的在线监测装置中，通过将无极化电极埋入地下预定深度的位置，且通过电压表检测上述无极化电极的电位，并至少根据上述无极化电极的电位，确定接触电位差或者跨步电位差，并将上述接触电位差或者上述跨步电位差发送至上述换电站，从而实现了自动检测电位差的目的，避免了过多的人力消耗，进而解决了现有方案采用人力进行测量电位差而造成的对电位差的测量的效率较低的问题。

在本申请的一种实施例中，如图1所示，在上述接地极极址场域电位差的在线监测装置具有一个上述无极化电极的情况下，上述无极化电极与上述电压表电连接，上述无极化电极埋入地下预定深度的位置，上述电压表还用于与金属构筑物电连接，上述金属构筑物位于地面上方，上述电压表还用于检测接触电位差，上述接触电位差为上述无极化电极和上述金属构筑物之间的电位差。

具体地，在上述接地极极址场域电位差的在线监测装置具有一个上述无极化电极的情况下，通过将上述无极化电极埋入地下预定深度的位置，将上述电压表与金属构筑物电连接，从而实现了电压表检测接触电位差的目的，避免了过多的人力消耗，金属构筑物与电压表的连接点可以处于距离地面20m的位置。

在本申请的一种实施例中，如图2所示，在上述接地极极址场域电位差的在线监测装置具有两个上述无极化电极的情况下，两个上述无极化电极分别为第一无极化电极和第二无极化电极，上述第一无极化电极和上述第二无极化电极分别埋入地下预定深度的位置，且上述第一无极化电极和上述第二无极化电极的间距为预定间距，上述电压表分别与上述第一无极化电极和上述第二无极化电极电连接，上述电压表用于检测跨步电位差，上述跨步电位差为上述第一无极化电极和上述第二无极化电极之间的电位差。

具体地，在上述接地极极址场域电位差的在线监测装置具有两个上述无极化电极的情况下，通过上述第一无极化电极和上述第二无极化电极分别埋入地下预定深度(预定深度可以为30cm至50cm)的位置，且上述第一无极化电极和上述第二无极化电极的间距为预定间距(预定间距可以为1m)，上述电压表分别与上述第一无极化电极和上述第二无极化电极电连接，从而实现了电压表检测跨步电位差的目的，进而解决了现有方案采用人力进行测量电位差而造成的对电位差的测量的效率较低的问题。

在本申请的一种实施例中，如图1和图2所示，上述接地极极址场域电位差的在线监测装置还包括超级电容器，上述超级电容器与上述电压表电连接，上述超级电容器用于为上述电压表供电。

具体地，通过采用超级电容器为电压表供电，从而使得电压表能够稳定工作，为了避免无入地电流时节约超级电容器和后续的电池的电能，可以在电压表内部设置启动测量门槛阈值，当监测到测量跨步电位差的电压值超过门槛阈值时，启动跨步电位差或者接触电位差的测量，并通过无线网络向换电站实时传输。

在本申请的一种实施例中，如图1和图2所示，上述接地极极址场域电位差的在线监测装置还包括太阳能电池板，上述太阳能电池板与上述超级电容器电连接，上述太阳能电池板用于为上述超级电容器充电。

具体地，从而实现了在晴天的时候能够让太阳能电池板为超级电容器充电，大大增加了电压表的可工作时长。

在本申请的一种实施例中，如图1和图2所示，上述接地极极址场域电位差的在线监测装置还包括电池，上述电池与上述电压表电连接，上述电池用于为上述电压表供电。

具体地，实现了在阴天时间过长，且太阳能电池板和超级电容器均没有足够电量为电压表供电的情况下，采用电池进行供电，提高了电压表的可工作时长。

在本申请的一种实施例中，如图3所示，上述接地极极址场域电位差的在线监测装置还包括比较器，上述比较器的第一输入端与上述超级电容器电连接，上述比较器的第二输入端与上述电池电连接，上述比较器的输出端与上述电压表电连接，上述比较器用于比较上述超级电容器输出的第一充电电压和上述电池输出的第二充电电压，得到比较结果，在上述比较结果为上述第一充电电压大于上述第二充电电压的情况下，采用上述第一充电电压为上述电压表供电，在上述比较结果为上述第一充电电压小于或者等于上述第二充电电压的情况下，采用上述第二充电电压为上述电压表供电。

具体地，在上述比较结果为上述第一充电电压大于上述第二充电电压的情况下，认为超级电容器有足够的电量为电压表进行供电，采用超级电容器对电压表进行供电即可，在上述比较结果为上述第一充电电压小于或者等于上述第二充电电压的情况下，认为超级电容器没有足够的电量为电压表进行供电，采用电池对电压表进行供电即可。

在本申请的一种实施例中，上述电压表还用于在上述电压表检测到上述跨步电位差，且上述跨步电位差大于或者等于跨步电位差阈值的情况下，生成第一告警信息，并将上述第一告警信息发送至上述换电站。上述电压表还用于在上述电压表检测到上述接触电位差，且上述接触电位差大于或者等于接触电位差阈值的情况下，生成第二告警信息，并将上述第二告警信息发送至上述换电站。

具体地，第一告警信息和第二告警信息均用于表征接触电压差超过了限制值，需要对无极化电极进行检修的信息，提醒工作人员尽快进行维修工作。

接地极极址场域电位差的在线监测装置可以对接地极极址区域的跨步电位差(即接触电位差)实现实时监测，利用了直流工程偶然短时入地电流，就可获得接地极极址区域的跨步电位差情况，避免了协调接地极长时间高幅值入地电流运行，减少了接地极运维带来的入地电流对周边公共设施的影响，也提高了接地极运维效率。

在接地极设计时，全面梳理极址区域存在金属构筑物，采用仿真计算手段，获得接地极极址区域金属构筑物接触电位差的分布图，在已经获得接触电位差分布图基础上，选出接触电位差最大的位置，即2-3个点，布置接地极极址场域电位差的在线监测装置。

本申请的实施例还提供了一种接地极极址场域电位差的在线监测系统，接地极极址场域电位差的在线监测系统包括任意一种上述的接地极极址场域电位差的在线监测装置。通过将无极化电极埋入地下预定深度的位置，且通过电压表检测上述无极化电极的电位，并至少根据上述无极化电极的电位，确定接触电位差或者跨步电位差，并将上述接触电位差或者上述跨步电位差发送至上述换电站，从而实现了自动检测电位差的目的，避免了过多的人力消耗，进而解决了现有方案采用人力进行测量电位差而造成的对电位差的测量的效率较低的问题。

需要说明的是，上述的电连接可以是直接电连接，也可以是间接电连接，直接电连接就是指两个器件直接连接，间接电连接就是指相连接的A与B之间还连接有其余类似电容、电阻等器件。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的接地极极址场域电位差的在线监测装置，通过将无极化电极埋入地下预定深度的位置，且通过电压表检测上述无极化电极的电位，并至少根据上述无极化电极的电位，确定接触电位差或者跨步电位差，并将上述接触电位差或者上述跨步电位差发送至上述换电站，从而实现了自动检测电位差的目的，避免了过多的人力消耗，进而解决了现有方案采用人力进行测量电位差而造成的对电位差的测量的效率较低的问题。

2)、本申请的接地极极址场域电位差的在线监测系统，通过将无极化电极埋入地下预定深度的位置，且通过电压表检测上述无极化电极的电位，并至少根据上述无极化电极的电位，确定接触电位差或者跨步电位差，并将上述接触电位差或者上述跨步电位差发送至上述换电站，从而实现了自动检测电位差的目的，避免了过多的人力消耗，进而解决了现有方案采用人力进行测量电位差而造成的对电位差的测量的效率较低的问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。