基于电磁耦合原理的接地网拓扑结构识别方法

发布时间：2025-05-12 02:27

　　接地网是由金属导体连接而成的埋于地下的网格状结构,通过接地极与变电站地上设备相连,为变电站提供参考地电位;当系统遭遇雷击或发生短路故障时,接地网可以迅速排泄故障电流,保障变电站的稳定运行。在中国,接地网大多使用钢制材料,常年埋于地下,易发生腐蚀变细甚至断裂,使得接地网接地性能下降,不能迅速排泄电力系统中的故障电流,引发一系列安全事故。因此需要对接地网进行检测并及时维修。大多数接地网探测方法采用的是接触式方法,这类方法存在对接地下引线的依赖,近年来有学者提出非接触式的瞬变电磁视电阻率成像的接地网探测方法,但存在结果不直观、不同断点情况规律不统一的问题。本文采用感应电压切片图识别接地网,并提出基于感应电压微分法的接地网识别方法,主要进行了以下几个方面的工作:1.基于电磁耦合原理,采用感应电压识别接地网,并从理论上解释了利用感应电压判断接地网网格拓扑结构和断点的可行性。2.推导了两平行平面之间的互感计算公式,基于叠加原理推导了组合平面与组合平面间的互感计算公式,从而推导出接地网与线圈间的互感计算公式,为接地网的电磁响应计算提供了理论方法。3.在仿真的基础上,研究了线圈尺寸和测量高度对接地网拓扑...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1时域电磁法探测过程示意图

时域电磁法[61](TEM)基于法拉第电磁感应定律,在发射线圈中接入交变电流,发射电流的变化将会在空间产生磁场,称为一次场;一次场在传播过程中遇到良导体,将会在良导体中激发出感应涡流,由于电阻的热损耗,该感应涡流将会迅速衰减,从而产生二次场,通过接收线圈接收该二次场信号。通过分析....

图2.2不同时间常数导体的电磁响应;(a)电阻不同,(b)电感不同

根据式(2.1)计算不同时间常数导体的电磁响应,其中I、MRD、MTD均取1进行计算,图2.2(a)为电阻不同的电磁响应结果,图2.2(b)为电感不同的电磁响应结果。从图中可以看出当时间常数较大时(即导体的导电性好,电阻率低),电磁响应的初始值较小,但其衰减缓慢;当时间常数较小时....

图2.4双极性梯形波电流示意图

其中,T1为发射电流停止上升的时刻,T2为发射电流开始下降的时刻,T3为发射电流完全关断的时刻,T为双极性梯形波的半个周期,I为发射电流的幅值。发射电流的变化产生一次磁场,在异常线圈中感应出的电压EAL为:

图2.6异常线圈的电磁响应衰减曲线

当异常线圈为正方形线圈,边长为2m,匝数为100,中心坐标为(0m,0m,0m);发射线圈和接收线圈均为正方形,边长分别为0.5m和0.2m,匝数均为100;发射和接收线圈为中心回线方式,中心坐标为(x,0m,0.6m),其中x=0m,0.25m,0.5m,0.75m,1m。发射....

本文编号：4045092