专利名称：一种输电线路铁塔接地网腐蚀检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明关于输电线路铁塔接地网腐蚀状态检测技术，特别是关于应用了电化学检测的铁塔接地网腐蚀状态现场检测技术，具体的讲是一种输电线路铁塔接地网腐蚀检测方
法及装置。
背景技术：
输电线路铁塔包括地面部分和地下部分。地面部分的铁塔，由于暴露在大气环境中，其腐蚀程度通过目测就可以定性评价。而地下部分，由于埋设在地下，既看不见，又无监视装置，所以当输电线路铁塔运行一段时间后，腐蚀问题就会暴露出来，尤其是在沿海地区铁塔的腐蚀问题尤为突出。目前输电线路铁塔腐蚀检测大多采用线性极化技术，该检测技术容易受干扰信号的影响，从而影响测量结果。中国专利CN101315403公开的“一种接地网腐蚀检测方法及系统”揭示了发电厂及变电站的接地网在不开挖的条件下进行接地网腐蚀状况检测的技术方案。但是，这种主要针对发电厂和变电站的接地网腐蚀检测方案，不能很好的应用于输电线路铁塔的接地网检测，因为输电线路铁塔往往设置在野外，而采用适用于发电厂及变电站的接地网检测设备去野外的输电线路铁塔进行接地网检测，不仅携带不便而且存在信号的干扰，致使检测数据不准确。
发明内容
本发明实施例提供了一种输电线路铁塔接地网腐蚀检测方法及装置，用以解决输电线路铁塔接地网的腐蚀检测问题。本发明的目的之一是，提供一种输电线路铁塔接地网腐蚀检测方法，该方法包括:向被测接地网金属和土壤介质施加线性极化直流信号，测量被测接地网金属和土壤介质构成的腐蚀体系的极化电阻；向被测接地网金属和土壤介质施加高频交流信号，测量腐蚀体系的介质电阻；向被测接地网金属和土壤介质施加弱极化直流信号，测量被测接地网金属和土壤介质构成的腐蚀体系的塔菲尔常数；根据极化电阻和介质电阻计算生成腐蚀体系的实际极化电阻，并根据实际极化电阻和塔菲尔常数计算生成被测接地网金属的腐蚀电流密度数据；输出包含腐蚀电流密度数据在内的检测结果数据。本发明的目的之一是，提供一种输电线路铁塔接地网腐蚀检测装置，该装置包括:极化电阻检测单元，用于向被测接地网金属和土壤介质施加线性极化直流信号，测量被测接地网金属和土壤介质构成的腐蚀体系的极化电阻；介质电阻检测单元，用于向被测接地网金属和土壤介质施加高频交流信号，测量腐蚀体系的介质电阻；塔菲尔常数检测单元，用于向被测接地网金属和土壤介质施加弱极化直流信号，测量被测接地网金属和土壤介质构成的腐蚀体系的塔菲尔常数；检测结果生成单元，用于根据极化电阻和介质电阻计算生成腐蚀体系的实际极化电阻，并根据实际极化电阻和塔菲尔常数计算生成被测接地网金属的腐蚀电流密度数据；检测结果输出单元，用于输出包含腐蚀电流密度数据在内的检测结果数据。本发明的有益效果在于，实现了输电线路铁塔接地网腐蚀的现场检测。并且，由于极化电阻与测试点的腐蚀状况有直接关系、介质电阻与测试点周围的湿度、温度及介质成分等有关，两者的关系不是固定不变的，因此，本发明实施例在施加线性极化的过程中根据现场的情况不同，设置不同的极化电压幅度，使施加的极化电压有足够的幅度，提高了输电线路铁塔接地网腐蚀检测的准确性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例的输电线路铁塔接地网腐蚀检测方法的流程图；图2为本发明实施例的腐蚀检测中金属电极的极化曲线示意图；图3为本发明实施例的腐蚀体系的电化学等效电路图；图4为本发明实施例的输电线路铁塔接地网腐蚀检测装置的结构框图；图5为本发明实施例的输电线路铁塔接地网腐蚀检测装置的电路原理图；图6为本发明实施例的小孔限流传感器的结构示意图。
具体实施例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实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1所示，本实施例的输电线路铁塔接地网腐蚀检测方法包括:向被测接地网金属和土壤介质施加线性极化直流信号，测量被测接地网金属和土壤介质构成的腐蚀体系的极化电阻(步骤S101);向被测接地网金属和土壤介质施加高频交流信号，测量腐蚀体系的介质电阻(步骤S102);向被测接地网金属和土壤介质施加弱极化直流信号，测量被测接地网金属和土壤介质构成的腐蚀体系的塔菲尔常数(步骤S103);根据极化电阻和介质电阻计算生成腐蚀体系的实际极化电阻，并根据实际极化电阻和塔菲尔常数计算生成被测接地网金属的腐蚀电流密度数据(步骤S104);输出包含腐蚀电流密度数据在内的检测结果数据(步骤S105)。在步骤SlOl中，可采用小孔限流传感器向被测接地网金属和土壤介质施加± IOmV的线性极化电位，并采集小孔限流传感器的辅助电极与工作电极形成的极化回路中的电流信号，根据极化回路中的电流信号生成极化电阻。在步骤S102中，可采用小孔限流传感器向被测接地网金属和土壤介质施加高频交流信号，并采集高频交流信号作用在腐蚀体系的土壤介质上的电流信号，根据作用在土壤介质上的电流信号生成介质电阻。在步骤S103中，可采用小孔限流传感器向被测接地网金属和土壤介质施加±40mV的弱极化电位，并采集小孔限流传感器的辅助电极与工作电极形成的极化回路中的电流信号，根据极化回路中的电流信号生成塔菲尔常数。在步骤S104中，可根据腐蚀电流密度数据计算生成腐蚀深度数据。在步骤S105中，可显示输出腐蚀电流密度数据和腐蚀深度数据。采用稳态线性极化技术测量腐蚀体系的极化电阻，测量出的极化电阻值中还包括介质电阻，由接地网金属和土壤介质构成的腐蚀体系，由于土壤的电阻率比较大，极化电阻测量中必须考虑土壤电阻。采用交流阻抗方法测出体系的介质电阻，从稳态线性极化测量求出的极化电阻减去介质电阻获得腐蚀体系的实际极化电阻。由实际极化电阻值Rp和通过弱极化区测得的塔菲尔常数B，根据Stern-Geary公式可以计算出腐蚀电流密度Icorr(Icorr = B/Rp) 。就可准确地获得腐蚀电流密度。再根据法拉第定律将腐蚀电流密度换算成腐蚀深度指标。极化电阻的测量(线性极化区)包括:在线性极化区施加极化电位+ │ ΔEl│ 、-│ΔEl │，测量该极化电位下的阴阳极极化电流Ial和Icl。如图2所示的腐蚀测量过程中金属电极的极化曲线，可按式(1)计算出极化电阻Rp:
权利要求
1.一种输电线路铁塔接地网腐蚀检测方法，其特征是，所述的方法包括: 向被测接地网金属和土壤介质施加线性极化直流信号，测量被测接地网金属和土壤介质构成的腐蚀体系的极化电阻； 向被测接地网金属和土壤介质施加高频交流信号，测量所述腐蚀体系的介质电阻； 向被测接地网金属和土壤介质施加弱极化直流信号，测量被测接地网金属和土壤介质构成的腐蚀体系的塔菲尔常数； 根据所述的极化电阻和介质电阻计算生成所述腐蚀体系的实际极化电阻，并根据所述的实际极化电阻和塔菲尔常数计算生成被测接地网金属的腐蚀电流密度数据； 输出包含所述的腐蚀电流密度数据在内的检测结果数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的向被测接地网金属和土壤介质施加线性极化直流信号，测量被测接地网金属和土壤介质构成的腐蚀体系的极化电阻包括: 采用小孔限流传感器向被测接地网金属和土壤介质施加±10mV的线性极化电位，并采集所述小孔限流传感器的辅助电极与工作电极形成的极化回路中的电流信号，根据所述的极化回路中的电流信号生成所述的极化电阻。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的向被测接地网金属和土壤介质施加高频交流信号，测量所述腐 蚀体系的介质电阻包括: 采用小孔限流传感器向被测接地网金属和土壤介质施加高频交流信号，并采集所述的高频交流信号作用在所述腐蚀体系的土壤介质上的电流信号，根据所述的作用在土壤介质上的电流信号生成所述的介质电阻。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的向被测接地网金属和土壤介质施加弱极化直流信号，测量被测接地网金属和土壤介质构成的腐蚀体系的塔菲尔常数包括: 采用小孔限流传感器向被测接地网金属和土壤介质施加±40mV的弱极化电位，并采集所述小孔限流传感器的辅助电极与工作电极形成的极化回路中的电流信号，根据所述的极化回路中的电流信号生成所述的塔菲尔常数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，输出包含所述的腐蚀电流密度数据在内的检测结果数据包括: 根据所述的腐蚀电流密度数据计算生成腐蚀深度数据，显示输出所述的腐蚀电流密度数据和腐蚀深度数据。
6.一种输电线路铁塔接地网腐蚀检测装置，其特征是，所述的装置包括: 极化电阻检测单元，用于向被测接地网金属和土壤介质施加线性极化直流信号，测量被测接地网金属和土壤介质构成的腐蚀体系的极化电阻； 介质电阻检测单元，用于向被测接地网金属和土壤介质施加高频交流信号，测量所述腐蚀体系的介质电阻； 塔菲尔常数检测单元，用于向被测接地网金属和土壤介质施加弱极化直流信号，测量被测接地网金属和土壤介质构成的腐蚀体系的塔菲尔常数； 检测结果生成单元，用于根据所述的极化电阻和介质电阻计算生成所述腐蚀体系的实际极化电阻，并根据所述的实际极化电阻和塔菲尔常数计算生成被测接地网金属的腐蚀电流密度数据； 检测结果输出单元，用于输出包含所述的腐蚀电流密度数据在内的检测结果数据。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征是，所述的极化电阻检测单元包括: 信号发生器，用于生成±10mV的线性极化电位； 小孔限流传感器，用于向被测接地网金属和土壤介质施加所述的±10mV的线性极化电位，并采集所述小孔限流传感器的辅助电极与工作电极形成的极化回路中的电流信号；极化电阻计算�？椋糜诟菟龅募芈分械牡缌餍藕派伤龅募缱�。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征是，所述的介质电阻检测单元包括: 信号发生器，用于生成高频交流信号； 小孔限流传感器，用于向被测接地网金属和土壤介质施加高频交流信号，并采集所述的高频交流信号作用在所述腐蚀体系的土壤介质上的电流信号； 介质电阻计算�？椋糜诟菟龅淖饔迷谕寥澜橹噬系牡缌餍藕派伤龅慕橹实缱�。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征是，所述的塔菲尔常数检测单元包括: 信号发生器，用于生成±40mV的弱极化电位； 小孔限流传感器，用于向被测接地网金属和土壤介质施加所述的±40mV的弱极化电位，并采集所述小孔限流传感器的辅助电极与工作电极形成的极化回路中的电流信号；塔菲尔常数计算�？椋糜诟菟龅募芈分械牡缌餍藕派伤龅乃贫Ｊ�。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征是，所述的检测结果生成单元包括: 实际极化电阻计算�？椋糜诟菟龅募缱韬徒橹实缱杓扑闵伤龈刺逑档氖导始缱瑁� 腐蚀电流密度计算�？椋糜诟菟龅氖导始缱韬退贫Ｊ扑闵杀徊饨拥赝鹗舻母吹缌髅芏仁荩� 腐蚀深度计算�？椋糜诟菟龅母吹缌髅芏仁菁扑闵筛瓷疃仁荩� 所述的检测结果输出单元包括:显示器，用于显示所述的腐蚀电流密度数据和腐蚀深度数据。
11.根据权利要求6所述的装置，其特征是，所述的小孔限流传感器包括，辅助电极、工作电极、参比电极、绝缘柱状壳身、金属锥形前端和绝缘冒；其中， 所述金属锥形前端的锥顶部具有限流孔，所述的限流孔中填充有凝胶； 所述的辅助电极、工作电极和参比电极设置在由绝缘柱状壳身、金属锥形前端和绝缘冒构成的腔内； 所述的金属锥形前端与所述的绝缘柱状壳身之间为可拆卸的连接；所述的绝缘冒与所述的绝缘柱状壳身之间为可拆卸的连接。
全文摘要
本发明为一种输电线路铁塔接地网腐蚀检测方法及装置，该装置包括极化电阻检测单元，向被测接地网金属和土壤介质施加线性极化直流信号，测量腐蚀体系的极化电阻；介质电阻检测单元，向被测接地网金属和土壤介质施加高频交流信号，测量腐蚀体系的介质电阻；塔菲尔常数检测单元，向被测接地网金属和土壤介质施加弱极化直流信号，测量腐蚀体系的塔菲尔常数；检测结果生成单元，根据极化电阻和介质电阻计算生成腐蚀体系的实际极化电阻，并根据实际极化电阻和塔菲尔常数计算生成被测接地网金属的腐蚀电流密度数据；检测结果输出单元，输出包含腐蚀电流密度数据在内的检测结果数据。用以解决输电线路铁塔接地网的腐蚀检测问题。
文档编号G01N17/02GK103105355SQ201110359258
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者张秀丽, 王应高, 王金萍, 李永立, 龚丽华, 赵升月, 王剑, 寄玉玉 申请人:华北电力科学研究院有限责任公司, 国家电网公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
