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接地网是电力系统安全可靠运行中的一种重要设施。接地网埋设于地下,由于存在入地电流等的影响,会发生腐蚀并断裂为缺陷。因此,需要检测接地网是否存在缺陷并进行定位。现存的接地网缺陷辨识方法中,大多按照接地网图纸进行理论计算,看实际测量值与其是否相符,从而辨识缺陷情况,这些方法存在局限性,当接地网图纸缺失时便无法奏效。因此,有必要研究一种未知接地网图纸情况下,测量方便的接地网缺陷辨识方法。 本文通过总结接地网的电磁场计算方法及频域特性,结合方波激励源在检测技术中的应用,提出了未知图纸条件下,向地网注入两种频率方波电流激励,通过测量注入点周围各点地表电位来进行缺陷辨识方法,并对该方法进行了理论分析和仿真研究,亦试制了相应的仪器设备,最后开展了相关实验研究。 通过理论分析,总结了接地网电磁场逆问题求解的依据和接地网电磁场计算方法,建立了接地网地表处电位与激励源参数、接地网参数、土壤参数之间的联系;对比了导体和土壤参数随频率变化的差异,进而发现了距导体和土壤最近处电位的变化亦存在差异;接地网缺陷可等效为导体被土壤取代,根据这种变化的差异提出了基于电位变化的缺陷辨识方法。 在理论分析的基础上,于CEDGS软件中建立不同接地网模型,研究了辨识方法的可行性;为了提高该方法在变电站现场干扰环境中的可靠性,研究了不同频率、缺陷大小、缺陷位置等因素对于辨识效果的影响。 根据仿真结果试制了相应接地网缺陷辨识装置,并编写了相关软件。 仪器试制完成后,于华中科技大学室外实验场中,搭建了小尺寸的模拟地网缺陷辨识实验平台,进行了模拟实验研究,验证了仿真研究中相关规律的正确性。并终于某实际变电站内进行了接地网缺陷辨识实验,实验结果与接地网图纸显示情况相符。