接地网电阻检测方法的研究

论文摘要

接地网线埋在地下,经常因腐蚀而受到损坏,给电力系统和人身安全带来威胁,所以接地网线腐蚀检测技术成了研究的热点,目前主要检测方法有电阻法、极化阻力法、电位监测法、交流阻抗测量法、电化学噪声法和超声波测量法等,但这些方法都有一定局限性,例如：电阻腐蚀探针只适用于均匀腐蚀,测量速度慢,精度较低；线性极化仪器只适用于介质电导率较高、试样表面状态变化较小的体系,使用范围小；采用交流阻抗技术和电化学噪声技术的仪器价格十分昂贵。基于恒电量测量方法的腐蚀监测技术近年来也取得了很大进展,它是一种暂态测量技术,适用于低电导率低腐蚀速度体系的腐蚀过程及某些局部腐蚀如小孔腐蚀的研究,很适合于土壤中金属腐蚀的监测。所以,作者将恒电位测量方法与单片机技术相结合研制了接地网线的腐蚀检测与防护系统。论文中作者首先阐述了接地网线概念和腐蚀的相关理论,接着设计了系统硬件和软件,硬件有：恒电位测控、接地电阻测控、信号采集、信号处理等模块,同时对硬件的电气参数进行了讨论和设计；软件设计有：电压电流电位采集模块、接地电阻测量模块、导体电阻测量模块、自动调节模块和上位机数据处理模块（包括界面）等；之后,作者在Borland C++Builder集成开发环境中对其进行了调试,并对调试过程中出现的问题进行了分析,提出了相应解决方法。经过实验测试,该系统可靠地实现了接地网线的智能化检测与保护,在接地网线检测中有良好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 接地的基本概念
• 1.2 接地的作用及分类
• 1.3 接地网状态监测的意义
• 1.4 接地网检测技术现状及其分析
• 1.5 论文意义及内容
• 1.5.1 意义
• 1.5.2 主要内容
• 2 接地网腐蚀与检测原理
• 2.1 腐蚀机理
• 2.1.1 化学腐蚀
• 2.1.2 电化学腐蚀
• 2.2 接地网的土壤腐蚀
• 2.2.1 土壤腐蚀的控制因素
• 2.2.2 土壤腐蚀的类型
• 2.3 常用腐蚀检测技术与方法
• 2.3.1 控制电流法
• 2.3.2 控制电位法
• 2.3.3 恒电量测量技术
• 2.3.4 交流阻抗技术
• 2.4 接地网腐蚀检测原理
• 2.4.1 状态传感器系统
• 2.4.2 状态传感器等效电路
• 2.4.3 暂态测量原理
• 2.4.4 稳态测量原理
• 2.5 接地网腐蚀状态判断
• 2.6 电化学工作站简介
• 2.6.1 电化学工作站的组成
• 2.6.2 电化学工作站的基本功能
• 2.7 小结
• 3 接地网状态检测硬件系统
• 3.1 恒电位仪模块
• 3.1.1 恒电位仪电气参数
• 3.1.2 结构
• 3.1.3 基本工作原理
• 3.2 接地仪测控系统
• 3.3 信号处理子系统
• 3.3.1 信号调理电路
• 3.3.2 隔离运放电路
• 3.4 数据采集子系统
• 3.4.1 ICL7135的串行工作方式
• 3.4.2 与单片机系统的串行连接
• 3.5 串行通讯电路
• 3.6 数字电位器
• 3.7 硬件系统的可靠性设计
• 3.7.1 硬件系统可靠性设计原则
• 3.7.2 电路系统的可靠性设计
• 3.7.3 PCB板的抗干扰设计
• 3.8 本章小结
• 4 测量装置的软件总体设计
• 4.1 单片机软件流程图
• 4.1.1 电压电流电位采集子程序
• 4.1.2 接地电阻测量流程图
• 4.1.3 导体电阻测量流程图
• 4.1.4 自动调节电压电流电位值子程序图
• 4.2 上位机程序
• 4.2.1 电压电流电位采集子程序
• 4.2.2 接地电阻测量子程序
• 4.2.3 导体电阻测量
• 4.2.4 电压电位电流曲线图
• 4.3 接地电阻检测与判断
• 4.4 小结
• 5 系统调试
• 5.1 硬件调试
• 5.1.1 硬件电路板的调试
• 5.1.2 A/D转换卡的测试
• 5.2 软件调试
• 5.2.1 软件调试方法
• 5.2.2 系统调试中出现的问题及解决方法
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录