變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁的制作方法
【專利摘要】一種變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁，其特點(diǎn)是，包括樁體內(nèi)卡槽固定的測試管理組件、電位測量組件、無線信號收發(fā)組件和電源組件，測試管理組件、電位測量組件、無線信號收發(fā)組件主電源組件，測試管理組件包括單片機(jī)，單片機(jī)分別與電位測量組件、無線信號收發(fā)組件、電源組件電連接；電位測量組件包括工頻信號隔離電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，工頻信號隔離電路輸入電位信號，工頻信號隔離電路輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端與測試管理組件的單片機(jī)電連接；無線信號收發(fā)組件包括：發(fā)射模塊與接收模塊信號連接，發(fā)射模塊通過串口與測試管理組件的單片機(jī)電連接。能夠?qū)崿F(xiàn)用戶對陰極保護(hù)效果進(jìn)行整體掌控與監(jiān)測。
【專利說明】變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試粧
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于金屬腐蝕與防護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種適用于變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁，用于變電站接地裝置陰極保護(hù)效果的監(jiān)測與評估。
【背景技術(shù)】
[0002]變電站接地裝置具有“工作接地”、“防雷接地”、“保護(hù)接地”三大主要作用，是變電站以及電網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要屏障。隨著變電站容量的增加和電壓等級的提高，對接地裝置的安全穩(wěn)定性要求也就越來越高。變電站接地裝置的腐蝕可能造成電力設(shè)備“失地”的發(fā)生，使一次設(shè)備損壞，嚴(yán)重時(shí)還可能造成變電站停止運(yùn)行，甚至?xí)茐恼麄€(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定。
[0003]陰極保護(hù)防腐蝕技術(shù)是一種可以有效防止金屬腐蝕的電化學(xué)方法，其原理是使金屬發(fā)生陰極極化，使金屬進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)或鈍化狀態(tài)，從而停止或延緩腐蝕的發(fā)生。對變電站接地裝置實(shí)施陰極保護(hù)可以有效地防止其發(fā)生腐蝕，而對其施加陰極保護(hù)后保護(hù)效果的優(yōu)劣是需要密切關(guān)注的問題。高壓變電站在工作時(shí)，由于三項(xiàng)負(fù)載不均衡，一直有交流電流通過接地裝置泄入大地，交流電流的存在會對陰極保護(hù)腐蝕電位的測定產(chǎn)生巨大影響；另外傳統(tǒng)陰極保護(hù)腐蝕電位的測定需要到現(xiàn)場逐點(diǎn)測量，效率低，成本高，且不具有連續(xù)性和時(shí)效性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對上述變電站接地裝置陰極保護(hù)電位測量中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種適用于變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁，能夠排除交流雜散電流對電位測定的干擾，且能夠連續(xù)地，實(shí)時(shí)地將測得的陰極保護(hù)電位通過無線方式進(jìn)行發(fā)射，方便用戶對陰極保護(hù)效果進(jìn)行整體掌控與監(jiān)測。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用以下技術(shù)方案:一種變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁，它包括電源組件，其特征是，它還包括樁體、測試管理組件、電位測量組件、無線信號收發(fā)組件和電源組件，所述測試管理組件、電位測量組件、無線信號收發(fā)組件、電源組件通過在樁體內(nèi)置的卡槽固定在樁體內(nèi)，所述測試管理組件包括單片機(jī)，單片機(jī)分別與電位測量組件、無線信號收發(fā)組件、電源組件電連接；所述電位測量組件包括工頻信號隔離電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，工頻信號隔離電路輸入電位信號，工頻信號隔離電路輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端與測試管理組件的單片機(jī)電連接；所述無線信號收發(fā)組件包括:發(fā)射模塊與接收模塊信號連接，發(fā)射模塊通過串口與測試管理組件的單片機(jī)電連接。
[0006]所述樁體為塑料樁體。
[0007]所述測試管理組件的單片機(jī)采用型號為AT89C2051的單片機(jī)。
[0008]所述電位測量組件的工頻信號隔離電路包括電容C23?26、電感L5?6、放電管G電連接。
[0009]所述電位測量組件的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用型號為AD7705模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，AD7705模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與晶體振蕩器Yl和去耦電容C22電連接。
[0010]所述無線信號收發(fā)組件的發(fā)射模塊包括第一晶振SAW，電阻R1，電容C4，電感L1、L2，三極管Ql、Q2和發(fā)射天線ANT電連接。
[0011]所述無線信號收發(fā)組件的接收模塊包括型號為3310A的芯片，第二晶振SAW，電阻R2?R7，電容C5?20，電感L3，三極管Q3和接收天線ANT連接連接。
[0012]本實(shí)用新型的變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁的樁體為塑料樁體，具有低成本，耐腐蝕，電絕緣，對無線信號不產(chǎn)生阻隔與屏蔽的特點(diǎn)；電位測量組件可濾去交流電信號對腐蝕電位信號的干擾，保證測量精度；無線信號收發(fā)組件可抗復(fù)雜電磁環(huán)境的干擾，準(zhǔn)確的收發(fā)無線信號；可以連續(xù)地、實(shí)時(shí)地傳輸電位信號，方便用戶對陰極保護(hù)效果進(jìn)行整體的把握與監(jiān)測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁電路原理方框圖。
[0015]圖3是圖2中測試管理組件的電路原理圖。
[0016]圖4為圖2中電位測量組件的工頻信號隔離電路原理圖。
[0017]圖5為圖2中電位測量組件的模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路原理圖。
[0018]圖6為圖2中無線信號收發(fā)組件的發(fā)射模塊電路原理圖。
[0019]圖7為圖2中無線信號收發(fā)組件的接收模塊電路原理圖。
[0020]圖8為圖2中電源組件的電壓調(diào)節(jié)模塊電路原理圖。
[0021]圖中:1樁體，2測試管理組件，3電位測量組件，4無線信號收發(fā)組件，5電源組件，6單片機(jī)，7工頻信號隔離電路，8模數(shù)轉(zhuǎn)換器，9發(fā)射模塊，10電壓調(diào)節(jié)模塊，11電池，12接收模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述。
[0023]參照圖1和2，本實(shí)用新型一種變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁，包括樁體1、電源組件5、測試管理組件2、電位測量組件3、無線信號收發(fā)組件4和電源組件5，所述測試管理組件2、電位測量組件3、無線信號收發(fā)組件4、電源組件5通過在樁體I內(nèi)置的卡槽固定在樁體I內(nèi)。所述測試管理組件2包括單片機(jī)6，單片機(jī)6分別與電位測量組件3、無線信號收發(fā)組件4、電源組件5電連接。所述電位測量組件3包括工頻信號隔離電路7和模數(shù)轉(zhuǎn)換器8，工頻信號隔離電路7輸入電位信號，工頻信號隔離電路7輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器8輸入端電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器8輸出端與測試管理組件2的單片機(jī)6電連接，所述無線信號收發(fā)組件4包括:發(fā)射模塊9與接收模塊12信號連接，發(fā)射模塊9通過串口與測試管理組件2的單片機(jī)6電連接。所述樁體I為塑料樁體。
[0024]參照圖3，所述測試管理組件2的單片機(jī)6采用型號為AT89C2051的單片機(jī)。AT89C2051是一種低電位、高性能COMS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含2k bytes的只讀程序存儲器和128bytes的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲器，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元。具有15根I/O 口，兩個(gè)16位定時(shí)器，一個(gè)五向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行口，一個(gè)精密模擬比較器以及兩種可選的軟件節(jié)電工作方式。
[0025]參照圖4，所述電位測量組件3的工頻信號隔離電路7包括電容C23?26，電感L5、L6和放電管G電連接。工頻信號隔離電路7可以除去變電站接地裝置上工頻電流對腐蝕電位測量的干擾，還可以防止雷擊電流及變電站故障大電流對測試樁的損壞。
[0026]參照圖5，所述電位測量組件3的模數(shù)轉(zhuǎn)換器8采用型號為AD7705模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，AD7705模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與晶體振蕩器Yl和去耦電容C22電連接。AD7705模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片作為變電站接地裝置陰極保護(hù)測試樁的模擬信號與數(shù)字信號轉(zhuǎn)換核心，AD7705模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與晶體振蕩器Yl和去耦電容C22電連接可連續(xù)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，具有高分辨率、優(yōu)良的抗噪聲性能以及低電壓低功耗的特點(diǎn)。
[0027]參照圖6和7，所述無線信號收發(fā)組件4的發(fā)射模塊9包括第一晶振SAW，電阻R1，電容C4，電感L1、L2，三極管Q1、Q2和發(fā)射天線ANT電連接。所述無線信號收發(fā)組件4的接收模塊12包括型號為3310A的芯片，第二晶振SAW，電阻R2?R7，電容C5?C20，電感L3，三極管Q3和接收天線ANT連接連接。發(fā)射模塊9接收由測試管理組件2的單片機(jī)6發(fā)送的工作指令，發(fā)送采集到的電位信號，在變電站場地范圍內(nèi)可以準(zhǔn)確的接收和發(fā)送無線信號。
[0028]參照圖8，所述電壓調(diào)節(jié)模塊10包括極性電容El?2、電容Cl?2電連接。電壓調(diào)節(jié)模塊10可以將由電池11輸入的電壓進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后的電壓可以適應(yīng)不同模塊對電壓的不同需要。電池11可為蓄電池、干電池或鋰離子電池。
[0029]參照圖1-8，在電位測量時(shí)，電位信號經(jīng)過電位測量組件3的工頻信號隔離電路7除去交流電信號對測量的影響，從工頻信號隔離電路7輸出的信號經(jīng)過電位測量組件3的模數(shù)轉(zhuǎn)換器8進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終數(shù)據(jù)進(jìn)入測試管理組件2的單片機(jī)6 ;上述無線信號收發(fā)組件4發(fā)射模塊9和接收模塊12為低功耗元件，適用于變電站復(fù)雜的電磁環(huán)境，用于接收工作指令信號，發(fā)射電位信號；電源組件5的電池11經(jīng)電壓調(diào)節(jié)模塊10輸出電能為變電站接地裝置陰極保護(hù)測試樁的電路供電。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁，它包括電源組件，其特征是，它還包括樁體、測試管理組件、電位測量組件、無線信號收發(fā)組件和電源組件，所述測試管理組件、電位測量組件、無線信號收發(fā)組件、電源組件通過在樁體內(nèi)置的卡槽固定在樁體內(nèi)，所述測試管理組件包括單片機(jī)，單片機(jī)分別與電位測量組件、無線信號收發(fā)組件、電源組件電連接；所述電位測量組件包括工頻信號隔離電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，工頻信號隔離電路輸入電位信號，工頻信號隔離電路輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端電連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端與測試管理組件的單片機(jī)電連接；所述無線信號收發(fā)組件包括:發(fā)射模塊與接收模塊信號連接，發(fā)射模塊通過串口與測試管理組件的單片機(jī)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁，其特征是:所述樁體為塑料樁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁，其特征是:所述測試管理組件的單片機(jī)采用型號為AT89C2051的單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁，其特征是:所述電位測量組件的工頻信號隔離電路包括電容C23?C26，電感L5、L6和放電管G電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁，其特征是:所述電位測量組件的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用型號為AD7705模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，AD7705模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與晶體振蕩器Yl和去耦電容C22電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁，其特征是:所述無線信號收發(fā)組件的發(fā)射模塊包括第一晶振SAW，電阻R1，電容C4，電感L1、L2，三極管Q1、Q2和發(fā)射天線ANT電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站接地裝置的陰極保護(hù)測試樁，其特征是:所述無線信號收發(fā)組件的接收模塊包括型號為3310A的芯片，第二晶振SAW，電阻R2?R7，電容C5?C20，電感L3，三極管Q3和接收天線ANT連接連接。
【文檔編號】C23F13/22GK203593789SQ201320800417
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】張萬友, 郭博聞, 萬瑞軍, 高作學(xué), 韓東, 劉積亮 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)吉林省電力有限公司吉林供電公司