1.立项背景 接地网属于地下隐蔽工程，很难对运行后接地体的锈蚀情况进行直观的检查和状态评价。目前主要是采用接地电阻等测试，但由于接地网采用网状结构，除非设备的接地引下装置与地网彻底断开，或地网已大面积严重腐蚀断裂，否则也难以反映地网的连通及锈蚀状况。在实际工程应用中，由于接地网故障点的测量手段比较单一，常根据土壤腐蚀率，同时还必须依托变电站接地网设计拓扑图，只能凭经验估计接地网导体的运行状态及腐蚀程度，然后开挖检查，这种方法带有盲目性，工作量大、速度慢，并且还受到现场运行条件等因素的限制，不能准确地判断接地网实际状态、导体腐蚀程度和断点，此外，每次接地网的开挖检修都不可避免地带来经济损失，给实际操作带来困难。 图1 项目总体思路 为了解决这一难题，项目组将地球物理领域的瞬变电磁法应用于接地网状态检测中，开拓了接地网状态检测新途径。研究成果总体思路如图1所示。 2.技术原理及使用方法 针对变电站接地网进行基于瞬变电磁法的无损检测和故障诊断。测量前宜优先结合接地网设计图确定测线及测点。当接地网设计图缺失时，可首先实施接地网3D视电阻率结构，然后确定测线及测点。检测过程流程如图2所示。 图2 接地网瞬变电磁检测流程图 3.功能效果 （1）提出的接地网瞬变电磁视电阻率成像、恒压钳位高速关断、跨环消耦技术均为国内外首创，且达到国际领先水平。 （2）研制的高精度陡脉冲瞬变电磁场源，实现了高速线性关断，关断时间优于国内外主流瞬变电磁系统指标。 （3）研制的接地网瞬变电磁检测装置，首次解决了将瞬变电磁法用于接地网超浅层探测中的两大技术难题：高速关断、发射接收去耦，具备优良的超浅层探测能力。 （4）提出的基于GABP神经网络的瞬变电磁视电阻率计算方法，实现了接地网视电阻率的高效计算和快速成像，时间消耗小于0.5秒，远小于传统的迭代算法所消耗的时间。 4.创新亮点 （1）提出了基于瞬变电磁视电阻率成像的接地网状态检测方法，实现了基于视电阻率成像的接地网腐蚀状态的直接判断，具有免开挖、非接触的特点。 （2）研制了接地网瞬变电磁检测装置。提出了恒压钳位高速关断和跨环消耦技术，研制了关断延时短、高灵敏度的接收发射一体机，解决了接地网腐蚀瞬变电磁超浅层探测的难题。 （3）提出了基于GABP神经网络的瞬变电磁视电阻率计算方法，实现了高效计算和快速成像。 （4）提出了瞬变电磁视电阻率成像的接地网腐蚀程度评价方法，通过比对完好接地网的视电阻率单网格基准特征值，实现了接地网腐蚀程度的量化评价，建立了状态评价模型。 5.实施应用前后效益情况 人力成本按60元/（人•小时）计算，传统方式每个变电站预计投入人数平均为12人，预计时长平均为48小时，预计投入3.4万元。使用本成果每个变电站预计投入人数2人，预计投入时长3小时，预计投入0.036万元。节约支出达98.9%。 6.推广价值及范围 项目成果成功实现了瞬变电磁成像技术在接地网腐蚀状态检测评价的工程应用，对提升电力安全生产水平有积极促进作用，具有极高的推广价值： （1）提高供电可靠性，服务地方经济社会发展。避免电力系统发生故障时因接地网腐蚀而发生的电力设备损坏，对保障电力系统安全运行具有重要意义，避免了停电带来的巨大经济损失和可能造成的严重社会影响。 （2）提高接地网检修工作效率。改善了开挖检查带有盲目性、效率低的现状，与传统测试加开挖检查相比，提升工作效率90%以上，降低接地网检修费用支出。 （3）推动智能运检技术发展，开拓了接地网状态检测新途径，实现了基于视电阻率成像的接地网腐蚀状态的直接判断。 有望在国网公司系统内如省级电科院、检修公司和供电公司等电网运维单位，系统外如南方电网公司、发电集团和设计院等单位进行推广应用。