本发明涉及变电站，具体为一种变电站接地网埋地多参量传感检测系统、装置。
背景技术：
1、接地网作为电气系统的重要组成部分，扮演着至关重要的角色，由一系列导体组成，这些导体与地面紧密连接，以确保电流的安全导入地下，通常，接地网的设计考虑了周围环境、土壤条件以及系统所处的地理位置等因素，在实际应用中，接地网不仅仅是简单地将电流引入地下，它还承担着多重职责，首先，它提供了一个安全的通道，将系统中的电荷释放到大地中，从而降低了电气系统过电压造成的危险。其次，接地网对于减少雷击和短路问题的风险至关重要，通过将电流引入地面，它能够稳定系统电位，防止过电压对设备和人员的伤害。因此，变电站接地网是电力系统高压一次设备基本的过电压防护装置，当变电站一次设备遭受雷击或者短路故障时，瞬态冲击电流通过接地引下线和埋地接地网泄放到变电站的土壤介质中，以热能和少量光能的形式将冲击电流能量释放，保证电力一次设备高压端的电位限制在安全范围之内。电力部门在实际运维中尽可能地保证变电站接地网的关键运行参数，进而保证变电站人员和设备的安全。
2、现阶段传统的接地网埋地常规测试方法不易于全面评估土壤环境的多个参数，从而无法准确判断接地网的运行状态和接地性能，尤其是变电站接地网的地电位和腐蚀状态等关键参量，这导致了在一些环境条件下变电站接地网可能无法达到设计要求，存在一定的安全隐患。其次，当前对雷电或者短路电流冲击后，变电站接地网是否符合标准的评估存在一定的主观性和不足，传统的测试方法缺乏综合性的数据处理和评估机制，可能导致对接地网运行状态的误判，这使得实际运行的变电站接地网性能未能得到有效监测和调整。
3、受制于变电站接地网的埋地施工方式和运行条件，变电站接地网进行测试时，通常需要挖开变电站接地网然后切断接地网取样，然后测量该段接地体的各项参数。这种测量方式往往会破坏接地网的整体性能，检测效率低，并且破坏了接地体与土壤的接触状态，较大的空气间隙增大了接地电阻。因此，研制一种变电站接地网埋地多参量传感检测系统、装置具有较好的实际应用价值，该装置不仅不破坏变电站接地网的整体性，并且可极大地提高了变电站接地网的检测效率和检测精度，实现变电站接地网的免挖无损实时检测。
技术实现思路
1、解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种变电站接地网埋地多参量传感检测系统、装置，解决了背景技术中提到的问题。
3、技术方案
4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：包括集成检测模块、数据采集模块、数据可视化模块、数据处理模块和埋地评估模块；
5、所述集成检测模块通过集成传感器组，对需要安装接地网的埋地进行实时检测，获取综合埋地环境数据，同时通过雷电冲击发生器，对埋地进行雷电冲击测试，通过集成传感器组，实时检测雷电冲击测试过程中，土壤的雷电冲击数据；
6、所述数据采集模块通过对所检测到的综合埋地环境数据和雷电冲击数据集，进行分类汇总，生成第一数据集和第二数据集，并将第一数据集和第二数据集发送至，数据可视化模块，进行数据转换为可视化数据实时表；
7、所述数据处理模块包括第一处理单元、第二处理单元和第三相关联处理单元，所述第一处理单元用于依据第一数据集，提取土壤环境数据集、土壤电导数据集和电场环境数据集，无量纲处理后，进行分析计算获取土壤环境系数thxs、土壤电导系数ddxs和电场环境系数hjxs，再由第二处理单元依据第二数据集，提取雷电冲击数据集，无量纲处理后，进行分析计算获取雷电冲击系数ljxs；再由所述第三相关联处理单元用于将土壤环境系数thxs、土壤电导系数ddxs和电场环境系数hjxs进行汇总分析，生成综合埋地环境数据mdxs，并将综合埋地环境数据mdxs与雷电冲击系数ljxs进行相关联，生成综合检测系数jcxs；
8、所述综合埋地环境数据mdxs和雷电冲击系数jsxs通过以下公式获取：
9、；
10、；
11、式中，a1、a2和a3表示土壤环境系数thxs、土壤电导系数ddxs和电场环境系数hjxs的预设比例系数，且，a1≠a2，0＜a1＜0.65，0＜a2＜0.74，0＜a3＜0.55，其具体值由用户调整设置，a表示第一修正常数；
12、ldr表示土壤电容率，lqd表示土壤电场强度，lwc表示电位差，lmd表示电流密度，ljd表示介电常数；
13、所述埋地评估模块用于预设第一评估阈值r与综合埋地环境数据mdxs，进行初步对比评估，并生成相关评估结果，同时预设第二评估阈值t与综合检测系数jcxs进行对比评估，并生成相关评估结果。
14、优选的，所述集成检测模块包括第一检测单元和第二检测单元，用于预设集成传感器组，分别用于对接地网埋地的综合埋地环境数据和雷电冲击数据进行实时检测；
15、所述第一检测单元包括第一集成传感器组、第二集成传感器组和第三集成传感器组，用于实时检测综合埋地环境数据；
16、所述第一集成传感器组包括土壤含水量传感器、土壤温度传感器、土壤盐分含量传感器、土壤ph值传感器和土壤含氧量传感器；
17、所述第二集成传感器组包括红外线光谱仪、x射线衍射仪、激光粒度仪、原子吸收光谱仪和硫化物电极；
18、所述第三集成传感器组包括电导率传感器、电阻率测量仪、极化电极传感器、电磁辐射仪和频谱分析仪；
19、所述第二检测单元包括第四集成传感器组，用于实时检测雷电冲击数据，所述第四集成传感器组包括电容率仪器、电场传感器、电位差测量仪、电流传感器和介电常数测试仪。
20、优选的，所述数据采集模块用于对所采集到的综合埋地环境数据和雷电冲击数据，进行无量纲后，分类汇总生成第一数据集和第二数据集；
21、所述第一数据集包括土壤环境数据集、土壤电导数据集和电场环境数据集；
22、所述土壤环境数据集包括土壤含水量ths、土壤温度twd、土壤中的盐分含量tyf、土壤ph值tph和土壤含氧量thy；
23、所述土壤电导数据集包括土壤中的有机物含量dyj、土壤中的矿物含量dkw、土壤颗粒体积dtj、土壤硫化物含量dlh和土壤中的金属含量djs；
24、所述电场环境数据集包括电导率hdd、电阻率hdz、电极化率hdj、接地电极的数量hjd、电磁辐射值hfs和无线电频率hpl；
25、所述第二数据集包括雷电冲击数据集，所述雷电冲击数据集包括电容率ldr、电场强度lqd、电位差lwc、电流密度lmd和介电常数ljd；
26、将所采集到的第一数据集和第二数据集发送至数据可视化模块。
27、优选的，所述数据可视化模块用于设置可视化计算机装置，设置wi-fi作为传感器与计算机之间的通信协议，将传感器与计算机进行硬件连接，使用传感器制造商提供的传感器api来读取传感器数据，将传感器读取到的数据通过mysql存储在计算机上，并对存储的数据进行数据清洗和统计分析，同时选择powerbi作为可视化工具，利用选定的可视化工具，将处理过的数据转换成图表、图形和报表，设置自动化脚本和定时任务，实现传感器数据定期更新，并相应地更新可视化报表。
28、优选的，所述第一处理单元包括土壤环境数据处理单元、土壤电导数据处理单元和电场环境数据处理单元；
29、所述土壤环境数据处理单元用于依据第一数据集中的土壤环境数据集，无量纲处理后，进行分析计算获取土壤环境系数thxs；
30、所述土壤环境系数thxs通过以下公式获取；
31、。
32、优选的，所述土壤电导数据处理单元用于依据第一数据集中的土壤电导数据集，无量纲处理后，进行分析计算获取土壤电导系数ddxs；
33、所述土壤电导系数ddxs通过以下公式获取；
34、。
35、优选的，所述电场环境数据处理单元用于依据第一数据集中的电场环境数据集，无量纲处理后，进行分析计算获取电场环境系数hjxs；
36、所述电场环境系数hjxs通过以下公式获取；
37、。
38、优选的，所述第三相关联处理单元用于将第一处理单元计算处理，所获取的土壤环境系数thxs、土壤电导系数ddxs和电场环境系数hjxs，无量纲处理后综合检测系数jcxs获取综合埋地环境数据mdxs，并将综合埋地环境数据mdxs与雷电冲击系数ljxs进行相关联，生成综合检测系数jcxs；
39、所述综合检测系数jcxs通过以下公式获取；
40、；
41、式中，b1和b2分别表示综合埋地环境数据mdxs和雷电冲击系数jsxs的预设比例系数，且，0＜b1＜0.73，0＜b2＜0.86，其具体值由用户调整设置，b表示第二修正常数。
42、优选的，所述埋地评估模块包括第一评估单元和第二评估单元；
43、所述第一评估单元用于预设第一评估阈值r与第一处理单元，所获取的综合埋地环境数据mdxs，进行初级对比评估，并获取相应的评估结果，具体评估方案如下；
44、当埋地环境数据mdxs＞第一评估阈值r时，则表示当前测量的接地网埋地土壤电导性能和周围电磁环境，适合接地网的建设，则生成第一评估结果，并启动二级评估机制；
45、当埋地环境数据mdxs≤第一评估阈值r时，则表示当前测量的接地网埋地土壤电导性能和周围电磁环境，不适合接地网的建设，此时通过灌溉和施肥来维持适宜的土壤条件，同时使用盐耐受性强的植物，进行土壤调理来改善土壤结构，并将接地网的框架构建为合适的电极类型的布置方式；
46、所述第二评估单元用于预设第二评估阈值t与综合检测系数jcxs，进行二级评估，并生成相应的评估结果；
47、当综合检测系数jcxs＞第二评估阈值t时，则表示当前接地网埋地受到雷电冲击测试后，埋地出现异常，此时选择导电铜作为接地网的构建材料，同时使用扁平带状电极，并通过专业的工程师设计合适的接地系统，最后将接地网的接地电极深度提高50%；
48、当综合检测系数jcxs≤第二评估阈值t时，则表示当前接地网埋地受到雷电冲击测试后，埋地处于正常状态，此时则生成第二评估结果。
49、一种变电站接地网埋地多参量传感检测装置，包括以下装置：雷电冲击发生器、集成传感器组、传感器api和计算机；
50、所述雷电冲击发生器用于对接地网埋地测试的目的是评估接地系统在雷电冲击条件下的性能，并选择电压幅值为十千伏、电流幅值十千安和冲击次数50次，作为雷电冲击测试装置；
51、所述集成传感器组用于在接地网埋地，周边布设若干传感器设备，分别对接地网埋地的土壤、周边电磁环境和雷击测试后的数据，进行实时检测；
52、所述传感器api用于集成传感器组与计算之间交互的接口，通过计算机应用程序实时监测和响应物理世界的变化；
53、所述计算机用于将集成传感器组所检测到的综合埋地环境数据和雷电冲击数据，进行实时采集，并通过计算机技术，将所采集到的数据生成可视化报表。
54、有益效果
55、本发明提供了一种变电站接地网埋地多参量传感检测系统、装置。具备以下有益效果：
56、（1）该系统通过实时监测接地网埋地的多项参数，综合考虑了土壤环境、电场环境以及雷电冲击数据，从而实现了全方位的接地网埋地进行评估，通过对这些关键参数进行深入的数据分析，系统能够及时发现潜在的问题，并提前发出预警信号，为电力设施运行的安全性提供了强有力的支持，通过系统的综合分析，不仅可以识别当前接地系统的性能状况，从而降低潜在的设备故障风险，保障电力系统的持续运行，系统的实时监测和数据分析功能还为运维人员提供了免开挖直接观测变电站接地网运行状态的途径，通过系统生成的可视化报表，运维人员能够迅速了解系统的运行状态，更好地制定运维计划，提高设备的整体可靠性。
57、（2）该系统通过所提供的一系列参数和评估结果为用户提供了深入了解接地系统性能的机会。这些详细的数据不仅能够反映系统当前状态，还能够揭示出潜在的问题和性能瓶颈，用户可以根据这些数据，有针对性地调整土壤环境、电场环境等因素，以优化接地系统的整体设计，用户可以根据具体需求和环境条件，调整系统中的土壤环境系数thxs、土壤电导系数ddxs、电场环境系数hjxs和雷电冲击系数ljxs，这种个性化的调整不仅有助于提高接地系统的可靠性和稳定性，还能够满足不同应用场景下的特殊需求，确保系统在各种工作条件下都能够表现出色。
58、（3）该系统通过数据可视化和综合评估，为运维人员提供了智能化的决策支持。基于实时采集的数据，系统可以自动判断接地系统的状态，生成相应的评估结果和建议。这有助于运维人员迅速做出决策，减少人工干预，提高运维效率，并确保接地系统在不同环境条件下的稳定性。
1.一种变电站接地网埋地多参量传感检测系统，其特征在于：包括集成检测模块、数据采集模块、数据可视化模块、数据处理模块和埋地评估模块；
2.根据权利要求1所述的一种变电站接地网埋地多参量传感检测系统，其特征在于：所述集成检测模块包括第一检测单元和第二检测单元，用于预设集成传感器组，分别用于对接地网埋地的综合埋地环境数据和雷电冲击数据进行实时检测；
3.根据权利要求1所述的一种变电站接地网埋地多参量传感检测系统，其特征在于：所述数据采集模块用于对所采集到的综合埋地环境数据和雷电冲击数据，进行无量纲后，分类汇总生成第一数据集和第二数据集；
4.根据权利要求3所述的一种变电站接地网埋地多参量传感检测系统，其特征在于：所述数据可视化模块用于设置可视化计算机装置，设置wi-fi作为传感器与计算机之间的通信协议，将传感器与计算机进行硬件连接，使用传感器制造商提供的传感器api来读取传感器数据，将传感器读取到的数据通过mysql存储在计算机上，并对存储的数据进行数据清洗和统计分析，同时选择powerbi作为可视化工具，利用选定的可视化工具，将处理过的数据转换成图表、图形和报表，设置自动化脚本和定时任务，实现传感器数据定期更新，并相应地更新可视化报表。
5.根据权利要求1所述的一种变电站接地网埋地多参量传感检测系统，其特征在于：所述第一处理单元包括土壤环境数据处理单元、土壤电导数据处理单元和电场环境数据处理单元；
6.根据权利要求5所述的一种变电站接地网埋地多参量传感检测系统，其特征在于：所述土壤电导数据处理单元用于依据第一数据集中的土壤电导数据集，无量纲处理后，进行分析计算获取土壤电导系数ddxs；
7.根据权利要求5所述的一种变电站接地网埋地多参量传感检测系统，其特征在于：所述电场环境数据处理单元用于依据第一数据集中的电场环境数据集，无量纲处理后，进行分析计算获取电场环境系数hjxs；
8.根据权利要求1所述的一种变电站接地网埋地多参量传感检测系统，其特征在于：所述第三相关联处理单元用于将第一处理单元计算处理，所获取的土壤环境系数thxs、土壤电导系数ddxs和电场环境系数hjxs，无量纲处理后综合检测系数jcxs获取综合埋地环境数据mdxs，并将综合埋地环境数据mdxs与雷电冲击系数ljxs进行相关联，生成综合检测系数jcxs；
9.根据权利要求1所述的一种变电站接地网埋地多参量传感检测系统，其特征在于：所述埋地评估模块包括第一评估单元和第二评估单元；
10.一种变电站接地网埋地多参量传感检测装置，包括上述权利要求1~9任一项所述的一种变电站接地网埋地多参量传感检测系统，其特征在于：包括以下装置：雷电冲击发生器、集成传感器组、传感器api和计算机；
