阅读说明：本技术 稳定型冻土厚度监测装置 (Stable type thickness of frozen earth layer monitoring device ) 是由 王明玉 于 2018-05-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了稳定型冻土厚度监测装置,包括冻土厚度监测电极、监测辅助电极、电流和电压采样电路、主控系统和测量电源；所述监测辅助电极包括电流辅助电极和2根电压辅助电极,所述电压辅助电极包括第一电压辅助电极和第二电压辅助电极；所述电流辅助电极通过测量电源与电流和电压采样电路的电流通道相连,所述电压辅助电极连接在电流和电压采样电路的电压通道上；所述冻土厚度监测电极成绝缘结构且外套设有多个金属电极,所述金属电极上设置有与主控系统相连的引线；所述电流和电压采样电路连接在主控系统上；所述测量电源上连接有浪涌泄放电路。其可靠性高。(The invention discloses stable type thickness of frozen earth layer monitoring devices, including thickness of frozen earth layer monitoring electrode, monitoring auxiliary electrode, electric current and voltage sampling circuit, master control system and measurement power supply；The monitoring auxiliary electrode includes electric current auxiliary electrode and 2 voltage auxiliary electrodes, and the voltage auxiliary electrode includes first voltage auxiliary electrode and second voltage auxiliary electrode；The electric current auxiliary electrode is connected by measuring power supply with the current channel of electric current and voltage sampling circuit, and the voltage auxiliary electrode is connected on the voltage channel of electric current and voltage sampling circuit；Thickness of frozen earth layer monitoring electrode is arranged with multiple metal electrodes at insulation system and outside, and the lead being connected with master control system is provided on the metal electrode；The electric current and voltage sampling circuit are connected in master control system；Surge circuit is connected on the measurement power supply.Its reliability is high.)

稳定型冻土厚度监测装置

技术领域

本发明涉及电力接地系统测量领域，具体涉及稳定型冻土厚度监测装置。

背景技术

由于环境温度变化大，造成该区域上层土壤存在季节性冻结现象，冻结后在上层土壤中形成高土壤电阻率层，而且与非冻结情况相比，该层的土壤电阻率在不同的季节相差数十到数百倍，从而造成地网接地电阻在不同的季节差异非常大。地网安全的主要指标为接地电阻、跨步电压、接触电压，土壤冻结将造成接地电阻上升，接地电阻增大会造成地网电位上升，从而引起跨步电压与接触电压增大，危及人员与设备安全。因此，监测季节性冻土地区的冻土层厚度对确保变电站运行安全有非常重要的意义。

季节性冻土厚度的监测属于过电压防护与接地的范畴。目前尚无该类型监测设备。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供稳定型冻土厚度监测装置。

本发明通过下述技术方案实现：

稳定型冻土厚度监测装置，包括冻土厚度监测电极、监测辅助电极、电流和电压采样电路、主控系统和测量电源；其中：

所述监测辅助电极包括电流辅助电极和2根电压辅助电极，所述电压辅助电极包括第一电压辅助电极和第二电压辅助电极；

所述电流辅助电极通过测量电源与电流和电压采样电路的电流通道相连，所述电压辅助电极连接在电流和电压采样电路的电压通道上；

所述冻土厚度监测电极成绝缘结构且外套设有多个金属电极，所述金属电极上设置有与主控系统相连的引线；

所述电流和电压采样电路连接在主控系统上；

所述测量电源上连接有浪涌泄放电路；

所述测量电源包括第一电源模块和第二电源模块，所述第一电源模块、第二电源模块分别通过第一电压检测电路、第二电压检测电路与控制电路相连，所述控制电路根据第一电压检测电路、第二电压检测电路的电压值分别控制第一开关电路、第二开关电路的通断，所述第一电源模块、第二电源模块分别通过第一开关电路、第二开关电路与监测模块相连。

所述浪涌泄放电路包括第一场效应管、第二场效应管、第一电阻、第二电阻和二极管，所述第一场效应管的栅极和漏极、二极管的阴极均连接在电源上，所述第二场效应管的栅极和源极、二极管的阳极均接地，所述第一场效应管的源极依次通过第一电阻、第二电阻与第二场效应管的漏极相连，所述第一电阻、第二电阻的连接端连接在电源模块输出端上。

所述第一场效应管为P沟道场效应管，所述第二场效应管为N沟道场效应管。

所述第一电阻、第二电阻的阻值范围为100欧姆至200欧姆。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过测量地表电压，当测量用的电流极超过冻土层厚度时，地表电压将产生突变，通过检测这种突变，可以判断当前电流极深度位于冻土层与非冻土层的界面，从而计算得到季节性冻土层的厚度。

2、本设备的测量电源上连接有浪涌泄放电路，提高设备测量的可靠性。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

稳定型冻土厚度监测装置，包括冻土厚度监测电极、监测辅助电极、电流和电压采样电路、主控系统和测量电源；其中：

所述监测辅助电极包括电流辅助电极和2根电压辅助电极，所述电压辅助电极包括第一电压辅助电极和第二电压辅助电极；

所述电流辅助电极通过测量电源与电流和电压采样电路的电流通道相连，所述电压辅助电极连接在电流和电压采样电路的电压通道上；

所述冻土厚度监测电极成绝缘结构且外套设有多个金属电极，所述金属电极上设置有与主控系统相连的引线；

所述电流和电压采样电路连接在主控系统上；

所述测量电源上连接有浪涌泄放电路；

所述测量电源包括第一电源模块和第二电源模块，所述第一电源模块、第二电源模块分别通过第一电压检测电路、第二电压检测电路与控制电路相连，所述控制电路根据第一电压检测电路、第二电压检测电路的电压值分别控制第一开关电路、第二开关电路的通断，所述第一电源模块、第二电源模块分别通过第一开关电路、第二开关电路与监测模块相连。

所述浪涌泄放电路包括第一场效应管、第二场效应管、第一电阻、第二电阻和二极管，所述第一场效应管的栅极和漏极、二极管的阴极均连接在电源上，所述第二场效应管的栅极和源极、二极管的阳极均接地，所述第一场效应管的源极依次通过第一电阻、第二电阻与第二场效应管的漏极相连，所述第一电阻、第二电阻的连接端连接在电源模块输出端上。

所述第一场效应管为P沟道场效应管，所述第二场效应管为N沟道场效应管。

所述第一电阻、第二电阻的阻值范围为100欧姆至200欧姆。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。