《DLT 2026-2019高压直流接地极监测系统通 用技术规范》专题研究报告

《DL/T2026-2019高压直流接地极监测系统通用技术规范》专题研究报告目录通用技术规范如何重塑行业标准与工程应用的统一性?深度剖析接地极本体参数监测的精密传感网络构建全解析核心解码土壤温湿度与接地极腐蚀监测的数据可靠性如何保障?疑点澄清从数据采集到主站通信的全链路架构设计与安全性考量系统集成双碳目标下,接地极监测技术如何支撑新型电力系统?趋势展望高压直流接地极安全为何成为国家战略新基建的命脉?专家视角未来五年,智能化监测系统将如何颠覆传统运维模式?前瞻预测入地电流与跨步电压实时监测的难点与创新解决方案重点聚焦大数据与云平台在接地极状态评估中的前沿应用实践热点追踪监测系统的工程验收、运行维护与全生命周期管理策略实施指南01020304050607081009专家视角：高压直流接地极安全为何成为国家战略新基建的命脉？接地极是直流输电系统能量泄放的“唯一通道”01高压直流输电系统中，接地极是构成电流回路的必备环节，尤其是在单极大地回线运行方式下，它承担着数千安培直流电流的持续入地任务。一旦接地极失效，整个输电系统将面临停运风险，严重影响区域电网的供电可靠性与能源跨区调配能力。因此，其安全性直接关系到国家“西电东送”等重大能源战略的实施。02深层土壤环境变化引发的不可逆安全风险持续大电流注入地下，会引发接地极周边土壤电、热、化学等多物理场的复杂耦合效应，导致土壤电解、温升、接地电阻变化乃至金属构件腐蚀。这些变化是缓慢且不可逆的，若不通过精密监测提前预警，可能累积成如接地电阻剧增、热点烧蚀等灾难性故障，威胁极址周边设施与生态环境安全。12从“被动防护”到“主动感知”的国家标准升维DL/T2026-2019的出台，标志着我国对接地极的管理思路从传统依赖设计冗余和定期检修的“被动防护”，转向基于实时数据驱动的“主动感知与预警”。该标准强制要求建立系统性监测，正是为了将接地极这一隐蔽工程转化为可视、可控、可预测的智能基础设施，从而将其安全等级提升至国家战略新基建的维度。12深度剖析：通用技术规范如何重塑行业标准与工程应用的统一性？终结“数据孤岛”：统一监测参数与数据格式的顶层设计01本标准首次系统性地规定了必须监测的参数体系，包括电流、电压、温度、湿度、腐蚀等。更重要的是，它对数据的采集频率、精度、传输协议和存储格式提出了统一要求。这从根本上解决了以往各工程监测项目自成体系、数据无法互联互通和横向对比的“孤岛”困境，为行业大数据分析奠定了基础。02划定性能底线：明确传感器、设备与系统的技术要求规范对监测系统所用传感器的测量范围、准确度等级、环境适应性进行了详细规定，同时对数据采集单元、通信设备的可靠性、抗干扰能力提出了明确指标。这为设备制造商提供了清晰的产品研发准绳，也为工程建设单位的设备选型与招标提供了权威依据，有效杜绝了因设备性能参差不齐导致的监测失效。规范工程全流程：从设计选型到安装调试的标准化指南01标准不仅关注监测结果，更深入到了工程实施层面。它对接地极监测系统的设计原则、设备布置方案、安装工艺、调试及验收流程进行了规范。这种全流程的标准化，确保了不同设计院、不同施工单位承建的项目都能达到一致的、可靠的监测系统建设质量，极大提升了行业的整体工程水平。02前瞻预测：未来五年，智能化监测系统将如何颠覆传统运维模式？从“阈值报警”到“趋势预警”的AI算法模型演进当前的监测多以超限报警为主，属于事后响应。未来，基于本标准积累的规范化海量数据，结合人工智能算法，系统将能实现趋势预测与早期故障诊断。例如，通过分析接地电阻的微小变化趋势和土壤温升速率，模型可以在故障发生前数周甚至数月发出预警，实现预测性维护，彻底改变“定期检查、坏了再修”的传统模式。“数字孪生”技术构建接地极全息健康档案利用监测数据，可以构建与物理接地极同步仿真、镜像映射的“数字孪生体”。该孪生体能实时反映地下电、热、化学场的三维分布，并可模拟在不同运行工况、极端天气下的状态演变。运维人员可在数字世界中进行“假设分析”和应急演练，为决策提供超前、直观的科学支撑，极大提升运维的精准性与前瞻性。云端协同与区域级接地极群智能调度初现端倪01随着多条直流工程落地，同一区域可能出现多个接地极。未来的智能化监测平台将不止服务于单一接地极，而是基于云平台实现区域数据汇聚与协同分析。系统可评估各接地极的“健康度”和“疲劳程度”，在电网调度中为选择最优的接地极运行方式提供建议，实现接地极资源的优化配置与协同保障，提升区域电网整体韧性。02核心解码：接地极本体参数监测的精密传感网络构建全解析入地电流的高精度、宽范围测量技术与抗干扰部署入地电流是监测的核心。标准要求采用高精度零磁通直流传感器或分流器，测量范围需覆盖从毫安级的不平衡电流到额定数千安培电流。传感器的安装位置需避开强电磁干扰，测量回路需做好屏蔽与隔离。对于双极运行系统，需精确测量中性线电流；对于单极大地回路运行，则需直接测量经接地极注入大地的总电流。接地电阻/电位分布的分布式测量网络布设策略01接地电阻是衡量接地极性能的关键指标。规范推荐采用“电流-电压法”进行在线或周期性测量。为此，需在接地极外围辐射方向上的多个地理坐标点，布设远方电位极和电流极，构成测量网络。布设距离和方向需严格计算，以避开地表电位畸变区，确保测量结果的代表性，真实反映整个接地极的散流性能。02跨步电压与地表电位梯度的网格化监测与安全预警01为保障极址周边人畜与设施安全，必须监测地表电位梯度（跨步电压）。标准要求在地面构筑物、道路、农田等关键区域，以网格化方式布设地表电位监测点。监测数据需与安全限值实时比对，一旦超标立即报警。监测网络的密度需根据地表土壤电阻率分布和公众活动频繁程度进行差异化设计，实现重点区域全覆盖。02重点聚焦：入地电流与跨步电压实时监测的难点与创新解决方案强电磁环境下微弱信号提取与长线传输噪声抑制在高压直流接地极附近，存在极强的工频、直流及谐波电磁场，对监测微电压、微电流信号构成严重干扰。解决方案包括：采用差分放大、光电隔离技术的前端信号调理电路；使用铠装屏蔽双绞线或光纤传输信号；在软件层面采用数字滤波（如自适应滤波、小波变换）算法，从噪声中精准提取有效信号。土壤不均匀性与季节变化对跨步电压监测的影响校正A地表土壤电阻率受地质结构、含水量、温度影响显著，呈现空间不均匀性和时间（季节）变化性。这导致跨步电压分布并非恒定。创新的解决方案是建立“土壤电阻率辅助监测网络”，同步监测不同深度的土壤电阻率变化，并利用这些数据对跨步电压的测量值或预警阈值进行动态修正，使安全评估更符合实际情况。B雷击与故障暂态过程对监测设备的防护与数据记录要求接地极可能遭受雷击或电网故障引起的暂态大电流冲击。标准要求监测设备具备足够的暂态过电压和过电流耐受能力。同时，数据采集单元需配备高速缓存，能够以毫秒级采样率记录暂态过程的完整波形。这些暂态数据对于分析接地极的动态特性、评估冲击损伤以及研究地中电流扩散机理具有极高价值。疑点澄清：土壤温湿度与接地极腐蚀监测的数据可靠性如何保障？深部土壤多参数传感单元的封装、标定与长期稳定性挑战将温湿度传感器埋设于数米至数十米深的地下，面临高压、潮湿、腐蚀的严酷环境。保障数据可靠性的关键在于：采用全密封、耐腐蚀的金属铠装封装；在实验室进行温度、湿度、压力耦合条件下的精确标定；进行长期老化与漂移测试，并在监测算法中引入漂移补偿模型，定期进行现场数据校验与比对。腐蚀监测的“电化学指纹”技术与参比电极的可靠性管理金属腐蚀速率监测通常采用电化学方法，如线性极化电阻法或电化学阻抗谱。其难点在于长期埋地的参比电极电位稳定性。解决方案是采用固态长效参比电极，并设置多电极冗余监测点。通过定期对比不同方法（如失重法挂片）的监测结果，校准电化学监测数据，形成可靠的“腐蚀指纹”数据库，实现腐蚀状态的定量评估。点状测量数据与全场状态反演之间的模型桥梁构建土壤温湿度和腐蚀监测点毕竟是离散的，如何反映整个接地极区域的整体状态？这需要借助地质模型和数值计算。将离散点的监测数据作为边界条件或校正点，输入到接地极的电磁-热-流-化学多场耦合仿真模型中，通过反演计算，推演出整个地下场的连续分布状态，从而由“点”知“面”，提升监测的系统性和可靠性。热点追踪：大数据与云平台在接地极状态评估中的前沿应用实践多源异构监测数据的融合清洗与特征工程处理01接地极监测数据包括时序数据（电流、电压）、空间数据（电位分布）、环境数据（温湿度）等多源异构数据。云平台的首要任务是对这些数据进行融合、清洗（剔除异常值）、对齐（时间同步）和特征提取。例如，从电流时序数据中提取均值、波动率、谐波分量等特征，为后续高级分析提供高质量的数据原料。02基于机器学习的接地极健康状态分级与剩余寿命预测1利用历史与实时数据，可以训练机器学习模型（如随机森林、支持向量机、深度学习网络）来评估接地极健康状态。模型将多个监测参数作为输入特征，输出健康评分或分级（如健康、关注、预警、危险）。更进一步，结合腐蚀速率、温升历史等数据，可以构建退化模型，预测接地极关键部件的剩余使用寿命，指导经济性更换。2云边协同架构下的实时分析与就地快速响应机制1完全依赖云端处理可能存在延迟。前沿实践采用“云-边协同”架构。在监测现场部署边缘计算网关，负责进行数据的本地预处理、实时阈值判断和快速报警（如跨步电压超标），实现毫秒级响应。同时，将聚合后的数据上传至云端，进行更复杂的大数据分析和长期趋势研判。这种架构兼顾了实时性与智能性。2系统集成：从数据采集到主站通信的全链路架构设计与安全性考量分层分布式数据采集系统的冗余与自愈设计标准推荐采用分层分布式架构。现场层由各监测点的智能传感器或采集单元组成；站控层设在极址控制室，汇集各现场层数据；主站层位于远端调度中心。关键节点（如站控层服务器、主干通信链路）必须采用双机热备或环网冗余设计，确保任一单点故障不影响系统整体功能，具备网络自愈能力。适应复杂地形的多模式混合通信网络组建策略01接地极场区范围广、地形复杂，可能涉及山地、农田、水域。通信网络需因地制宜，采用混合模式：核心数据回传可采用光纤专网（高可靠）；广阔区域的数据汇集可采用无线专网（如LTE、LoRa）；偏远单点可采用卫星通信作为备用。网络设计必须满足数据实时性、带宽和覆盖范围要求，并考虑未来扩展性。02满足电力监控系统安全防护规定的纵深防御体系1监测系统属于电力监控系统的一部分，必须严格遵守“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的防护原则。系统需部署工业防火墙、单向隔离装置、加密认证装置等设备，在主站与站控层之间实现纵向加密认证。同时，建立严格的身份鉴别、访问控制和操作审计日志，构成从边界到核心的纵深防御安全体系。2实施指南：监测系统的工程验收、运行维护与全生命周期管理策略分阶段验收：工厂验收、现场调试与系统试运行考核01工程验收应分三步：首先，在设备出厂前进行工厂验收，测试单设备功能与性能；其次，在现场安装完毕后进行系统调试与现场验收，测试系统集成功能、测量准确度和通信稳定性；最后，进入不少于三个月的试运行期，考核系统在真实环境下的长期稳定性、可靠性，并出具试运行报告，作为最终验收依据。02标准化运行维护规程与周期性现场巡检校准制度必须制定详细的运行维护规程，包括日常监控、定期巡检、设备保养、故障处理流程。关键传感器（如电流互感器、参比电极）需建立定期校准制度，校准周期根据设备特性和运行稳定性确定。巡检应包括设备外观检查、接地检查、电源检查、数据比对等，并形成标准化巡检记录，确保系统持续处于良好状态。全生命周期成本管理与技术更新迭代规划01将监测系统视为资产，进行全生命周期成本管理，涵盖初期投资、运行维护、升级改造直至报废处理。应根据技术发展周期（如5-8年），规划系统的软硬件更新迭代路线图。例如，逐步将旧传感器更换为更智能、低功耗的物联网传感器，将本地服务器迁移至云平台。通过持续投入，保持监测系统的先进性和有效性。02趋势展望：双碳目标下，接地极监测技术如何支撑新型电力系统？适应高比例新能源接入的间歇性、波动性接地运行需求01随着风电、光伏等波动性电源通过直流外送比例增加，接地极的运行工况将更具间歇性和随机性，启停更频繁，电流波动更大。这对监测系统的动态响应特性、宽量程适应能力提出了更高要求。监测技术需能精准捕捉快速变化的暂态过程，评估频繁投切对接地极热稳定性和腐蚀加速效应的影响。02为“多直流落点”地区接地极资源共享与优化运行提供数据基石01在受端负荷中心，可能出现多个直流工程接地极集中布局的