CN101650389A - 输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法及其仪器 - Google Patents
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Abstract
输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法及其仪器。该方法是通过冲击电流发生器产生入射电流注入大地，数据采集装置采集杆塔接地体电压和电流，再用MCU控制板对采集到的数据进行处理与线性放大，求出接地体在标准雷电流作用下的电压响应，得到等效电压um、电流峰值im，最后根据公式Rch＝um/im即得杆塔冲击接地电阻。该设备包括电流极引线接线头、接地装置接线头、可控硅、充电板、倍压发生器、电压采集板、电流采集板、电池和主控板，电流极引线接线头与充电板和倍压发生器连接后接到主控板上，可控硅串联进该电路，电压采集板与电压极引线接线头、接地装置接线头和主控板连接，电流采集板与电流极引线接线头、接地装置接线头和主控板连接，电池直接连到主控板上。
Description
技术领域
本发明涉及杆塔冲击接地电阻测量方法及相关仪器。具体的说是一种易于携带、操作方便、测量准确、抗干扰强的冲击接地电阻测量方法和测量仪器。
背景技术
在本发明提出之前，本领域对冲击接地电阻的测量与计算有以下几种方法：
1.在理论分析的基础上对具体接地装置建立数学物理模型，通过解偏微分方程或者差分方程，从而计算求出该接地装置的冲击接地电阻。这种方法的缺点是建立数学物理模型困难，求解复杂繁琐，而且不同的接地装置有不同的数学物理模型，通用性差，结果无法验证。
2.进行模拟试验，主要针对集中接地体，而且其尺寸小，不能完全模拟真实情况。
3.利用测量得到的工频接地电阻乘以冲击系数，求出冲击接地电阻，由于是利用间接手段求出冲击接地电阻，其结果的可靠性较差。
4.根据经验公式进行估算，虽然计算简单方便，但其缺点是准确性低，只能用于估算。
对应于以上几种测量与计算方法，目前部分高校和科研院所设计的冲击接地电阻测量仪器，产生的冲击电流幅值大多在5A以下，信噪比不高，测量精度不高，主要用作试验研究，尚不具备工程推广应用的条件。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种重量轻、体积小，方便工作人员携带至野外进行实地测量，准确性高、抗干扰能力强的输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法及其仪器。
为实现上述目的，本发明所设计的输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法，包括如下步骤：
通过一个冲击电流发生器产生一个入射电流注入大地，并通过数据采集装置采集杆塔接地体的电压和电流，再用MCU控制板对采集到的数据进行处理与线性放大计算，求出接地体在标准雷电流作用下的电压响应，得到等效的电压um、电流峰值im，最后根据工程定义公式Rch＝um/im，求出该杆塔冲击接地电阻。
进一步地，所述入射电流幅值为80～100A。
为实现上述方法而专门设计的输电线路杆塔冲击接地电阻测量仪，它包括由：电流极引线接线头H 1和H2、接地装置接线头H3和H4、可控硅A、充电板B、倍压发生器C、电压采集板D、电流采集板E、电池F和主控板G组成，其中电流极引线接线头H 1与充电板B和倍压发生器C连接后接到主控板G上形成充电回路，可控硅A串联进该电路控制充放电的断接，电压采集板D连接电压极引线接线头H2和接地装置接线头H3后，再接到主控板G上，电流采集板E连接电流极引线接线头H 1和接地装置接线头H4后，再接到主控板G上，电池F直接连到主控板G上。
进一步地，所述电池(F)为整个测量系统供电。
本发明与现有技术对比，充分显示其优越性在于：
重量轻、体积小，方便工作人员携带至野外进行实地测量，准确性高、抗干扰能力强。
附图说明
图1为本发明的输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法的原理示意图；
图2为本发明的输电线路杆塔冲击接地电阻测量仪的电路集成模块结构示意图。
图中：电流极引线接线头H 1电流极引线接线头H2电流极引线接线头H3电流极引线接线头H4可控硅A 充电板B 倍压发生器C 电压采集板D 电流采集板E 电池F主控板G
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明的输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法的核心部分包括：冲击电流发生器、高速数据采集板、MCU控制板和和数据显示四部分。工作时，通过冲击电流发生装置产生一个测量用的冲击电流注入大地，由数据采集装置即时采集到分压器、分流器上的电压、电流分量，并传送到MCU控制板，进行数据处理，并进行线性放大计算，求出接地体在标准雷电流作用下的电压响应，得到等效的电压um、电流峰值im，最后根据工程定义公式Rch＝um/im，求出该杆塔冲击接地电阻，得到目的数据，最后通过显示装置将计算结果显示出来。
测量中，系统MCU控制板收到测量指令后，根据充电电压默认值控制冲击电流发生器的充电回路对电容器充电。充电完成后断开充电回路，然后触发放电回路产生冲击电流入射接地装置；同时测量部分工作，将经过分流器和分压器以及射随跟踪后的电流电压波形，得到的取样结果存于原始数据区。采样完成后，MCU控制板对采集到的数据进行平滑滤波，然后与标准雷电流波形结合进行卷积运算，求出接地体在标准雷电流作用下的电压响应，将此响应电压的最大值找出，除以标准雷电流最大值，即得杆塔冲击接地电阻值。得出的冲击接地电阻值送LCD显示。若采样得到的电流波形数据或电压波形数据过量程或太小，不利于得到足够高的测量精度，则自动调节充电电压，以得到最高的电阻测量精度。
本发明的输电线路杆塔冲击接地电阻测量仪产生的冲击电流最高幅值可达100A，最大电压幅值可达1000V。冲击电流的波头时间为1μs。其数据采集装置为模拟采集器，采样频率为5MHZ。其使用步骤如下：
1、完全断开被测杆塔塔身与地网的连接；
2、根据三极法进行接线、布线，此时要保证仪器处于关机状态；
3、开机，自检后，按“测量”键进行测量；
4、读取测量值；
5、自动读取三次测试数据，显示平均值。
Claims (4)
1.一种输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法，它是通过一个冲击电流发生器产生一个入射电流注入大地，并通过数据采集装置采集杆塔接地体的电压和电流，再用MCU控制板对采集到的数据进行处理与线性放大计算，求出接地体在标准雷电流作用下的电压响应，得到等效的电压um、电流峰值im，最后根据工程定义公式Rch＝um/im，求出该杆塔冲击接地电阻。
2.根据权利要求1所述的输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法，其特征在于，所述入射电流幅值为80～100A。
3.一种用于实现权利要求1所述方法的输电线路杆塔冲击接地电阻测量仪，其特征在于，它包括由：电流极引线接线头(H1和H2)、接地装置接线头(H3和H4)、可控硅(A)、充电板(B)、倍压发生器(C)、电压采集板(D)、电流采集板(E)、电池(F)和主控板(G)组成，其中电流极引线接线头(H1)与充电板(B)和倍压发生器(C)连接后接到主控板(G)上形成充电回路，可控硅(A)串联进该电路控制充放电的断接，电压采集板(D)连接电压极引线接线头(H2)和接地装置接线头(H3)后，再接到主控板(G)上，电流采集板(E)连接电流极引线接线头(H1)和接地装置接线头(H4)后，再接到主控板(G)上，电池(F)直接连到主控板(G)上。
4.根据权利要求3所述的输电线路杆塔冲击接地电阻测量仪，其特征在于，所述电池(F)为整个测量系统供电。
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