CN103018571A - 双耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置，电学测量技术领域，包括带有按键与显示屏、串行数据通信接口和M3处理器的微处理器模块（1）；带有功率放大器和阻抗测量芯片、过压保护电路的阻抗测量电路模块（2）；绕有激励线圈和感应线圈的双耦合环形铁磁测量探头（3）和将电池电压转换成功率放大器电源和信号处理电路电源的电源管理模块（4）。本发明所要解决的技术问题是提供一种双耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置，有效满足实际应用的需求。
Description
技术领域
本发明涉及电学测量技术领域，特别是涉及一种双耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置。
背景技术
高压输电杆塔接地的接地状态是否良好与线路抗雷能力、减小雷击跳闸率，确保输电安全有着重要关系。而接地电阻的在线测量，是高压输电杆塔安全监测的重要环节。
目前接地电阻的测量大致分为有辅助电极的三线测量方法和无需辅助测量电极的双耦合测量方法。为便于直接接入待测接地回路，耦合探头做成开口形式，也称为钳形测量法。本发明基于无需辅助测量电极的双耦合（钳形）测量方法。
但是,目前的钳形接地电阻测量仪器多为手持式钳形表，测量装置对测量探头的响应信号，采用多级的模拟放大和滤波技术，不仅电路复杂，且功耗较高。并且仅用于进行现场维护临时测量与检查。满足不了杆塔接地电阻的实时在线监测。
因此，当下需要迫切解决的一个技术问题就是：如何能够提出一种有效的措施，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置，有效满足实际应用的需求。
为了解决上述问题，本发明公开了一种耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置，包括带有按键与显示屏、串行数据通信接口和M3处理器的微处理器模块（1）；带有功率放大器和阻抗测量芯片、过压保护电路的阻抗测量电路模块（2）；绕有激励线圈和感应线圈的耦合磁测量探头（3）和将电池电压转换成功率放大器电源和信号处理电路电源的电源管理模块（4）。
进一步地，微处理器模块（1）与阻抗测量电路模块（2）通过处理器的I2C接口相连接，发送测量命令和接收测量数据。
进一步地，所述阻抗测量电路模块（2）中的测量芯片输出端与功率放大器的输入端相连接，功率放大器的输出端经过压保护电路与耦合磁测量探头（3）的激励线圈（3-1）相连接；阻抗测量电路模块（2）中的测量专用芯片输入端经过过压保护电路与耦合磁测量探头（3）的感应线圈（3-2）相连接，组成一个测量环路。
进一步地，微处理器模块（1）的按键和显示屏直接显示数据。
进一步地，所述显示屏为LCD显示屏。
综上，本发明提供的耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置，能够有效满足实际应用的需求。
附图说明
图1本发明硬件结构框图；
图2本发明处理器电路模块原理图；
图3本发明的阻抗测量模块电路原理图；
图4本发明双耦合环形铁磁测量探头结构示意图；
图5本发明探头过压保护电路示意图；
图6本发明安装示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明硬件框图，该装置包括带有按键、LCD显示屏和串行数据接口和M3处理器的微处理器模块（1）；带有功率放大器和阻抗测量专用芯片组成的，带有过压保护电路的阻抗测量电路模块（2）；绕有激励线圈（3-1）和感应线圈（3-2）的双耦合环形铁磁测量探头（3）和将电池电压转换成功率放大器电源和信号处理电路电源的电源管理模块（4）。
如图2所示，嵌入式处理器由电源模块供电，处理器和阻抗测量芯片之间采用I2C通信接口，控制阻抗测量芯片在不同激励频率下对感应信号进行采集和处理，并将得到的数据经分析处理得到接地电阻数值。
如图3所示，阻抗测量芯片输出的正弦波信号经过隔直和滤波后，再由音频功率放大器进行功率放大，经过差分功率放大后，由图中A端和B端输出。
如图4所示，图中1为激励探头，图中2为响应探头，激励探头和响应探头都是由绕有线圈的高磁导率磁环构成。在测量时，激励探头上加载激励信号，在响应探头上产生感应。即图3中A端和B端与图4中（3-1）的A端和B端相连，将图4中（3-2）的D端接地，而C端与图3中的C端相连。
如图5所示，图中A、B、C、D端分别与图4中的A、B、C、D相连，图中T1、T2、T3、T4是过压保护器件，抑制探头感应的外部雷电等过压干扰，保护板上其他芯片和电路不会受到破坏。
如图6，作为应用实例，本发明所述的方案在杆塔接地电阻在线测试系统上的安装中，当无线模块接到测试命令时，发给本发明模块一个相应的命令，模块启动测试程序进行测量，然后将测试结果以无线通信方式传输到检测中心，实现了接地电阻的在线实时监测。
以上对本发明所提供的耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种双耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置，包括：带有按键与显示屏、串行数据通信接口和M3处理器的微处理器模块（1）；带有功率放大器和阻抗测量芯片、过压保护电路的阻抗测量电路模块（2）；绕有激励线圈和感应线圈的双耦合环形铁磁测量探头（3）和将电池电压转换成功率放大器电源和信号处理电路电源的电源管理模块（4）。
2.如权利要求1所述的双耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置，其特征在于，微处理器模块（1）与阻抗测量电路模块（2）通过处理器的I2C接口相连接，发送测量命令和接收测量数据。
3.如权利要求1所述的耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置，其特征在于，所述阻抗测量电路模块（2）中的测量芯片输出端与功率放大器的输入端相连接，功率放大器的输出端经过压保护电路与双耦合环形铁磁测量探头（3）的激励线圈（3-1）相连接；阻抗测量电路模块（2）中的测量专用芯片输入端经过过压保护电路与双耦合环形铁磁测量探头（3）的感应线圈（3-2）相连接，组成一个测量环路。
4.如权利要求1所述的耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置，其特征在于，微处理器模块（1）的按键和显示屏直接显示数据。
5.如权利要求1所述的耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置，其特征在于，所述显示屏为LCD显示屏。
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