CN104181397A - 带测距功能的接地电阻测量仪及用其测量接地电阻的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带有测距功能的接地电阻测量仪及用其测量接地电阻的方法，该装置包括：测距装置和接地电阻数据处理装置，测距装置包括信号发射、接收、计时、计算、参量设置、第一通讯模块六个模块；接地电阻数据处理装置包括电阻测量、数据存储、输出、数据处理和与第一通讯模块联通的第二通讯模块五个模块。该方法为：测距装置发送和接收信号并计算电极距离，接地电阻数据处理装置计算使电极距离满足额定值范围，电极需移动的最小距离并测量接地电阻值，以及将电极距离和接地电阻值存储并输出。本发明通过精确控制电极距离降低了接地电阻测量误差，在提高接地电阻测量的精确度的同时，既简化了测量步骤，又维护了测量数据的有效性和完整性。

Description

带测距功能的接地电阻测量仪及用其测量接地电阻的方法

技术领域

本发明涉及接地电阻测量领域，尤其涉及一种带有测距功能的接地电阻测量仪及用其测量接地电阻的方法。

背景技术

现有的接地电阻测量仪不带有测距功能，而在实际进行接地电阻测量时，电极距离会影响接地电阻测量的精度。为此，人们通常采用皮尺测量电极距离，参见图1，按GB/T21431-2008标准依据公式                                                和公式设置与的值，需要测量的电极距离普遍在20至200米左右甚至更长，因此加大了接地电阻测量的工作量。在某些场合下，由于地形关系使得皮尺测量变为不可能，只能采用目测法估算电极距离，电极距离不一定满足测量接地电阻的要求，从而使得测量的接地电阻数据变得不可靠。

同时，随着科学技术的高速发展，电力供电网络、通信设备等对于接地的要求越来越高，接地电阻的测量任务也日益繁重，测量电极距离和测量电阻步骤的分离，使得测量工作较为繁杂，测量数据分散。因此在保证测量接地电阻准确性的同时，使用能够既简化测量的操作步骤，提高工作效率，又能够严格地维护测量数据的有效性和完整性的测量装置和测量方法是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种带有测距功能的接地电阻测量仪及用其测量接地电阻的方法，通过确保电极距离测量结果的准确性减小电阻测量结果的误差，并且实现将电极距离的测量结果和接地电阻测量结果一并归入接地电阻测量数据中的目标，在简化了测量步骤的同时，维护了测量数据的有效性和完整性。

本发明的目的可以通过以下装置来实现：

一种带有测距功能的接地电阻测量仪，包括测距装置和接地电阻数据处理装置，其中，所述测距装置包括信号发射，信号接收，计时，计算，参量设置以及第一通讯模块六个子模块；所述接地电阻数据处理装置包括电阻测量、数据存储、输出、数据处理以及与第一通讯模块联通的第二通讯模块五个子模块。

信号发射模块和信号接收模块用于发射和接收测距信号并触发计时模块用于记录信号传输过程中所用的时间，参量设置模块用于设置计算待测物距离所需的参数，计算模块根据计时模块和参数设置模块的数据计算出电极距离，并将结果经由第一通讯模块传输至第二通讯模块，第二通讯模块将所接收的电极距离传输至数据处理模块，经数据处理后传输至数据存储模块。

所述信号发射模块和所述信号接收模块可以发送和接收多种信号，包括电脉冲信号，激光信号，超声波信号，红外信号，可供用户选择。

所述计算模块可根据发送信号的不同使用不同的公式，计算出待测电极的距离，选择电脉冲信号使用的公式为，其中为导线长度，为电脉冲速度，选择其它信号使用的公式为，其中为信号速度。

所述参量设置模块用于接收用户输入的用于所述计算模块所选公式中参数的值，若用户不输入，则针对用户选择的信号不同，为计算模块设定默认值，其中电脉冲信号，激光信号，红外信号默认值为，超声波信号默认值为。

所述第一通讯模块和第二通讯模块可使用有线或无线通讯方式通讯，无线通讯方式包括射频识别，蓝牙，红外，wifi或zigbee。

所述数据处理模块数计算使电极距离满足额定值范围电极需移动的最小距离，并将所述计算结果传输至输出模块。若距离为正数，表示需要向远离接地装置方向移动电极，距离为负数，表示需要向靠近接地装置方向移动电极；若距离为0，则不需要移动电极。

本文所述额定值范围为：接地电阻测量仪测量接地电阻时对于接地装置分别与电流极、电压极的电极距离的额定要求，在满足该额定值范围的情况下，接地电阻测量仪所测得的接地电阻值在可接受的误差范围内，贴近接地电阻的真值。所述接地电阻数据处理中电阻测量模块用于测量接地电阻，并将结果传输至数据存储模块。

数据存储模块用于统一存储测量出的电极距离和接地电阻。

输出模块用于显示数据处理模块计算结果和存储模块内的信息。

测距装置设置于接地电阻测量仪壳体外，也可设置于接地电阻测量仪壳体内。

使用上述有测距功能的接地电阻测量仪测量电阻的方法，具体包括如下内容：

步骤一：接地装置与接地电阻测量仪相连，接地电阻测量仪分别与电压极、电流极相连，在接地装置、电压极、电流极分别设置有与大地相连的探针，从而接地装置、电压极与大地以及接地装置、电流极与大地均可形成闭合回路；其中，接地装置处设置有接地电阻测量仪，接地装置、电压极、电流极位于同一直线，测距装置设置于接地电阻测量仪壳体外部，可接受接地装置处返回的测距信号；

步骤二：用户选择测距信号并选择测量电流极距离，以电脉冲信号为例，测量开始；

步骤三： 设置于测距装置的信号发射模块向电流极发出电脉冲信号，同时计时模块记录信号发出时间；

步骤四：信号至电流极后经由探针与大地进行传导，返回至设置于测距装置的信号接收模块，由设置于测距装置的计时模块记录信号接收时间；

步骤五：参数设置模块提示用户计算模块使用公式计算电流极与接地装置之间的距离，其中为导线长度，为电脉冲速度，默认为。用户根据提示输入导线长度和电脉冲速度，由参量设置模块为计算模块提供参数，其中电脉冲速度可以不输入，则参量设置模块提供默认值；

步骤六：计算模块计算接地装置与电流极之间的电极距离，并将结果经由第一通讯模块传输至第二通讯模块，由第二通讯模块将结果传输至数据处理模块；

步骤七：数据处理模块计算使电极距离满足额定值范围，电极所需移动的最小距离并将电极距离传输至数据存储模块，用户根据计算结果调整电流极；

步骤八：依照上述方法测量接地装置与电压极间的电极距离并确定电压极位置；

步骤九：电阻测量模块测量接地电阻，并将测量结果传输至数据存储模块；

步骤十：输出模块将存储模块内的信息显示给用户。

其中，上述方法中位于接地装置处的测距装置也可以设置于接地电阻测量仪壳体内，由于接地电阻测量仪与接地装置位于同一位置，所测得结果即为接地装置到电极点间的电极距离，测量方法包括如下内容：

步骤一：接地装置与接地电阻测量仪相连，接地电阻测量仪与电压极、电流极相连，在接地装置、电压极、电流极分别设置有与大地相连的探针,从而接地装置、电压极与大地以及接地装置、电流极和大地均可形成闭合回路；其中，接地装置、电压极、电流极位于同一直线，测距装置设置于接地电阻测量仪壳体内, 接地电阻测量仪位于接地装置处；

步骤二：用户选择测距信号并选择测量电流极距离，以除电脉冲外的其它信号为例，并开始测量；

步骤三：设置于测距装置的信号发射模块向电流极发出信号，同时计时模块记录信号发出时间；

步骤四：信号遇电流极处障碍物返回至测距装置的信号接收模块，由设置于测距装置的计时模块记录信号接收时间；

步骤五：参数设置模块提示用户计算模块使用公式计算电流极与接地装置之间的距离，其中为信号在空气中传播的速度，用户根据提示输入速度值，由参量设置模块为计算模块提供参数，若不输入，则参数模块提供默认值；

步骤六：计算模块计算接地装置与电流极之间的电极距离，并将结果经由第一通讯模块传输至第二通讯模块，由第二通讯模块将结果传输至数据处理模块；

步骤七：数据处理模块计算使电极距离满足额定值范围，电极所需移动的最小距离并将电极距离传输至数据存储模块，用户根据计算结果调整电流极；

步骤八：依照上述方法测量接地装置与电压极间的电极距离并确定电压极位置；

步骤九：电阻测量模块测量接地电阻，并将测量结果传输至数据存储模块；

步骤十：输出模块将存储模块内的信息显示给用户。

上述方法中测量电流极和电压极的顺序可以任意选择。

实施本发明，具有如下有益效果：

与现有技术相比，本发明为接地电阻仪扩充了测距功能，在测距过程中为用户提供了多种选择，可以保障在电极距离准确的情况下进行精确的电阻测量，距离的测量是由接地电阻测量仪统一完成，所得结果一并归入接地电阻测量数据，可更加有效地保证接地电阻测量的严肃性和真实性。

附图说明

图1是测量接地电阻时电极布置图；

图2是测量接地电阻的原理接线图；

图3是接地电阻测量仪模块结构示意图；

图4是测量接地电阻的流程图；

图5是测距装置设置于接地电阻测量仪壳体外部的测距示意图；

图6是测距装置设置于接地电阻测量仪壳体内部的测距示意图。

其中:G-被测接地装置；P-测量用的电压极；C-测量用的电流极；E-测量用的工频电源；A-交流电流表；V-交流电压表；D-被测接地装置的最大对角线长度；I-接地电阻测量仪；M-测距装置。

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，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

参见图2，在接地电阻的测量方法中设置有电流极C和电压极P，而接地装置G与电流极C的距离和接地装置与电压极P的距离直接影响测量精度，因此，准确的测量电极距离和是非常必要的。本发明即利用接地电阻测量仪准确地测量出和，根据测量接地电阻要求调整和，并将测量结果与电阻测量结果一并作为测量点数据进行存储和输出，从而保证测量数据的有效性和完整性。

本发明带有测距功能的接地电阻测量仪实施例，参见图3，该图为接地电阻测量仪的结构示意图。

接地电阻测量仪包括测距装置和接地电阻数据处理装置，其中，所述测距装置包括信号发射，信号接收，计时，计算，参量设置以及第一通讯模块六个子模块；所述接地电阻数据处理装置包括电阻测量、数据存储、输出、数据处理以及与第一通讯模块联通的第二通讯模块五个子模块。

信号发射模块和信号接收模块用于发射和接收测距信号并触发计时模块用于记录信号传输过程中所用的时间，参量设置模块用于设置计算待测物距离所需的参数，计算模块根据计时模块和参数设置模块的数据计算出电极距离，并将结果经由第一通讯模块传输至第二通讯模块，第二通讯模块将所接收的电极距离传输至数据处理模块，经数据处理后传输至数据存储模块。

所述信号发射模块和所述信号接收模块可以发送和多种信号，包括电脉冲信号，激光信号，超声波信号，红外信号，可供用户选择。

所述计算模块可根据发送信号的不同使用不同的公式，计算出待测电极的距离，选择电脉冲信号使用的公式为，其中为导线长度，为电脉冲速度，选择其它信号使用的公式为，其中为信号速度。

所述参量设置模块用于接收用户输入的用于所述计算模块所选公式中参数的值，若用户不输入，则针对用户选择的信号不同，为计算模块设定默认值，其中电脉冲信号，激光信号，红外信号默认值为，超声波信号默认值为。

所述第一通讯模块和第二通讯模块可使用有线或无线通讯方式通讯，无线通讯方式包括射频识别，蓝牙，红外，wifi或zigbee。

所述数据处理模块数计算使电极距离满足额定值范围电极需移动的最小距离，并将所述计算结果传输至输出模块。若距离为正数，表示需要向远离接地装置方向移动电极，距离为负数，表示需要向靠近接地装置方向移动电极；若距离为0，则不需要移动电极。

所述接地电阻数据处理中电阻测量模块用于测量接地电阻，并将结果传输至数据存储模块。

数据存储模块用于统一存储测量出的电极距离和接地电阻。

输出模块用于显示数据处理模块计算结果和存储模块内的信息。

测距装置设置于接地电阻测量仪壳体外，也可设置于接地电阻测量仪壳体内。

此外，本发明还提供了使用上述有测距功能的接地电阻测量仪测量电阻的方法，本实施例包括以下步骤，参见图4。

步骤一：接地装置G与接地电阻测量仪I相连，接地电阻测量仪I与电压极P、电流极C相连，在接地装置G、电压极P、电流极C分别设置有与大地相连的探针Lc，从而接地装置G、电压极P与大地以及接地装置G、电流极C和大地均可形成闭合回路；其中，接地装置G、电压极P、电流极C位于同一直线，接地装置G处设置有接地电阻测量仪I，测距装置M设置于接地电阻测量仪I壳体外部，与接地电阻测量仪I可以以有线或无线方式进行通讯，本实施例使用无线方式通讯，具体为蓝牙通讯，并可接受接地装置G处返回的测距信号；

步骤二：用户选择测距信号并选择测量电流极距离，以电脉冲信号为例，并开始测量；

步骤三： 设置于测距装置M的信号发射模块向电流极发出电脉冲信号，同时计时模块记录信号发出时间；

步骤四：信号至电流极C后经由探针与大地进行传导，返回至设置于测距装置M的信号接收模块，由设置于测距装置M的计时模块记录信号接收时间；

步骤五：参数设置模块提示用户计算模块已经选择公式计算电流极C与接地装置G之间的距离，其中为导线长度，为电脉冲速度，默认为。用户根据提示输入导线长度和电脉冲速度，由参量设置模块为计算模块提供参数，其中电脉冲速度可以不输入，则参量设置模块提供默认值；

步骤六：计算模块计算接地装置G与电流极C之间的电极距离，并将结果经由第一通讯模块传输至第二通讯模块，由第二通讯模块将结果传输至数据处理模块；

步骤七：数据处理模块计算使电极距离满足额定值范围，电极所需移动的最小距离并将电极距离传输至数据存储模块，用户根据计算结果调整电流极C；

步骤八：依照上述方法测量接地装置G与电压极P间的电极距离并确定电压极P位置；

步骤九：电阻测量模块测量接地电阻，并将测量结果传输至数据存储模块；

步骤十：输出模块将存储模块内的信息显示给用户。

作为本发明测量方法的另一个实施例，参见图6，测量步骤如下：

步骤一：接地装置G与接地电阻测量仪I相连，接地电阻测量仪I与电压极P、电流极C相连，在接地装置G、电压极P、电流极C分别设置有与大地相连的探针Lc，从而接地装置G、电压极P与大地以及接地装置G、电流极C和大地均可形成闭合回路；其中，接地装置G、电压极P、电流极C位于同一直线，测距装置M设置于接地电阻测量仪I壳体内部, 接地电阻测量仪I位于接地装置G处，测距装置M可以与接地电阻测量仪I采用有线或无线通讯方式通讯，本实施例采用有线通讯方式；

步骤二：用户选择测距信号并选择测量电流极距离，以除电脉冲外的其它信号为例，本实施例采用激光信号，并开始测量；

步骤三：设置于测距装置M的信号发射模块向电流极发出信号，同时计时模块记录信号发出时间；

步骤四：信号遇电流极处障碍物返回至测距装置M的信号接收模块，由设置于测距装置M的计时模块记录信号接收时间；

步骤五：参数设置模块提示用户计算模块公式计算电流极C与接地装置G之间的距离，其中为信号在空气中传播的速度。用户根据提示输入速度值，由参量设置模块为计算模块提供参数，若不输入，则参数模块提供默认值，激光为；

步骤六：计算模块计算接地装置与电流极之间的电极距离，并将结果经由第一通讯模块传输至第二通讯模块，由第二通讯模块将结果传输至数据处理模块；

步骤七：数据处理模块计算使电极距离满足额定值范围，电极所需移动的最小距离并将电极距离传输至数据存储模块，用户根据计算结果调整电流极C；

步骤八：依照上述方法测量接地装置G与电压极P间的电极距离并确定电压极位置；

步骤九：电阻测量模块测量接地电阻，并将测量结果传输至数据存储模块；

步骤十：输出模块将存储模块内的信息显示给用户。

在上述测量方法两个实施例中，测量电流极C与接地装置G的距离以及电压极P与接地装置G距离的顺序可以任意选择。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种带有测距功能的接地电阻测量仪，其特征在于，包括测距装置和接地电阻数据处理装置，

其中，所述测距装置包括信号发射模块，信号接收模块，计时模块，计算模块，参量设置模块以及第一通讯模块；所述接地电阻数据处理装置包括电阻测量模块，数据存储模块、数据处理模块、输出模块以及与所述第一通讯模块联通的第二通讯模块；

    信号发射模块和信号接收模块分别用于发射和接收测距信号并触发计时模块记录信号传输过程中所用的时间，参量设置模块用于设置计算待测物距离所需的参数，计算模块用于根据计时模块和参数设置模块的数据计算出电极距离，并将结果经第一通讯模块传输至第二通讯模块；

    所述第二通讯模块用于将所接收的电极距离传输至数据处理模块，所述数据处理模块用于计算使电极距离满足额定值范围电极需移动的最小距离，并将所述计算结果传输至输出模块，所述电阻测量模块用于在所述电极距离满足额定值范围的情况下测量接地电阻值，所述数据存储模块用于存储电极距离及接地电阻值，所述输出模块用于输出数据处理模块的计算结果和数据存储模块内的信息。

2.根据权利要求1所述的接地电阻测量仪，其特征在于，所述测距装置与接地电阻数据处理装置为一体设置。

3.根据权利要求1所述的接地电阻测量仪，其特征在于，所述测距装置和接地电阻数据处理装置为分开设置。

4.根据权利要求2或3所述的接地电阻测量仪，其特征在于，所述第一通讯模块和第二通讯模块之间通过有线或无线通讯方式通讯，所述无线通讯方式为射频识别、蓝牙、红外、WIFI或zigbee。

5.根据权利要求4所述的接地电阻测量仪，其特征在于，所述测距信号为电脉冲信号、激光信号、超声波信号或红外信号。

6.根据权利要求5所述的接地电阻测量仪，其特征在于，所述计算模块调用与所述测距信号相匹配的计算公式计算电极距离。

7.一种测量接地电阻的方法，其特征在于，采用如权利要求1-6中任意一项所述的带有测距功能的接地电阻测量仪测量接地电阻，包括如下步骤：

    S1、将接地装置与接地电阻测量仪、电压极、电流极通过导线连接，并在接地装置、电压极、电流极处设置与大地相连的探针，接地电阻测量仪位于接地装置处；

    S2、接地电阻测量仪发送和接收测距信号，并记录信号传输所用的时间；

    S3、根据测距信号传输时间及其它测量电极距离所需参数计算出接地装置分别与电流极、电压极之间的电极距离；

    S4、计算使所述电极距离满足额定值范围，电压极或电流极需移动的最小距离d；

    若d≠0，则根据所述最小距离值d调整当前电压极或电流极的位置，然后返回步骤S2，

    若d=0，则不需要移动当前电压极或电流极的位置，直接执行步骤S5；

    S5、接地电阻测量仪测量接地电阻。

8. 根据权利要求7的测量接地电阻的方法，其特征在于，步骤S1中接地装置、电流极、电压极位于同一直线。

9. 根据权利要求7-8中任意一项的测量接地电阻的方法，其特征在于，所述步骤S5之后还包括，所述接地电阻测量仪输出所测得的接地电阻值以及接地装置分别与电流极、电压极之间的电极距离值。

10.根据权利要求7-9中任意一项的测量接地电阻的方法，其特征在于：所述接地电阻测量仪包括测距装置和接地电阻数据处理装置；所述测距装置用于测量接地装置分别与电流极、电压极之间的电极距离；所述接地电阻数据处理装置用于判断所述电极距离是否满足额定值范围，并在满足额定值范围的情况下测量接地电阻值；

    所述测距信号为电脉冲信号、激光信号、超声波信号或红外信号。