CN104181399A - 水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置，包括测量表、漂浮固定线、防水漂浮引线、辅助电压极、辅助电流极和2个防水震动浮箱；辅助电压极、辅助电流极分别固定在2个防水震动浮箱的底部，测量表分别通过防水漂浮引线与辅助电压极和辅助电流极连接。该装置能够直接用于检测水中构筑物或建筑物的接地电阻的阻值，测量误差小，结构简单、成本低，重量轻，便于携带。另外，本发明提供的接地电阻测试方法，可以直接检测水中构筑物或建筑物的接地电阻的阻值，测试方法简单，快捷，操作简单，易于学习掌握，解决了现有技术中水中构筑物或建筑物接地电阻如何测量的难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置及方法。
背景技术
随着经济社会发展，水中建（构）筑物逐渐增多。例如跨海、跨江、跨湖大桥，海上钻井平台，江、跨湖中休闲建筑，岛礁建筑等。而水中建（构）筑物的防雷接地装置是其防雷工程中最重要的环节之一，无论直击雷防护、闪电电涌侵入防护还是雷击电磁脉冲防护，最终均通过接地装置把雷电流导入大地。而衡量水中建（构）筑物防雷接地装置接地效果最直接的标准是接地电阻的大小，所以接地电阻的实测是检验接地装置设计和施工的一个重要手段。但水中建（构）筑物远离陆地，如何对其进行接地电阻测量，在目前涉及的接地电阻测量规范中没有明确规定，也没有相应的测试装置及方法，因此水中构筑物或建筑物接地电阻只能通过接地装置的接地电阻计算公式来估算，存在比较大的误差，并且不能真正代表水中构筑物或建筑物接地电阻，尤其是不能真正反映水中构筑物或建筑物接地电阻随着使用年限的延长，环境变化对其影响而发生的变化。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明所解决的技术问题是怎样提供一种测量误差小、适用于水中构筑物或建筑物测量的电阻测试装置。
本发明的另一个目的还在于提供一种水中构筑物或建筑物接地电阻测试方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置，包括测量表、漂浮固定线、防水漂浮引线、辅助电压极、辅助电流极和2个防水震动浮箱；所述辅助电压极、辅助电流极分别固定在2个防水震动浮箱的底部，所述测量表具有电阻接线端口、电压极接线端口和电流极接线端口，测量表的电压极接线端口和电流极接线端口分别通过防水漂浮引线与辅助电压极和辅助电流极连接，其电阻接线端口连接有防水漂浮引线；辅助电压极通过漂浮固定线与辅助电流极连接。
作为上述方案的进一步优化，还包括计算机，所述测量表还包括通讯模块，通讯模块的输出端通过有线或无线方式与计算机连接，用于将测量表测得的数据上传给计算机。
作为上述方案的进一步优化，所述测量表的通讯模块为GPRS模块、CDMA无线网络模块、RS-232模块或RS-485模块，测量表通过GPRS、CDMA无线网络、RS-232或RS-485的方式与所述计算机通讯。
作为上述方案的进一步优化，所述辅助电压极、辅助电流极均为直径为8mm，长度20cm的金属棒，金属棒的材质为不锈钢、镀锌钢、铜包钢或铜。
作为上述方案的进一步优化，所述漂浮固定线采用直径为6mm～12mm的高分子聚乙烯绳制成，且在高分子聚乙烯绳上每隔10m的位置固定有漂浮板。
作为上述方案的进一步优化，所述防水漂浮引线的横截面积为2.5mm2，且为由聚乙烯包皮的铜芯线，防水漂浮引线上每隔5m的位置固定有漂浮板。
作为上述方案的进一步优化，所述防水震动浮箱具有一长50cm、宽50cm、高30cm的矩形的盒体，所述盒体包括上端开口的盒体主体和盖板，盖板与盒体主体的上端开口处密封；盒体主体的内腔中固定有偏心陀螺、滑动变阻器和电源；电源与偏心陀螺的电源输入端相连接，形成供电回路；滑动变阻器连接在该供电回路中。
一种水中构筑物或建筑物接地电阻测试方法，利用上述的水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置实现，包括如下步骤：
1）将被测水中构筑物或建筑物作为被测对象，将测量表上连接的设有辅助电压极或辅助电流极的2个防水震动浮箱放置在被测对象所处的水域中，使得防水震动浮箱漂浮在水面上，且辅助电压极和辅助电流极浸在水中；将测量表中电阻接线端口连接出来的防水漂浮引线连接至被测对象中接地装置的接地电阻的测试点；辅助电压极的位置、辅助电流极的位置与接地电阻的测试点的位置按照直线三极布线法布置；
2）根据实际情况分别设置防水震动浮箱的震动级别，模拟水域中不同风浪的情况下，辅助电压极、辅助电流极在水中的震幅；通过测量表测得防水震动浮箱在不同的震动级别下，被测对象中接地装置的接地电阻的阻值。
作为上述电阻测试方法的进一步优化，所述步骤2后还包括以下步骤：
3）在计算机上安装自动测试软件，自动测试软件用于设置测量的时间间隔，每当时间间隔到达时，自动测试软件对测量表上传的数据进行存储，并以统计报表或图形的方式显示输出。
作为上述电阻测试方法的进一步优化，所述“辅助电压极的位置、辅助电流极的位置与接地电阻的测试点的位置按照直线三极布线法布置”具体为：辅助电压极的位置、辅助电流极的位置与接地电阻的测试点的位置整体位于同一直线上，辅助电流极与接地电阻的测试点之间的间距 为，为所述被测对象中接地装置的最大对角线长度；辅助电压极与接地电阻的测试点之间的间距为。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明提供的水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置，能够直接用于检测水中构筑物或建筑物的接地电阻的阻值，测量误差小，结构简单、成本低，重量轻，便于携带。
2、本发明提供的水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置，测量表和计算机之间的数据传输方式灵活，测量表可以根据实际情况选择RS-232/RS-485有线通讯方式、移动通信GPRS/CDMA方式传送给计算机。
3、本发明提供的水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置，由于测量数据自动传输到计算机中，便于计算机后期通过软件客观定量分析测量数据，得出水中构筑物或建筑物接地性能。
4、本发明提供的水中构筑物或建筑物接地电阻测试方法，可以直接检测水中构筑物或建筑物的接地电阻的阻值，测试方法简单，快捷，操作简单，易于学习掌握，解决了现有技术中水中建（构）筑物接地电阻如何测量的难题。
附图说明
图1是本发明电阻测试装置的结构示意图。
图2是本发明电阻测试装置中接地电阻的测试点，辅助电压极、辅助电流极的位置布置图。
具体实施方式
如图1、图2所示，水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置，包括测量表4，漂浮固定线8，防水漂浮引线1、2、3，辅助电压极P，辅助电流极C和2个防水震动浮箱9；所述辅助电压极P、辅助电流极C分别固定在2个防水震动浮箱9的底部，所述测量表4具有电阻接线端口、电压极接线端口和电流极接线端口，测量表的电压极接线端口和电流极接线端口分别通过防水漂浮引线与辅助电压极P和辅助电流极C连接，其电阻接线端口连接有防水漂浮引线；辅助电压极P通过漂浮固定线8与辅助电流极C连接。
该接地电阻测试装置适用于检测水中构筑物或建筑物的接地电阻，使用时，可以使防水震动浮箱漂浮在对面上，且辅助电压极P、辅助电流极C浸在水中，测量表4的电阻接线端口与被测的接地电阻相连，利用水的导电性来完成测量表测量接地电阻的过程。该接地电阻测试装置能够直接用于检测水中构筑物或建筑物的接地电阻的阻值，解决了现有技术中利用接地装置的接地电阻计算公式来估算接地电阻阻值，存在误差大的缺陷。具有测量误差小，结构简单、成本低，重量轻，便于携带的优点。其中，测量表4可以是成熟的数字式接地电阻测试仪现有产品，例如日本共立公司生产的电池供电方式4105A型数字式接地电阻测试仪。测量表4还可以在成熟的数字式接地电阻测试仪产品中增加了测试信号采集模块、数据处理及控制模块、数据传输模块及电源模块。增加这些模块使数字式接地电阻测试仪具备了连续、自动测试功能，还可根据实际情况灵活选择220/110V交流、9V直流电池、太阳能电池供电方式。整个接地电阻测试装置的电源可根据实际情况选择220/110V交流、9V直流电池或太阳能电池供电方式。
为了方便工作人员分析水中构筑物或建筑物接地性能。还包括计算机7，所述测量表4还包括通讯模块，通讯模块的输出端通过有线或无线方式与计算机7连接，用于将测量表4测得的数据上传给计算机7。由于测量数据自动传输到计算机中，计算机后期通过软件客观定量分析测量数据，得出水中构筑物或建筑物接地性能。
所述测量表4的通讯模块为GPRS模块、CDMA无线网络模块、RS-232模块或RS-485模块，测量表4通过GPRS、CDMA无线网络、RS-232或RS-485的方式与所述计算机7通讯。这样，测量表和计算机之间的数据传输方式灵活，具体的通讯方式可根据实际情况确定。并且，GPRS模块、CDMA模块、RS-232模块或RS-485模块均为现有成熟产品，容易获得。
所述辅助电压极P、辅助电流C极均为直径为8mm，长度20cm的金属棒，金属棒的材质为不锈钢、镀锌钢、铜包钢或铜。这样能确保辅助电压极P、辅助电流极C在防水震动浮箱9内的部分不被湿润。
所述漂浮固定线8采用直径为6mm～12mm的高分子聚乙烯绳制成，且在高分子聚乙烯绳上每隔10m的位置固定有漂浮板。高分子聚乙烯绳具有高强力，耐冲击、耐腐蚀，耐磨损，耐挠曲、耐光照、耐水，柔韧性和抗疲劳性好，不易与其他材料粘接的优点，直径为6mm～12mm即能保证整个漂浮固定线重量轻，价格低，又能够漂浮在水上，使用寿命长。漂浮板用于更好地保证漂浮固定线漂浮在水上。
所述防水漂浮引线1、2、3的横截面积为2.5mm2，且为由聚乙烯包皮的铜芯线，防水漂浮引线上每隔5m的位置固定有漂浮板。采用这种材质的防水漂浮引线，具有不易被酸、碱腐蚀，柔软性好、不易被折断，具有良好的电气绝缘性能和防水性能；选取2.5mm2的横截面积使得防水漂浮引线在满足测量的需求条件下重量比较轻，成本低，并且使用方便耐用。漂浮板用于更好地保证防水漂浮引线漂浮在水上。
所述防水震动浮箱9具有一长50cm、宽50cm、高30cm的矩形的盒体，所述盒体包括上端开口的盒体主体和盖板，盖板与盒体主体的上端开口处密封；盒体主体的内腔中固定有偏心陀螺、滑动变阻器和电源；电源与偏心陀螺的电源输入端相连接，形成供电回路；滑动变阻器连接在该供电回路中。这样，通过改变滑动变阻器的阻值，来改变偏心陀螺的输入电源，从而改变偏心陀螺震动的程度。其偏心陀螺的震动可模拟水域中无风浪、小风浪、中风浪、大风浪等不同风浪对辅助电压极P、辅助电流极C在水中的震幅。
一种水中构筑物或建筑物接地电阻测试方法，利用上述水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置实现，包括如下步骤：
1）将被测水中构筑物或建筑物10作为被测对象，将测量表上连接有辅助电压极P或辅助电流极C的2个防水震动浮箱9放置在被测对象所处的水域中，使得防水震动浮箱9漂浮在水面11上，且辅助电压极P和辅助电流极C浸在水中；将测量表4中电阻接线端口连接出来的防水漂浮引线连接至被测对象中接地装置的接地电阻的测试点G；辅助电压极P的位置、辅助电流极C的位置与接地电阻的测试点G的位置按照直线三极布线法布置；其中测量表4可以放置在船12上，方便测量；
2）根据实际情况分别设置防水震动浮箱的震动级别，模拟水域中不同风浪的情况下，辅助电压极P、辅助电流极C在水中的震幅；通过测量表4测得防水震动浮箱在不同的震动级别下，被测对象中接地装置的接地电阻的阻值。
在水中使用直线三极布线法，电流能通过水体形成回路，便能测出接线电阻。利用接地电阻检测装置，该方法可以直接检测水中构筑物或建筑物的接地电阻的阻值，测试方法简单，快捷，操作简单，易于学习掌握，解决了现有技术中水中建（构）筑物接地电阻如何测量的难题。
如需要增加计算机进行数据管理，所述步骤2后还包括以下步骤：
3）在计算机4上安装自动测试软件，自动测试软件用于设置测量的时间间隔，每当时间间隔到达时，自动测试软件对测量表上传的数据进行存储，并以统计报表或图形的方式显示输出。
所述“辅助电压极P的位置、辅助电流极C的位置与接地电阻的测试点G的位置按照直线三极布线法布置”具体为：辅助电压极P的位置、辅助电流极C的位置与接地电阻的测试点G的位置整体位于同一直线上，辅助电流极C与接地电阻的测试点G之间的间距为，为所述被测对象中接地装置13的最大对角线长度；辅助电压极P与接地电阻的测试点G之间的间距为。采用直线三极布线法测量水中构筑物或建筑物接地电阻时，能够使其接地电阻测量更加准确，误差更小。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置，其特征在于，包括测量表、漂浮固定线、防水漂浮引线、辅助电压极、辅助电流极和2个防水震动浮箱；所述辅助电压极、辅助电流极分别固定在2个防水震动浮箱的底部，所述测量表具有电阻接线端口、电压极接线端口和电流极接线端口，测量表的电压极接线端口和电流极接线端口分别通过防水漂浮引线与辅助电压极和辅助电流极连接，其电阻接线端口连接有防水漂浮引线；辅助电压极通过漂浮固定线与辅助电流极连接。
2.如权利要求1所述的水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置，其特征在于，还包括计算机，所述测量表还包括通讯模块，通讯模块的输出端通过有线或无线方式与计算机连接，用于将测量表测得的数据上传给计算机。
3.根据权利要求2所述的水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置，其特征在于：所述测量表的通讯模块为GPRS模块、CDMA无线网络模块、RS-232模块或RS-485模块，测量表通过GPRS、CDMA无线网络、RS-232或RS-485的方式与所述计算机通讯。
4.根据权利要求1所述的水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置，其特征在于，所述辅助电压极、辅助电流极均为直径为8mm，长度20cm的金属棒，金属棒的材质为不锈钢、镀锌钢、铜包钢或铜。
5.根据权利要求1所述的水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置，其特征在于，所述漂浮固定线采用直径为6mm～12mm的高分子聚乙烯绳制成，且在高分子聚乙烯绳上每隔10m的位置固定有漂浮板。
6.根据权利要求1所述的水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置，其特征在于：所述防水漂浮引线的横截面积为2.5mm2，且为由聚乙烯包皮的铜芯线，防水漂浮引线上每隔5m的位置固定有漂浮板。
7.根据权利要求1所述的水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置，其特征在于，所述防水震动浮箱具有一长50cm、宽50cm、高30cm的矩形的盒体，所述盒体包括上端开口的盒体主体和盖板，盖板与盒体主体的上端开口处密封；盒体主体的内腔中固定有偏心陀螺、滑动变阻器和电源；电源与偏心陀螺的电源输入端相连接，形成供电回路；滑动变阻器连接在该供电回路中。
8.一种水中构筑物或建筑物接地电阻测试方法，其特征在于，利用权利要求1所述的水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置实现，包括如下步骤：
1）将被测水中构筑物或建筑物作为被测对象，将测量表上连接的设有辅助电压极或辅助电流极的2个防水震动浮箱放置在被测对象所处的水域中，使得防水震动浮箱漂浮在水面上，且辅助电压极和辅助电流极浸在水中；将测量表中电阻接线端口连接出来的防水漂浮引线连接至被测对象中接地装置的接地电阻的测试点；辅助电压极的位置、辅助电流极的位置与接地电阻的测试点的位置按照直线三极布线法布置；
2）根据实际情况分别设置防水震动浮箱的震动级别，模拟水域中不同风浪的情况下，辅助电压极、辅助电流极在水中的震幅；通过测量表测得防水震动浮箱在不同的震动级别下，被测对象中接地装置的接地电阻的阻值。
9.根据权利要求8所述的水中构筑物或建筑物接地电阻测试模拟方法，其特征在于，所述步骤2后还包括以下步骤：
3）在计算机上安装自动测试软件，自动测试软件用于设置测量的时间间隔，每当时间间隔到达时，自动测试软件对测量表上传的数据进行存储，并以统计报表或图形的方式显示输出。
10.根据权利要求8所述的水中构筑物或建筑物接地电阻测试装置，其特征在于，所述“辅助电压极的位置、辅助电流极的位置与接地电阻的测试点的位置按照直线三极布线法布置”具体为：辅助电压极的位置、辅助电流极的位置与接地电阻的测试点的位置整体位于同一直线上，辅助电流极与接地电阻的测试点之间的间距 为，为所述被测对象中接地装置的最大对角线长度；辅助电压极与接地电阻的测试点之间的间距为。
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