CN109030951A - 一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例示出一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量系统及方法，系统包括罗氏线圈、电压互感器、测试阻抗仪、感应取电模块及后台监控机组成。系统由罗氏线圈采集电流后输出至测试阻抗仪，电压互感器采取电压信号后输出至测试阻抗仪，感应取电模块利用高压线路对地的杂散电容及周围感应电荷经U＝Q/KC感应出的电压供给测试阻抗仪，测试阻抗仪根据欧姆定律得到所需的共享电力铁塔接地网的阻抗值，本申请实施例示出的系统，在线共享电力铁塔接地电阻的数据可以通过物联网的方式直接上传、实现网络监控，有效替代电力铁塔的人工巡检方式，极大地提高检测的效率，另外，关键参数都是通过接触测量得到，保证了测试的精度，大大降低了生产上的难度及成本。

Description

一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量系统及方法

技术领域

本发明涉及电气测量技术领域，特别涉及一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量系统及方法。

背景技术

共享电力铁塔即在电力杆塔上加装通信设备，将光缆、通信基站、移动天线等通信设施附属在输电线路本体上，使电力通道资源获得再利用和综合利用。共享电力铁塔可以有效避免电力企业资源浪费，提高资源利用率。对社会公共资源而言，“一塔(杆)多用”能够极大节约土地资源，避免重复建设、重复投资。

共享电力铁塔，建立在室外，在多雨季节，雷击过电压造成线路故障很频繁发生。众所周知，为保证高压输电线路安全稳定运行，减少雷击带来的危害，共享电力铁塔都铺设有接地网络。当发生雷击时，接地电阻上的高压与接地电阻的关系呈正比，也就是冲击接地电阻的值越小，电压(电压反击跨步电压和接触电压)对人或物的威胁性就越小，由此可以看出，接地电阻可作为重要指标对接地装置的优劣进行衡量。

现有技术示出的接地电阻的测量方法，通常使用接地电阻测试仪或接地导通测试仪进行定期监测。定期测量检查接地电阻，虽然能够发现接地电阻的异常情况，但是这种方案有两个缺点：1、工作量大，测试需要比较笨重的测试设备和很长的测试线缆，同时需要外接电源。对面积比较大的变电站内设备接地进行测试，需要不断的移动设备，移动测试线，移动电源线等，工作量很大，效率低。2、定期测试的数据，只代表测试当时的数据，对于接地电阻的变化状态，并不能及时反映。假设某设备测试时接地电阻正常，测试完后出现了接地不良，但是距离下次测试还有很长时间，这样就不能及时准确地了解设备接地电阻的状况，测试结果的准确度难以保证。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量系统及方法，能实现电力铁塔接地网阻抗的在线测试及监控，大大地提高了工作效率，提高了测量数据的准确性，能广泛应用在共享电力铁塔测试接地电阻领域。

本申请实施例第一方面示出一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量系统，所述系统包括：

罗氏线圈,电压互感器，测试阻抗仪，感应取点模块；

所述罗氏线圈用于采集共享电力铁塔流入大地的电流，并将所述电流上传至测试阻抗仪；

所述电压互感器用于变换电压注入共享电力铁塔的电压，生成转化电压，将所述转化电压上传至测试阻抗仪；

所述感应取点模块，用于为所述测试阻抗仪提供稳电压；

所述测试阻抗仪用于根据所述电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻。

可选择的，所述罗氏线圈包括：第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈，以及，选择罗氏线圈；

所述第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈分别与所述选择罗氏线圈相连接；

所述第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈分别接于共享电力铁塔底座的4只脚上。

可选择的，所述选择罗氏线圈用于接收所述第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈上传的第一电流，第二电流，第三电流，第四电流；从第一电流，第二电流，第三电流，第四电流中选择一个最大电流作为上传电流上传至测试阻抗仪。

可选择的，所述选择罗氏线圈用于接收所述第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈上传的第一电流，第二电流，第三电流，第四电流；

计算第一电流，第二电流，第三电流，第四电流中的平均值作为上传电流上传至测试阻抗仪。

可选择的，所述感应取点模块利用高压线路对地的杂散电容与感应电荷计算的稳压交流电源。

可选择的，所述系统还包括：后台监控机，所述后台监控机用于记录每个享电力铁塔的位置；

用于存储每个享电力铁塔的接地电阻阈值；

用于实时的接收每个享电力铁塔的接地电阻；

用于判断所述接地电阻是否大于等于接地电阻阈值，如果大于，发送所述享电力铁塔的位置，以及，警报信息至相应的维护人员终端。

本申请实施例第二方面输出一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量方法，所述系统包括：

采集共享电力铁塔流入大地的电流，变换电压注入共享电力铁塔的电压，生成转化电压；

根据所述电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻。

可选择的，所述根据所述电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻的步骤包括：

所述电流包括：第一电流，第二电流，第三电流，第四电流；

确定第一电流，第二电流，第三电流，第四电流中选择一个最大电流作为上传电流；

所述根据所述上传电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻。

可选择的，所述根据所述电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻的步骤包括：

所述电流包括：第一电流，第二电流，第三电流，第四电流；

计算所述第一电流，第二电流，第三电流，第四电流的平均值作为上传电流；

所述根据所述上传电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻。

可选择的，所述方法还包括：

接地电阻是否大于等于接地电阻阈值；

如果大于，发送所述享电力铁塔的位置，以及，警报信息至相应的维护人员终端。

由以上技术方案可知，本申请实施例示出一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量系统及方法，所述系统包括罗氏线圈、电压互感器、测试阻抗仪、感应取电模块及后台监控机组成。所述系统由罗氏线圈采集电流后输出至测试阻抗仪，电压互感器采取电压信号后输出至测试阻抗仪，感应取电模块利用高压线路对地的杂散电容及周围感应电荷经U＝Q/KC感应出的电压供给测试阻抗仪，测试阻抗仪根据欧姆定律计算得到所需的共享电力铁塔接地网的阻抗值，本申请实施例示出的系统，在线共享电力铁塔接地电阻的数据可以通过物联网的方式直接上传、实现网络监控，有效替代电力铁塔的人工巡检方式，极大地提高检测的效率，另外，关键参数都是通过接触测量得到，保证了测试的精度，大大降低了生产上的难度及成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据一优选实施例示出的一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量系统应用场景的场景图；

图2为根据一优选实施例示出的一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量系统的结构框图；

图3为根据一优选实施例示出的一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量方法的流程图；

图4为根据一优选实施例示出步骤S102的详细流程图；

图5为根据又一优选实施例示出步骤S102的详细流程图；

图6为根据一优选实施例示出报警过程的详细流程图。

1-1第一罗氏线圈；1-2第二罗氏线圈；1-3第三罗氏线圈；1-4第四罗氏线圈；2选择罗氏线圈；3电压互感器；4测试阻抗仪；5感应取电模块；6OPGW光缆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1，以及，图2，本申请实施例示出一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量系统，所述系统包括：

罗氏线圈,电压互感器，测试阻抗仪，感应取点模块；

所述罗氏线圈用于采集共享电力铁塔流入大地的电流，并将所述电流上传至测试阻抗仪；

所述电压互感器用于变换电压注入共享电力铁塔的电压，生成转化电压，将所述转化电压上传至测试阻抗仪；

所述感应取点模块，用于为所述测试阻抗仪提供稳电压；

所述测试阻抗仪用于根据所述电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻。

具体的，所述系统由罗氏线圈采集电流后输出至测试阻抗仪，电压互感器采取电压信号后输出至测试阻抗仪，感应取电模块利用高压线路对地的杂散电容及周围感应电荷经U＝Q/KC感应出的电压供给测试阻抗仪，测试阻抗仪根据欧姆定律计算得到所需的共享电力铁塔接地网的阻抗值，本申请实施例示出的系统，在线共享电力铁塔接地电阻的数据可以通过物联网的方式直接上传、实现网络监控，有效替代电力铁塔的人工巡检方式，极大地提高检测的效率，另外，关键参数都是通过接触测量得到，保证了测试的精度，大大降低了生产上的难度及成本。

实施例2：

为了保证共享电力铁塔所处于一个相关安全的环境中，本申请实施例示出的测试方法分别对所述共享电力铁塔四周的接地电阻进行测试。

具体的，实施例1示出的技术方案中，所述罗氏线圈包括：第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈，以及，选择罗氏线圈；

所述第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈分别与所述选择罗氏线圈相连接

所述第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈分别接于共享电力铁塔底座的4只脚上。

通常，共享电力铁塔有4只脚上均匀分布于所述共享电力铁塔的四周，本申请实施例示出的技术方案在4只脚上分别设置有一个罗氏线圈(第＝一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈)；

所述第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈共同对共享电力铁塔四周的接地电阻进行监测，如果发现某一方向上的接地电阻存在问题，有针对性的对该方位上的土壤进行改良，以改善该方向上的接地电阻。

实施例3：

所述选择罗氏线圈用于接收所述第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈上传的第一电流，第二电流，第三电流，第四电流；从第一电流，第二电流，第三电流，第四电流中选择一个最大电流作为上传电流上传至测试阻抗仪。

采用最大电流作为上传电流，一方面：若只有最大电流对应方向上的接地电阻出现问题，则直接对出现问题方向上的土壤进行改良。

最大电流方向上的接地电阻出现问题也可能是4个方向上的上的接地电阻均出现问题。本申请实施例示出的技术方案确定最大电流方向上的接地电阻出现问题，及时随该方向上的土壤进行改良，也可以保证该共享电力铁塔一个方向上的土壤可以达到引流的作用。

实施例4：

通常共享电力铁塔的四周的接地电阻大致相同，为了保证测试的准确性，本申请实施例示出一种平均值测试方法。具体的：所述选择罗氏线圈用于接收所述第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈上传的第一电流，第二电流，第三电流，第四电流；

计算第一电流，第二电流，第三电流，第四电流中的平均值作为上传电流上传至测试阻抗仪。

本申请实施例示出的技术方案设置有4个罗氏线圈分别测试所述共享电力铁塔四周的电流，计算平均电流，通过平均电流计算所述共享电力铁塔所处环境的接地电阻。

本申请实施例示出的技术方案，通过技术所述共享电力铁塔周围电流的平均值，通过平均值计算出所述共享电力铁塔周围环境的接地电阻，所述方案可提高测试的准确度。

实施例5：

所述感应取点模块利用高压线路对地的杂散电容与感应电荷计算的稳压交流电源。

所述感应取电模块，是提供给测试阻抗仪的稳压交流电源，其原理是利用高压线路对地的杂散电容与感应电荷计算的稳压交流电源，U＝Q/KC，K为感应电容系数，电压达到几十伏，安全可靠不会对巡视记录的运检人员造成危害。

实施例6：

所述系统还包括：后台监控机，所述后台监控机用于记录每个享电力铁塔的位置；

用于存储每个享电力铁塔的接地电阻阈值；

用于实时的接收每个享电力铁塔的接地电阻；

用于判断所述接地电阻是否大于等于接地电阻阈值，如果大于，发送所述享电力铁塔的位置，以及，警报信息至相应的维护人员终端。

后台监控机设置铁塔接地电阻阈值10欧，出现接地电阻值大于10欧，便出现不合格电阻时，所述后台监控机会发生预警，并将所述不合格电阻的位置发送是相应的维护人员终端。

实施例7：

请参阅图3，本申请实施例第二方面输出一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量方法，所述系统包括：

S101采集共享电力铁塔流入大地的电流，变换电压注入共享电力铁塔的电压，生成转化电压；

S102根据所述电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻。

由罗氏线圈采集电流后输出至测试阻抗仪，电压互感器采取电压信号后输出至测试阻抗仪，感应取电模块利用高压线路对地的杂散电容及周围感应电荷经U＝Q/KC感应出的电压供给测试阻抗仪，测试阻抗仪根据欧姆定律计算得到所需的共享电力铁塔接地网的阻抗值，本申请实施例示出的系统，在线共享电力铁塔接地电阻的数据可以通过物联网的方式直接上传、实现网络监控，有效替代电力铁塔的人工巡检方式，极大地提高检测的效率，另外，关键参数都是通过接触测量得到，保证了测试的精度，大大降低了生产上的难度及成本。

实施例8：

实施例8示出的技术方案与实施例7示出的技术方案具有相似的步骤，唯一的区别在于实施例7示出的技术方案中步骤，所述根据所述电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻的步骤包括：

所述电流包括：第一电流，第二电流，第三电流，第四电流；

S10211确定第一电流，第二电流，第三电流，第四电流中选择一个最大电流作为上传电流；

S10212所述根据所述上传电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻。第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈，将实时测量共享电力铁塔4个方向流入大地的电流，且将电流传输至所述选性罗氏线圈，选性罗氏线圈能自动识别罗氏线圈电流的大小，且选取最小的电流输入测试阻抗仪。

能排除高压线路杂散电流的干扰，可见本申请实施例示出的技术方案，可实现电力铁塔的在线测量接地阻抗，减少线路运检人员的工作量，大大地提高工作效率。

实施例9：

实施例9示出的技术方案与实施例7示出的技术方案具有相似的步骤，唯一的区别在于实施例7示出的技术方案中步骤，所述根据所述电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻的步骤包括：

所述电流包括：第一电流，第二电流，第三电流，第四电流；

S10221计算所述第一电流，第二电流，第三电流，第四电流的平均值作为上传电流；

S10222所述根据所述上传电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻。

本申请实施例示出的技术方案设置有4个罗氏线圈分别测试所述共享电力铁塔四周的电流，计算平均电流，通过平均电流计算所述共享电力铁塔所处环境的接地电阻。

本申请实施例示出的技术方案，通过技术所述共享电力铁塔周围电流的平均值，通过平均值计算出所述共享电力铁塔周围环境的接地电阻，所述方案可提高测试的准确度。

实施例10：

实施例10示出的技术方案与实施例7-9任意一个实施例示出的技术方案具相似的步骤唯一的区别在于任意一个实施例示出的技术方案，所述方法还包括：

S103判断所述接地电阻是否大于等于接地电阻阈值；

S104如果大于，发送所述享电力铁塔的位置，以及，警报信息至相应的维护人员终端。

后台监控机设置铁塔接地电阻阈值10欧，出现接地电阻值大于10欧，便出现不合格电阻时，所述后台监控机会发生预警，并将所述不合格电阻的位置发送是相应的维护人员终端。

由以上技术方案可知，本申请实施例示出一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量系统及方法，所述系统包括罗氏线圈、电压互感器、测试阻抗仪、感应取电模块及后台监控机组成。所述系统由罗氏线圈采集电流后输出至测试阻抗仪，电压互感器采取电压信号后输出至测试阻抗仪，感应取电模块利用高压线路对地的杂散电容及周围感应电荷经U＝Q/KC感应出的电压供给测试阻抗仪，测试阻抗仪根据欧姆定律计算得到所需的共享电力铁塔接地网的阻抗值，本申请实施例示出的系统，在线共享电力铁塔接地电阻的数据可以通过物联网的方式直接上传、实现网络监控，有效替代电力铁塔的人工巡检方式，极大地提高检测的效率，另外，关键参数都是通过接触测量得到，保证了测试的精度，大大降低了生产上的难度及成本。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量系统，其特征在于，所述系统包括：

罗氏线圈,电压互感器，测试阻抗仪，感应取点模块；

所述罗氏线圈用于采集共享电力铁塔流入大地的电流，并将所述电流上传至测试阻抗仪；

所述电压互感器用于变换电压注入共享电力铁塔的电压，生成转化电压，将所述转化电压上传至测试阻抗仪；

所述感应取点模块，用于为所述测试阻抗仪提供稳电压；

所述测试阻抗仪用于根据所述电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述罗氏线圈包括：第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈，以及，选择罗氏线圈；

所述第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈分别与所述选择罗氏线圈相连接；

所述第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈分别接于共享电力铁塔底座的4只脚上。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述选择罗氏线圈用于接收所述第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈上传的第一电流，第二电流，第三电流，第四电流；从第一电流，第二电流，第三电流，第四电流中选择一个最大电流作为上传电流上传至测试阻抗仪。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述选择罗氏线圈用于接收所述第一罗氏线圈，第二罗氏线圈，第三罗氏线圈，第四罗氏线圈上传的第一电流，第二电流，第三电流，第四电流；

计算第一电流，第二电流，第三电流，第四电流中的平均值作为上传电流上传至测试阻抗仪。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述感应取点模块利用高压线路对地的杂散电容与感应电荷计算的稳压交流电源。

6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：后台监控机，所述后台监控机用于记录每个享电力铁塔的位置；

用于存储每个享电力铁塔的接地电阻阈值；

用于实时的接收每个享电力铁塔的接地电阻；

用于判断所述接地电阻是否大于等于接地电阻阈值，如果大于，发送所述享电力铁塔的位置，以及，警报信息至相应的维护人员终端。

7.一种共享电力铁塔接地电阻的在线测量方法，其特征在于，所述系统包括：

采集共享电力铁塔流入大地的电流，变换电压注入共享电力铁塔的电压，生成转化电压；

根据所述电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻的步骤包括：

所述电流包括：第一电流，第二电流，第三电流，第四电流；

确定第一电流，第二电流，第三电流，第四电流中选择一个最大电流作为上传电流；

所述根据所述上传电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻的步骤包括：

所述电流包括：第一电流，第二电流，第三电流，第四电流；

计算所述第一电流，第二电流，第三电流，第四电流的平均值作为上传电流；

所述根据所述上传电流与所述转化电压，计算出所述共享电力铁塔的接地电阻。

10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接地电阻是否大于等于接地电阻阈值；

如果大于，发送所述享电力铁塔的位置，以及，警报信息至相应的维护人员终端。