CN113009237A - 基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法及装置，该方法包括：获取待测杆塔的接地电阻测量条件，基于测量条件建立接地电阻测量的等效电路模型；获取多个预设测量频率值，根据等效电路模型及多个预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值；对多个测试接地阻抗值及多个预设测量频率值进行曲线拟合，确定阻抗频率拟合函数；对阻抗频率拟合函数进行求导运算，根据阻抗极值的运算结果确定目标测量频率；根据目标测量频率进行接地阻抗测量，根据测量结果确定待测杆塔的接地电阻值。本发明通过拟合算法建立接地阻抗与测量频率之间的阻抗函数，通过阻抗函数极值对应的目标测量频率进行阻抗测试，有利于降低测量误差，安全可靠。

Description

基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法及装置

技术领域

本发明涉及接地阻抗测量技术领域，尤其涉及一种基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法及装置。

背景技术

输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要，杆塔接地不良会引起雷电事故，诱发线路跳闸。当雷击杆顶或避雷线时，雷击电流通过杆塔接地装置入地。如果杆塔接地装置的接地阻抗偏高，将会产生较高的反击电压，威胁人身安全。为了提高线路耐雷水平、减少雷击跳闸率需要降低避雷线的电位，需要确保杆塔接地装置的良好接地性能，杆塔冲击接地阻抗值越小，发生雷击时施加在绝缘子串上的电压越低，降低发生雷电反击闪络的几率，从而保护设备绝缘，避免跨步电压产生的人身伤害。

目前，为了确保杆塔接地装置泄流作用的可靠性，需要电力运检人员定时、定期的测量杆塔接地电阻值，确保接地电阻值符合电力行业标准，从而保证输电线路运行可靠性，电力运检人员准确测量杆塔接地电阻值即可以评估接地装置的实际运行状况，判断是否需要重新敷设接地装置。

现有的杆塔接地电阻值测量采用钳表法，相对于传统的接地电阻测量方法，钳表测量法的最大特点在于，无需外加电源，不必布置电流极和电压极，在测量时用钳表夹持杆塔接地线或者接地体即可，无需断开杆塔接地装置的接地螺栓连接及其他杆塔支路，在布置电极不便利的场合下使用方便。钳表法实际上是测量杆塔接地阻抗与杆塔架空地线和临近杆塔的接地阻抗形成的回路阻抗，将回路阻抗近似为所测杆塔接地装置的接地阻抗，其存在以下问题，不同测量电路中的电感分量占比都会有不同，对于电感分量占比较大的情况，采用单一高频率下的测量电流对接地阻抗测量，并将阻抗模值默认为接地电阻值的方式，会导致阻抗测量误差较大；此外，在测量时，需要杆塔所在的输电线路具有与杆塔连接良好的避雷线，且多基杆塔的避雷线直接接地，在接地系统接触不良时，测量的误差较大，而且整个测量回路和多个电阻值有关，不能判断超标电阻值产生的位置，导致钳表法的使用具有很大的局限性。

发明内容

本发明提供一种基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法，解决了现有的阻抗测量误差大、使用局限性大的问题，提高测量结果准确性。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法，包括以下步骤：

获取待测杆塔的接地电阻测量条件，基于所述测量条件建立接地电阻测量的等效电路模型；

获取多个预设测量频率值，根据所述等效电路模型及所述多个预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值，所述测试接地阻抗值与所述预设测量频率值一一对应；

对所述多个测试接地阻抗值及所述多个预设测量频率值进行曲线拟合，确定阻抗频率拟合函数；

对所述阻抗频率拟合函数进行求导运算，根据阻抗极值的运算结果确定目标测量频率；

根据所述目标测量频率进行接地阻抗测量，根据测量结果确定待测杆塔的接地电阻值。

可选地，所述对所述阻抗频率拟合函数进行求导运算，根据阻抗极值的运算结果确定目标测量频率，包括以下步骤：对所述阻抗频率拟合函数进行一次求导，确定一阶导数；对所述一阶导数进行二次求导，确定二阶导数；将二阶导数等于零的点确定为驻点，获取所述驻点对应的驻点频率值；将所述驻点频率值确定为所述目标测量频率。

可选地，所述对所述多个测试接地阻抗值及所述多个预设测量频率值进行曲线拟合，确定阻抗频率拟合函数，包括以下步骤：建立基准多项式函数，其中，所述基准多项式函数的因变量为阻抗值，所述基准多项式函数的自变量为频率值；基于所述基准多项式函数对所述多个测试接地阻抗值及所述多个预设测量频率值进行曲线拟合，得到最小二乘基准多项式函数；将所述最小二乘基准多项式函数确定为所述阻抗频率拟合函数。

可选地，所述阻抗频率拟合函数为一元二次函数。

可选地，所述获取待测杆塔的接地电阻测量条件，基于所述测量条件建立接地电阻测量的等效电路模型，包括以下步骤：获取所述待测杆塔支承的输电线路的电压等级及所述待测杆塔测量范围内的杆塔数量；根据所述电压等级及所述杆塔数量确定避雷线支路的第一阻抗模型，所述第一阻抗模型包括避雷线等效电感；建立所述待测杆塔的接地体支路的第二阻抗模型，所述第二阻抗模型包括串联连接的接地体等效电感和接地体等效电阻；基于所述第一阻抗模型和所述第二阻抗模型建立接地电阻测量的等效电路模型。

可选地，所述基于所述第一阻抗模型和所述第二阻抗模型建立接地电阻测量的等效电路模型，包括以下步骤：对所述第一阻抗模型和所述第二阻抗模并联连接，建立接地电阻测量的等效电路模型。

可选地，所述根据所述目标测量频率进行接地阻抗测量，根据测量结果确定待测杆塔的接地电阻值，包括以下步骤：通过阻抗测量模块对待测杆塔的接地体施加第一测量信号，所述第一测量信号的频率值等于所述目标测量频率；获取第一测量信号注入点的实时电压值；根据所述实时电压值及所述第一测量信号确定所述待测杆塔的接地电阻值。

可选地，获取多个预设测量频率值，包括以下步骤：根据所述接地电阻测量条件确定最小预设测量频率值、频率步长值及预设频率数量，其中，所述最小预设测量频率值等于预设工频频率；根据所述最小预设测量频率值、所述频率步长值及所述预设频率数量确定多个预设测量频率值。

可选地，根据所述等效电路模型及所述多个预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值，包括以下步骤：通过阻抗测量模块对所述等效电路模型施加所述多个预设测量频率值对应的多个第二测量信号；获取所述多个预设测量频率值下第二测量信号注入点的多个测试电压值，所述测试电压值与所述预设测量频率值一一对应；根据所述测试电压值及对应的所述预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量装置，包括：模型搭建模块，用于获取待测杆塔的接地电阻测量条件，基于所述测量条件建立接地电阻测量的等效电路模型；计算模块，用于获取多个预设测量频率值，根据所述等效电路模型及所述多个预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值，所述测试接地阻抗值与所述预设测量频率值一一对应；数据拟合处理模块，用于对所述多个测试接地阻抗值及所述多个预设测量频率值进行曲线拟合，确定阻抗频率拟合函数；测量频率获取模块，用于对所述阻抗频率拟合函数进行求导运算，根据阻抗极值的运算结果确定目标测量频率；阻抗测量模块，用于获取所述目标测量频率，根据所述目标测量频率进行接地阻抗测量，并根据测量结果确定待测杆塔的接地电阻值。

本发明实施例提供的基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量装置，用于执行基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法，该方法基于待测杆塔的接地电阻测量条件建立接地电阻测量的等效电路模型，通过等效电路模型及多个预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值，通过对多个测试接地阻抗值及多个预设测量频率值进行曲线拟合，确定阻抗频率拟合函数，对阻抗频率拟合函数进行求导运算，根据阻抗极值的运算结果确定目标测量频率，根据目标测量频率对待测杆塔的接地装置进行接地阻抗测量，根据测量结果确定待测杆塔的接地电阻值，解决了现有的阻抗测量误差大、使用局限性大的问题，安全可靠，适用范围大，有利于提高测量结果准确性，降低使用条件的局限性，降低测量误差，避免错误测量导致的盲目更换接地装置，节省人力物力。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法的流程图；

图2是本发明实施例一提供的一种杆塔接地阻抗测量方法的等效电路图；

图3是本发明实施例一提供的另一种杆塔接地阻抗测量方法的等效电路图；

图4是本发明实施例一提供的一种阻抗频率拟合函数的函数曲线示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法的流程图，本实施例可适用于通过激励电流源对待测杆塔施加高频测量信号进行接地阻抗测量的应用场景，该高频测量信号的频率值可调节，该方法可以配置有特定阻抗测试程序的软件及硬件结构来实现。

如图1所示，该基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法具体包括如下步骤：

步骤S1：获取待测杆塔的接地电阻测量条件，基于测量条件建立接地电阻测量的等效电路模型。

其中，待测杆塔的接地电阻测量条件包括待测杆塔支承的输电线路的电压等级及待测杆塔测量范围内的杆塔数量，根据待测杆塔接触良好的避雷线的等效电路及待测杆塔所在线路区段中直接接地的避雷线上并联的周边杆塔的等效电路与待测杆塔的接地体等效电路的连接关系，构建接地电阻测量系统的等效电路模型。

图2是本发明实施例一提供的一种杆塔接地阻抗测量方法的等效电路图，在本实施例中，不断开杆塔接地装置的接地引线，通过阻抗测量模块对待测杆塔所在的等效电路模型施加高频测量信号，其中，该阻抗测量模块可为激励电流源，高频测量信号可为感应电流信号。

如图2所示，在该杆塔接地阻抗测量方法中，接地电阻测量系统的等效电路模型中包括待测杆塔的接地体等效电路、避雷线的等效电路、周边杆塔的等效电路及待测杆塔本体等效电路，待测杆塔的接地体等效电路包括待测杆塔接地体电阻R_X和待测杆塔接地体电感L_X，避雷线的等效电路包括避雷线等效电阻R_L和避雷线等效电感L，周边杆塔的等效电路包括周边杆塔接地体电阻R_n和周边杆塔接地体电感L_n，待测杆塔本体等效电路包括待测杆塔本体等效电阻R_Tn和待测杆塔本体等效电感L_Tn。

步骤S2：获取多个预设测量频率值，根据等效电路模型及多个预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值，测试接地阻抗值与预设测量频率值一一对应。

其中，预设测量频率值是指的阻抗测量模块输出的高频测量信号的频率值，预设测量频率值的取值范围可根据具体的待测杆塔的接地电阻测量条件进行设置，对此不作限制。

可选地，获取多个预设测量频率值，包括以下步骤：根据接地电阻测量条件确定最小预设测量频率值f₀、频率步长值Δf及预设频率数量N，其中，最小预设测量频率值f₀等于预设工频频率，典型地，预设工频频率可为50Hz或者60Hz；根据最小预设测量频率值、频率步长值及预设频率数量确定多个预设测量频率值。

示例性地，以最小预设测量频率值f₀等于50Hz、频率步长值Δf等于100Hz、预设频率数量N等于10为例，对步骤S2的具体方法进行如下说明：

在本实施例中，设置多个预设测量频率值包括50Hz、150Hz、250Hz、350Hz、450Hz、550Hz、650Hz、750Hz、850Hz、950Hz，通过阻抗测量模块依次对步骤S1中建立的等效电路模型施加测量频率值为50Hz至950Hz的10个测量信号，分别获取每个测量信号对应的测试接地阻抗值。

可选地，根据等效电路模型及多个预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值，包括以下步骤：通过阻抗测量模块对等效电路模型施加多个预设测量频率值对应的多个第二测量信号；获取多个预设测量频率值下第二测量信号注入点的多个测试电压值，测试电压值与预设测量频率值一一对应；根据测试电压值及对应的第二测量信号值确定多个测试接地阻抗值。

其中，第二测量信号可为阻抗测量模块输出的激励电压，该阻抗测量模块还用于获取回路感应电流。

具体地，如图2所示，定义阻抗测量模块注入的测量信号的电流值为I、流经待测杆塔的接地体形成回路的第一电流的电流值为I₁、流经待测杆塔本体、避雷线及周围的杆塔形成回路的第二电流的电流值为I₂，则I、I₁及I₂满足：I＝I₁+I₂，每个测量信号对应的测试接地阻抗值Z等于测量的电压值U与阻抗测量模块注入的测量信号的电流值I的比值。

步骤S3：对多个测试接地阻抗值Z及多个预设测量频率值f进行曲线拟合，确定阻抗频率拟合函数Z(f)。

步骤S4：对阻抗频率拟合函数Z(f)进行求导运算，根据阻抗极值的运算结果确定目标测量频率f＇。

步骤S5：根据目标测量频率进行接地阻抗测量，根据测量结果确定待测杆塔的接地电阻值，其中，该接地电阻值等于接地阻抗的模值。

具体地，接地阻抗的模值随着阻抗测量信号的测量频率变化而发生变化，经过步骤S2，可得到测试接地阻抗值Z与预设测量频率值f关联的多个离散点，对多个离散点进行拟合，可得到拟合曲线对应的阻抗频率拟合函数Z(f)，结合阻抗频率特性可知，通过对阻抗频率拟合函数Z(f)进行求导运算，将阻抗频率拟合函数Z(f)的驻点对应的频率值确定为目标测量频率f＇，使得目标测量频率f＇位于阻抗模值变化的平稳区。

进一步地，通过阻抗测量模块对待测杆塔的接地体注入阻抗测量信号，该阻抗测量信号的频率值等于目标测量频率f＇，获取阻抗测量信号注入点的实时电压值U及阻抗测量模块注入的阻抗测量信号的实时电流值I，通过计算实时电压值U与实时电流值I的比值，计算待测杆塔的接地电阻值，该接地阻抗近似等于杆塔的接地电阻值，解决了现有的阻抗测量误差大、使用局限性大的问题，安全可靠，适用范围大，有利于提高测量结果准确性，降低使用条件的局限性，降低测量误差，避免错误测量导致的盲目更换接地装置，节省人力物力。

需要说明的是，参考图2所示，本实施例中的接地阻抗中包括电阻和电感，若电感的占比较小，则阻抗测量模块对待测杆塔的接地体注入的阻抗测量信号的目标测量频率的数值为第一频率值；若电感的占比较大，则阻抗测量模块对待测杆塔的接地体注入的阻抗测量信号的目标测量频率的数值为第二频率值，第一频率值大于第二频率值，根据杆塔接地电阻的测量条件设置测量信号的频率值，有利于降低接地电阻的测量误差，使得接地阻抗更接近真实的接地电阻值。

应当理解的是，在曲线拟合的过程中，所建立的数据离散点越多，离散点间隔越小，曲线拟合的精度越高，测量耗时越长，操作人员可根据实际作业需要设置预设测量频率值的数值，对此不作限制。

图3是本发明实施例一提供的另一种杆塔接地阻抗测量方法的等效电路图，本实施例对图2所示的等效电路模型进行了简化。

可选地，获取待测杆塔的接地电阻测量条件，基于测量条件建立接地电阻测量的等效电路模型，包括以下步骤：获取待测杆塔支承的输电线路的电压等级及待测杆塔测量范围内的杆塔数量；根据电压等级及杆塔数量确定避雷线支路的第一阻抗模型，第一阻抗模型包括避雷线等效电感Leq；建立待测杆塔的接地体支路的第二阻抗模型，第二阻抗模型包括串联连接的待测杆塔接地体电感L_X和待测杆塔接地体等效电阻R_X；基于第一阻抗模型和第二阻抗模型建立接地电阻测量的等效电路模型。

可选地，结合图3所示，基于第一阻抗模型和第二阻抗模型建立接地电阻测量的等效电路模型，包括以下步骤：对第一阻抗模型和第二阻抗模并联连接，建立接地电阻测量的等效电路模型。

在本实施例中，避雷线包括单根避雷线结构和双根避雷线结构，可根据待测杆塔支承的输电线路的电压等级确定待测杆塔输电线路的避雷线的电感值，在高频测量信号下，避雷针的感抗值远远大于其阻抗值。

具体地，结合图2所示，可将避雷针以及周围杆塔的接地支路视为一个等效电阻和电感的并联电路，待测杆塔由电阻率很小的刚性材料制作而成，避雷线由电阻率跟小的钢绞线制作而成，在构建等效电路模型时，可忽略待测杆塔本体等效电阻R_Tn及避雷线等效电阻R_L，基于此，可对接地电阻测量系统的等效电路模型进行进一步简化，得到图3所示的简化后的等效电路模型，图3所示的等效电路模型包括并联连接的第一阻抗模型和第二阻抗模型。

结合图3所示的等效电路模型，定义第一阻抗模型的阻抗值为Z1，第二阻抗模型的阻抗值为Z2，等效电路模型的总阻抗Z可用如下所示的公式一进行表示：

其中，Leq表示避雷线等效电感值，L_X表示待测杆塔接地体电感值，R_X表示待测杆塔接地体等效电阻值，f表示阻抗测量信号的测量频率值f。

由公式一可知，Leq、L_X及R_X由待测杆塔的接地电阻测量条件决定，等效电路模型的总阻抗Z是关于测量频率值f的函数，因此，可通过曲线拟合构建阻抗频率函数Z(f)，并结合阻抗频率特性确定测量频率值f的最佳取值，有利于降低测量误差。

图4是本发明实施例一提供的一种阻抗频率拟合函数的函数曲线示意图。

可选地，对阻抗频率拟合函数Z(f)进行求导运算，根据阻抗极值的运算结果确定目标测量频率，包括以下步骤：对阻抗频率拟合函数进行一次求导，确定一阶导数；对一阶导数进行二次求导，确定二阶导数；将二阶导数等于零的点确定为驻点，获取驻点对应的驻点频率值；将驻点频率值确定为目标测量频率。

具体地，结合图4所示，阻抗频率拟合函数Z(f)表示阻抗与频率之间对应关系，在阻抗模值变化的平稳区，测量频率值f引起的阻抗变化较小，即感抗值在电路阻抗中的占比较小，结合多项式求极值的方法，对阻抗频率拟合函数Z(f)进行一次求导和二次求导，在x＞0的区间内，计算阻抗频率拟合函数Z(f)的导数的极值点，并将该极值点确定为驻点，可将该驻点频率值确定为目标测量频率值f＇。

可选地，对多个测试接地阻抗值及多个预设测量频率值进行曲线拟合，确定阻抗频率拟合函数，包括以下步骤：建立基准多项式函数，其中，基准多项式函数的因变量为阻抗值，基准多项式函数的自变量为频率值；基于基准多项式函数对多个测试接地阻抗值Z及多个预设测量频率值f进行曲线拟合，得到最小二乘基准多项式函数，其中，该测试接地阻抗值Z为阻抗模值；将最小二乘基准多项式函数确定为阻抗频率拟合函数Z(f)。

具体地，基于最小二乘法的基本原理确定阻抗频率拟合函数Z(f)，使得阻抗频率拟合函数Z(f)与所给离散数据点(x_i，y_i)(i＝0,1，…，n)之间的误差最小值，建立如公式二所示的基准多项式函数g_m(x)：

g_m(x)＝a₀+a₁x+…+a_mx^m (公式二)

其中，m≤n。

进一步地，基准多项式函数g_m(x)与离散数据点y_i与满足如下所示公式三：

其中，

表示误差平方和，当

最小时，求得a₀，a₁，…，a_m的解，该组解对应的函数即为最小二乘基准多项式函数，该最小二乘基准多项式函数即为最终确定的阻抗频率拟合函数Z(f)。

可选地，阻抗频率拟合函数Z(f)可为一元二次函数，即m等于2。

在本实施例中，阻抗频率拟合函数满足如下所示的公式四：

Z(f)＝a₀+a₁f+a₂f² (公式四)

其中，a₀、a₁及a₂可由上述步骤S2中的多个离散数据点结合上述公式二和公式三计算确定。

可选地，根据目标测量频率进行接地阻抗测量，根据测量结果确定待测杆塔的接地电阻值，包括以下步骤：通过阻抗测量模块对待测杆塔的接地体施加第一测量信号，第一测量信号的频率值等于目标测量频率；获取第一测量信号注入点的实时电压值U，该实时电压值U近似等于施加在待测杆塔接地体的测量电压值；根据实时电压值U及第一测量信号的电流值I确定待测杆塔的接地电阻值。

其中，该阻抗测量模块可为激励电流源，该阻抗测量模型输出的第一测量信号可为高频电流信号。

具体地，在接地电阻测量操作中，先根据上述步骤S1至S4确定目标测量频率f＇，进而可设置阻抗测量模块对待测杆塔的接地回路输出第一测量信号，第一测量信号的频率值等于该目标测量频率f＇，在目标测量频率f＇下，第一阻抗模型的分流较小，第二阻抗模型中的等效电感的分压较小，由此，可计算实时电压值U及第一测量信号的电流值I的比值，将该比值确定为最终的待测杆塔的接地电阻值。

由此，本发明实施例提供的基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法，通过建立引入避雷线感抗值对接地电阻测量的等效电路模型进行了优化，结合优化后的等效电路模型及多个预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值，通过对多个测试接地阻抗值及多个预设测量频率值进行曲线拟合，确定阻抗频率拟合函数，对阻抗频率拟合函数进行一次求导和二次求导，确定阻抗频率拟合函数的驻点频率值，将该驻点频率值确定目标测量频率，通过设置阻抗测量模块输出的测量信号的频率值等于目标测量频率，对待测杆塔的接地装置进行接地电阻测量，解决了现有的阻抗测量误差大、使用局限性大的问题，安全可靠，适用范围大，有利于提高测量结果准确性，降低使用条件的局限性，降低测量误差，避免错误测量导致的盲目更换接地装置，节省人力物力。

实施例二

本发明实施例二提供了一种基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量装置。该基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量装置包括：模型搭建模块，用于获取待测杆塔的接地电阻测量条件，基于测量条件建立接地电阻测量的等效电路模型；计算模块，用于获取多个预设测量频率值，根据等效电路模型及多个预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值，测试接地阻抗值与预设测量频率值一一对应；数据拟合处理模块，用于对多个测试接地阻抗值及多个预设测量频率值进行曲线拟合，确定阻抗频率拟合函数；测量频率获取模块，用于对阻抗频率拟合函数进行求导运算，根据阻抗极值的运算结果确定目标测量频率；阻抗测量模块，用于获取目标测量频率，根据目标测量频率进行接地阻抗测量，并根据测量结果确定待测杆塔的接地电阻值。

在本实施例中，阻抗测量模块可为钳形接地电阻测试仪。

可选地，测量频率获取模块用于对阻抗频率拟合函数进行一次求导，确定一阶导数，进而对一阶导数进行二次求导，确定二阶导数；以及将二阶导数等于零的点确定为驻点，获取驻点对应的驻点频率值，并将驻点频率值确定为目标测量频率。

可选地，数据拟合处理模块用于存储预设算法程序，通过执行该预设算法程序建立基准多项式函数，其中，基准多项式函数的因变量为阻抗值，基准多项式函数的自变量为频率值，并基于基准多项式函数对多个测试接地阻抗值及多个预设测量频率值进行曲线拟合，得到最小二乘基准多项式函数，以及将最小二乘基准多项式函数确定为阻抗频率拟合函数。

可选地，阻抗频率拟合函数可为一元二次函数。

可选地，模型搭建模块包括条件设置单元和模型配置单元，条件设置单元用于获取待测杆塔支承的输电线路的电压等级及待测杆塔测量范围内的杆塔数量；模型配置单元用于根据电压等级及杆塔数量确定避雷线支路的第一阻抗模型，第一阻抗模型包括避雷线等效电感，并建立待测杆塔的接地体支路的第二阻抗模型，第二阻抗模型包括串联连接的接地体等效电感和接地体等效电阻，以及基于第一阻抗模型和第二阻抗模型建立接地电阻测量的等效电路模型。

可选地，模型配置单元可用于对第一阻抗模型和第二阻抗模并联连接，建立接地电阻测量的等效电路模型。

可选地，阻抗测量模块可用于通过阻抗测量模块对待测杆塔的接地体施加第一测量信号，第一测量信号的频率值等于目标测量频率，并获取第一测量信号注入点的实时电压值，以及根据实时电压值及第一测量信号确定待测杆塔的接地电阻值。

可选地，条件设置单元还用于根据接地电阻测量条件确定最小预设测量频率值、频率步长值及预设频率数量，其中，最小预设测量频率值等于预设工频频率，并根据最小预设测量频率值、频率步长值及预设频率数量确定多个预设测量频率值。

可选地，阻抗测量模块还用于对等效电路模型施加多个预设测量频率值对应的多个第二测量信号；计算模块用于获取多个预设测量频率值下第二测量信号注入点的多个测试电压值，测试电压值与预设测量频率值一一对应；根据测试电压值及对应的预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值。

本发明实施例提供的基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量装置，用于执行基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法，该方法基于待测杆塔的接地电阻测量条件建立接地电阻测量的等效电路模型，通过等效电路模型及多个预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值，通过对多个测试接地阻抗值及多个预设测量频率值进行曲线拟合，确定阻抗频率拟合函数，对阻抗频率拟合函数进行求导运算，根据阻抗极值的运算结果确定目标测量频率，根据目标测量频率对待测杆塔的接地装置进行接地阻抗测量，根据测量结果确定待测杆塔的接地电阻值，解决了现有的阻抗测量误差大、使用局限性大的问题，安全可靠，适用范围大，有利于提高测量结果准确性，降低使用条件的局限性，降低测量误差，避免错误测量导致的盲目更换接地装置，节省人力物力。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取待测杆塔的接地电阻测量条件，基于所述测量条件建立接地电阻测量的等效电路模型；

获取多个预设测量频率值，根据所述等效电路模型及所述多个预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值，所述测试接地阻抗值与所述预设测量频率值一一对应；

对所述多个测试接地阻抗值及所述多个预设测量频率值进行曲线拟合，确定阻抗频率拟合函数；

对所述阻抗频率拟合函数进行求导运算，根据阻抗极值的运算结果确定目标测量频率；

根据所述目标测量频率进行接地阻抗测量，根据测量结果确定待测杆塔的接地电阻值。

2.根据权利要求1所述的基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法，其特征在于，所述对所述阻抗频率拟合函数进行求导运算，根据阻抗极值的运算结果确定目标测量频率，包括以下步骤：

对所述阻抗频率拟合函数进行一次求导，确定一阶导数；

对所述一阶导数进行二次求导，确定二阶导数；

将二阶导数等于零的点确定为驻点，获取所述驻点对应的驻点频率值；

将所述驻点频率值确定为所述目标测量频率。

3.根据权利要求1所述的基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法，其特征在于，所述对所述多个测试接地阻抗值及所述多个预设测量频率值进行曲线拟合，确定阻抗频率拟合函数，包括以下步骤：

建立基准多项式函数，其中，所述基准多项式函数的因变量为阻抗值，所述基准多项式函数的自变量为频率值；

基于所述基准多项式函数对所述多个测试接地阻抗值及所述多个预设测量频率值进行曲线拟合，得到最小二乘基准多项式函数；

将所述最小二乘基准多项式函数确定为所述阻抗频率拟合函数。

4.根据权利要求3所述的基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法，其特征在于，所述阻抗频率拟合函数为一元二次函数。

5.根据权利要求1所述的基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法，其特征在于，所述获取待测杆塔的接地电阻测量条件，基于所述测量条件建立接地电阻测量的等效电路模型，包括以下步骤：

获取所述待测杆塔支承的输电线路的电压等级及所述待测杆塔测量范围内的杆塔数量；

根据所述电压等级及所述杆塔数量确定避雷线支路的第一阻抗模型，所述第一阻抗模型包括避雷线等效电感；

建立所述待测杆塔的接地体支路的第二阻抗模型，所述第二阻抗模型包括串联连接的接地体等效电感和接地体等效电阻；

基于所述第一阻抗模型和所述第二阻抗模型建立接地电阻测量的等效电路模型。

6.根据权利要求5所述的基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法，其特征在于，所述基于所述第一阻抗模型和所述第二阻抗模型建立接地电阻测量的等效电路模型，包括以下步骤：对所述第一阻抗模型和所述第二阻抗模并联连接，建立接地电阻测量的等效电路模型。

7.根据权利要求1所述的基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法，其特征在于，所述根据所述目标测量频率进行接地阻抗测量，根据测量结果确定待测杆塔的接地电阻值，包括以下步骤：

通过阻抗测量模块对待测杆塔的接地体施加第一测量信号，所述第一测量信号的频率值等于所述目标测量频率；

获取第一测量信号注入点的实时电压值；

根据所述实时电压值及所述第一测量信号确定所述待测杆塔的接地电阻值。

8.根据权利要求1所述的基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法，其特征在于，获取多个预设测量频率值，包括以下步骤：

根据所述接地电阻测量条件确定最小预设测量频率值、频率步长值及预设频率数量，其中，所述最小预设测量频率值等于预设工频频率；

根据所述最小预设测量频率值、所述频率步长值及所述预设频率数量确定多个预设测量频率值。

9.根据权利要求1所述的基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量方法，其特征在于，根据所述等效电路模型及所述多个预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值，包括以下步骤：

通过阻抗测量模块对所述等效电路模型施加所述多个预设测量频率值对应的多个第二测量信号；

获取所述多个预设测量频率值下第二测量信号注入点的多个测试电压值，所述测试电压值与所述预设测量频率值一一对应；

根据所述测试电压值及对应的所述预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值。

10.一种基于频率拟合算法的杆塔接地电阻测量装置，其特征在于，包括：

模型搭建模块，用于获取待测杆塔的接地电阻测量条件，基于所述测量条件建立接地电阻测量的等效电路模型；

计算模块，用于获取多个预设测量频率值，根据所述等效电路模型及所述多个预设测量频率值确定多个测试接地阻抗值，所述测试接地阻抗值与所述预设测量频率值一一对应；

数据拟合处理模块，用于对所述多个测试接地阻抗值及所述多个预设测量频率值进行曲线拟合，确定阻抗频率拟合函数；

测量频率获取模块，用于对所述阻抗频率拟合函数进行求导运算，根据阻抗极值的运算结果确定目标测量频率；

所述阻抗测量模块，用于获取所述目标测量频率，根据所述目标测量频率进行接地阻抗测量，并根据测量结果确定待测杆塔的接地电阻值。

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