CN113252989A - 一种架空地线与杆塔的接触电阻测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种架空地线与杆塔的接触电阻测量方法，应用于一种架空地线与杆塔的测量连接结构；该测量连接结构包括：地线、杆塔、多个金具与测量装置；该测量方法包括以下步骤：获取电源的输入电流分别为i₀、i₁、i₂…i_n时，地线、杆塔与各个金具对应的电压值，算相邻的接触点在相同电流下的电压差，根据电压差值组∆U计算得到多个差值电阻数组R_i；根据差值电阻R_i取平均值得到接触电阻数组R。本申请通过输入不同的电流分别测量地线、杆塔与各个金具上的接触点的电压值，进而获得接触点在不同电流作用下的电阻，使得测量结果更准确，并且通过测量装置可以在施加一次电流时同步获得各个接触点的电压值，操作简便快捷。

Description

一种架空地线与杆塔的接触电阻测量方法

技术领域

本申请涉及地线参数测量技术领域，尤其涉及一种架空地线与杆塔的接触电阻测量方法。

背景技术

架空地线一般通过金具安装在输电杆塔上，用于保护输电线路免遭雷击，并起通讯连接的作用。其中，金具连接杆塔的方式并非通过与杆塔一体成形，而是靠螺栓、扣环等具有缝隙的方式。暴露在大气环境中的金具易发生腐蚀，尤其是异种金属之间或在应力作用下。腐蚀后金具的接触电阻增加，接触点分压增大，发热量增加，会进一步加速腐蚀的发展。

通常情况下，线路运维人员根据金具表面的腐蚀现象判断地线与杆塔之间的接触电阻是否明显增大。对于腐蚀较严重的情况，为了减小接触电阻，需要增加引流线连接地线与杆塔。而这种方式准确性不高，无法获取接触电阻，难以得知腐蚀发展趋势，因此难以施加相应的防护措施。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种架空地线与杆塔的接触电阻测量方法，用于解决现有的地线与杆塔之间的接触电阻大小的判断方式准确性不高的问题。

为达到上述技术目的，本申请提供一种架空地线与杆塔的接触电阻测量方法，应用于一种架空地线与杆塔的测量连接结构；

该测量连接结构包括：地线、杆塔、多个金具与测量装置；

所述地线通过多个所述金具与所述杆塔连接；

所述地线、杆塔与多个金具上均设置有接触点；

所述测量装置包括：装置主体、电源与测量器；

所述电源设置于所述装置主体内，且电源的两极分别连接所述地线与杆塔，用于向所述地线与杆塔输入电流；

所述测量器一端连接所述装置主体，另一端连接各个所述接触点；

该测量方法包括以下步骤：

获取所述电源的输入电流分别为i₀、i₁、i₂…i_n时，所述地线、杆塔与各个金具对应的电压值，并生成电压值数组U_0-n|i₀、U_0-n|i₁、U_0-n|i₂…U_0-n|i_n，所述电压值数组U_0-n对应的公式为：

，其中u₀为所述地线的电压值，u₁至u_n-1为沿地线往杆塔方向各个金具分别对应的电压值，u_n为所述杆塔的电压值；

计算相邻的所述接触点在相同电流下的电压差，得到电压差值组∆U|i₀、∆U|i₁、∆U|i₂…∆U|i_n，所述电压差值组∆U对应的公式为：∆U=U_0-（n-1）-U_1-n，其中，U_0-（n-1）=[u₀，u₁，u₂…u_n-1]，

；

根据所述电压差值组∆U计算得到多个差值电阻数组R_i；

根据所述差值电阻R_i取平均值得到接触电阻数组R。

进一步地，所述输入电流中i₀=0，i₁=I_max/N，i₂=2I_max/N…i_n=I_max；

所述I_max为所述地线最大持续电流允许值；

所述N为预设步长值，且I_max对应的数值为N对应的数值的整数倍。

进一步地，所述N的取值范围在5至10之间。

进一步地，所述根据所述电压差值组∆U计算得到多个差值电阻数组R_i中的计算公式为：R_i=（∆U_i-∆U|i₀）/i；

其中，∆U_i为i分别为i₁、i₂…i_n时对应的电压差值组∆U|i₁、∆U|i₂…∆U|i_n。

进一步地，所述根据所述差值电阻R_i取平均值得到接触电阻数组R中的计算公式为：R=（R_i|i₁+R_i|i₂+…+R_i|i_n）/N。

进一步地，所述电源的输入电流为直流电流。

从以上技术方案可以看出，本申请通过输入不同的电流分别测量地线、杆塔与各个金具上的接触点的电压值，进而获得接触点在不同电流作用下的电阻，使得测量结果更准确，并且通过测量装置可以在施加一次电流时同步获得各个接触点的电压值，操作简便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种架空地线与杆塔的接触电阻测量方法中架空地线与杆塔的测量连接结构示意图；

图中：1、测量装置；11、装置主体；12、电源；13、测量器；2、地线；3、杆塔；4、金具。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，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，都属于本申请所请求保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请实施例公开了一种架空地线与杆塔的接触电阻测量方法。

请参阅图1，本申请实施例中提供一种架空地线与杆塔的接触电阻测量方法，应用于一种架空地线与杆塔的测量连接结构；该测量连接结构包括：地线2、杆塔3、多个金具4与测量装置1；地线2通过多个金具4与杆塔3连接；地线2、杆塔3与多个金具4上均设置有接触点；测量装置1包括：装置主体11、电源12与测量器13；电源12设置于装置主体11内，且电源12的两极分别连接地线2与杆塔3，用于向地线2与杆塔3输入电流；测量器13一端连接装置主体11，另一端连接各个接触点。

具体来说，接触点用于与测量器13连接，可以设置于地线2、杆塔3与金具4上的任意位置，方便连接即可；通过测量装置1，可以向地线2与杆塔3输入电流后，自动获取接触点对应的电压值，并可以根据内置的计算程序计算出电阻值。

该测量方法包括以下步骤：

S11、获取电源12的输入电流分别为i₀、i₁、i₂…i_n时，地线2、杆塔3与各个金具4对应的电压值，并生成电压值数组U_0-n|i₀、U_0-n|i₁、U_0-n|i₂…U_0-n|i_n，电压值数组U_0-n对应的公式为：U_0-n=[u₀，u₁，u₂…u_n]，其中u₀为地线2的电压值，u₁至u_n-1为沿地线2往杆塔3方向各个金具4分别对应的电压值，u_n为杆塔3的电压值。

其中，U_0-n|i₀表示在输入电流i为i₀时各个接触点对应的电压值组成的电压值数组，U_0-n|i₁、U_0-n|i₂…U_0-n|i_n所对应的含义以此类推。

通过获取不同的输入电流情况下，各个接触点的电压值，可以避免仅取单一电流值可能导致误差偏大的情况，比如在电流较大时，可能因为电流焦耳热导致接触点温度上升。其中，输入电流i₀、i₁、i₂…i_n可以呈等差数列或等比数列等预设的规律排布方式，也可以是测试时系统随机设置的多个电流值。

S12、计算相邻的所述接触点在相同电流下的电压差，得到电压差值组

，所述电压差值组∆U对应的公式为：

，其中，U_0-（n-1）=[u₀，u₁，u₂…u_n-1]，U_1-n=[u₁，u₂…u_n]。

其中，∆U|i₀表示在输入电流i为i₀时相邻接触点的电压差组成的电压差值组，∆U|i₁…∆U|i_n所对应的含义以此类推。

电压差值组∆U的具体计算过程为：

∆U=U_0-（n-1）-U_1-n

=[u₀，u₁，u₂…u_n-1]-[u₁，u₂…u_n]

=[u₀-u₁，u₁-u2…u_n-1-u_n]；

从而通过计算可以得到相同电流下相邻接触点的电压差值组。

S13、根据所述电压差值组∆U计算得到多个差值电阻数组R_i；

通过电压差值组∆U计算可以得到不同电流下相邻接触点之间的电阻值，进而生成差值电阻的数组R_i。

S14、根据差值电阻数组R_i取平均值得到接触电阻数组R。

多个差值电阻数组R_i根据输入电流的个数取平均值，得到接触电阻的数组R，使得工作人员可以直接根据接触电阻数组R中数值的大小判断是否需要维护，相比于通过腐蚀情况判断接触电阻的方式，可以提高判断的准确性，进而解决现有的地线与杆塔之间的接触电阻大小的判断方式准确性不高的问题。

以上为本申请实施例提供的实施例一，以下为本申请提供的实施例二，具体请参阅图1。

一种架空地线与杆塔的接触电阻测量方法，应用于一种架空地线与杆塔的测量连接结构；该测量连接结构包括：地线2、杆塔3、多个金具4与测量装置1；地线2通过多个金具4与杆塔3连接；地线2、杆塔3与多个金具4上均设置有接触点；测量装置1包括：装置主体11、电源12与测量器13；电源12设置于装置主体11内，且电源12的两极分别连接地线2与杆塔3，用于向地线2与杆塔3输入电流，其中，电源12的正极可以连接地线2，负极可以连接杆塔3；测量器13一端连接装置主体11，另一端连接各个接触点。

该测量方法包括以下步骤：

S21、获取电源12的输入电流分别为i₀=0，i₁=I_max/N，i₂=2I_max/N…i_n=I_max；时，地线2、杆塔3与各个金具4对应的电压值，并生成电压值数组U_0-n|i₀、U_0-n|i₁、U_0-n|i₂…U_0-n|i_n，电压值数组U_0-n对应的公式为：U_0-n=[u₀，u₁，u₂…u_n]，其中u₀为地线2的电压值，u₁至u_n-1为沿地线2往杆塔3方向各个金具4分别对应的电压值，u_n为杆塔3的电压值。

其中，n=接触点的数量-1；I_max为所述地线最大持续电流允许值，从而由电流为0到电流为I_max对应的电压值均被计算；N为预设步长值，且I_max对应的数值为N对应的数值的整数倍。

在本实施例中，N的取值范围在5至10之间；经验证，N取值过大会导致测量次数过多，在N取值为5-10时测量结果相对准确且测量次数适中。

S22、计算相邻的所述接触点在相同电流下的电压差，得到电压差值组

，所述电压差值组∆U对应的公式为：

，其中，

，

。具体计算过程为：

∆U=U_0-（n-1）-U_1-n

=[u₀，u₁，u₂…u_n-1]-[u₁，u₂…u_n]

=[u₀-u₁，u₁-u2…u_n-1-u_n]；

S23、所述根据所述电压差值组∆U计算得到多个差值电阻数组R_i中的计算公式为：R_i=（∆U_i-∆U|i₀）/i；

其中，∆U_i为i分别为i₁、i₂…i_n时对应的电压差值组∆U|i₁、∆U|i₂…∆U|i_n。

也即，根据计算公式R_i=（∆U_i-∆U|i₀）/i计算得到多个差值电阻数组R_i，具体包括R_i|i₁…R_i|i_n，并且公式中i不等于0。

通过计算∆U_i-∆U_i=0，减去电源12的输入电流为0时，杆塔3、线路2与金具4组成的线路本身的电压值，可以去除线路本身电压值的影响。

通过电压差值组∆U计算可以得到不同电流下相邻接触点之间的电阻值，进而生成差值电阻的数组R_i，以输入电流i₁为例，具体的计算过程为：

R_i|i₁=（∆U_i|i₁-∆U|i₀）/i₁

=[（（u₀-u₁）|i₁-（u₀-u₁）|i₀）/i₁，（（u₁-u₂）|i₁-（u₁-u₂）|i₀）/i₁…

（（u_n-1-u_n）|i₁-（u_n-1-u_n）|i₀）/i₁]；

S24、根据公式：R=（R_i|i₁+R_i|i₂+…+R_i|i_n）/N计算得到接触电阻数组R。

多个差值电阻数组R_i根据N取平均值，得到接触电阻的数组R，使得工作人员可以根据数组R得到腐蚀发展情况，从而采取相应的防护措施；并且，具体的根据接触电阻数组R判断腐蚀情况的方式可以是：

假设在地线2、杆塔3与金具4组成的线路初始时期，也即还未发生腐蚀的时期，接触电阻数组为R₀；之后通过定期检测，获得不同时期的接触电阻数组R，并计算不同时期的接触电阻数组R与R₀之间偏差的百分比数值，即(R-R₀)/R₀×100%；之后将百分比数值与预设的标准值对比，标准值可以根据实验测量得到，若百分比数值大于预设的标准值，则判断对应位置的接触电阻较大，即腐蚀严重。

需要说明的是，在本实施例中，电源12的输入电流为直流电流，相比与交流电，可以避免因交流注入时接触点间的电容而使测量结果偏小。同时，相比与传统的电阻测量方法，可以避免大电流作用下电路参数的非线性影响。

以上为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种架空地线与杆塔的接触电阻测量方法，其特征在于，应用于一种架空地线与杆塔的测量连接结构；

该测量连接结构包括：地线、杆塔、多个金具与测量装置；

所述地线通过多个所述金具与所述杆塔连接；

所述地线、杆塔与多个金具上均设置有接触点；

所述测量装置包括：装置主体、电源与测量器；

所述电源设置于所述装置主体内，且电源的两极分别连接所述地线与杆塔，用于向所述地线与杆塔输入电流；

所述测量器一端连接所述装置主体，另一端连接各个所述接触点；

该测量方法包括以下步骤：

获取所述电源的输入电流分别为i₀、i₁、i₂…i_n时，所述地线、杆塔与各个金具对应的电压值，并生成电压值数组U_0-n|i₀、U_0-n|i₁、U_0-n|i₂…U_0-n|i_n，所述电压值数组U_0-n对应的公式为：

，其中u₀为所述地线的电压值，u₁至u_n-1为沿地线往杆塔方向各个金具分别对应的电压值，u_n为所述杆塔的电压值；

计算相邻的所述接触点在相同电流下的电压差，得到电压差值组∆U|i₀、∆U|i₁、∆U|i₂…∆U|i_n，所述电压差值组∆U对应的公式为：∆U=U_0-（n-1）-U_1-n，其中，U_0-（n-1）=[u₀，u₁，u₂…u_n-1]，

；

根据所述电压差值组∆U计算得到多个差值电阻数组R_i；

根据所述差值电阻R_i取平均值得到接触电阻数组R。

2.根据权利要求1所述的架空地线与杆塔的接触电阻测量方法，其特征在于，所述输入电流中i₀=0，i₁=I_max/N，i₂=2I_max/N…i_n=I_max；

所述I_max为所述地线最大持续电流允许值；

所述N为预设步长值，且I_max对应的数值为N对应的数值的整数倍。

3.根据权利要求2所述的架空地线与杆塔的接触电阻测量方法，其特征在于，所述N的取值范围在5至10之间。

4.根据权利要求2所述的架空地线与杆塔的接触电阻测量方法，其特征在于，所述根据所述电压差值组∆U计算得到多个差值电阻数组R_i中的计算公式为：R_i=（∆U_i-∆U|i₀）/i；

其中，∆U_i为i分别为i₁、i₂…i_n时对应的电压差值组∆U|i₁、∆U|i₂…∆U|i_n。

5.根据权利要求4所述的架空地线与杆塔的接触电阻测量方法，其特征在于，所述根据所述差值电阻R_i取平均值得到接触电阻数组R中的计算公式为：R=（R_i|i₁+R_i|i₂+…+R_i|i_n）/N。

6.根据权利要求1所述的架空地线与杆塔的接触电阻测量方法，其特征在于，所述电源的输入电流为直流电流。

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