CN114089095A - 一种接地线漏拆检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种接地线漏拆检测装置及方法，其中装置包括锂电池组、MCU计算单元、若干个电流使能单元和高频检测模块；所述锂电池组分别连接若干个电流使能单元的输入端，每个所述电流使能单元的输出端连接一路待检测线路；所述若干个电流使能单元轮流导通，轮流向每个待检测线路输送高频电流，高频电流通过挂接地线流向大地；所述高频检测模块与大地连接，检测高频电流并将检测波形发送给所述MCU计算单元，所述MCU计算单元根据检测结果计算接地类别。本发明通过高频电流方式，准确识别是何种类型的接地方式，只有挂接地线方式才是符合安全标准的。可以实时监控地线安全，确保工作人员安全。

Description

一种接地线漏拆检测装置及方法

技术领域

本发明涉及电网的接地检测技术领域，特别涉及一种接地线漏拆检测装置及方法。

背景技术

目前，带接地线合闸送电，是供电企业列入重点的安全杜绝违规行为之一，虽然采取了严格的管理的措施和要求，但带地线合闸送电的现象还是仍然有发生，同时检修时，接地线安装不规范，接地线失去应用的保护作用。

为了防止带地线送电等误操作的发生，目前研发一种测量接地线在工作结束后是否拆除的检测工具(同时也可以判断接地线有安装时，接地电阻是不符合要求)，接地线安装工作大多数在户外进行，尤其是线路较为复杂的挂接地线工作时，由于接地线数量较多，快速判断接地线是否规范安装及全部拆除完毕需要大量的时间核实，若是使用摇表遥测线路是否存在接地现象，在高压线路及设备存在高压计量及PT的情况下，摇表无法测出线路是否存在接地现象。目前研发的工作接地线漏拆检测仪能较好的快速检测接地线是否规范及是否全部拆除完毕，并且不受高压计量及PT的影响。第一种情况是在装设接地线时，可通过工作接地线漏拆检测仪的钳子测量接地引下线，从而判断接地线是否装设规范，是否连接紧密。第二种情况是拆除所有接地线后，运用绝缘手套法将工作接地线漏拆检测仪的钳子挂在工作线路上，该装置不受高压计量或PT的影响，快速监测线路上是否还存在接地线漏拆的情况，若有未拆除接地线的现象发生，工作接地线漏拆检测仪则会发生警报。减少人工核实接地线是否已经全部拆除的时间与人力，确保送电过程的安全性。防止地线送电等误操作的发生。

基于上述原因，现研制一种工作接地线漏拆检测仪，用系统进行测量，系统与原安装的接地线形成回线路，同时在形成回路的过程中，产生回路电阻，系统可根据回路电阻判断线路上是否安装有接地线或接是线安装得不规范，大大提高安全性目前市面上的地线识别地线设备往往只根据线路上的电压差识别地线是否接地、甚至检测整个地线回路上的电阻来分析是否接地。但是该种方法用在电网检测中不完全适用。已知施工示意图如图1所示，已知高压计量埋入地下，而高压计量和三相电路是有通过电感与三相电路有直接电气连接，市面上的接地线识别装置通过识别ABC线路电平的方法，往往可能将高压计量接地识别为正常接地，此时若真的接地线被拆除，而设备不识别，工作人员可能处于危险当中。

发明内容

本发明提供一种接地线漏拆检测装置及方法，可以解决现有技术中误将高压计量接地识别为正常接地，从而使工作人员处于危险的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种接地线漏拆检测装置，包括锂电池组、MCU计算单元、若干个电流使能单元和高频检测模块；所述锂电池组分别连接若干个电流使能单元的输入端，每个所述电流使能单元的输出端连接一路待检测线路；所述若干个电流使能单元轮流导通，轮流向每个待检测线路输送高频电流，高频电流通过挂接地线流向大地；所述高频检测模块与大地连接，检测高频电流并将检测波形发送给所述MCU计算单元，所述MCU计算单元根据检测结果计算接地类别。

进一步的，所述电流使能单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、开关管Q1和开关管Q2，所述电阻R1的一端连接所述开关管Q2的漏极并作为所述电流使能单元的输入端，所述电阻R1的另一端连接所述电阻R2的一端和所述开关管Q1的漏极；所述电阻R2的另一端连接所述开关管Q2的栅极；所述开关管Q1的栅极连接所述电阻R3的一端和所述电阻R4的一端；所述电阻R4的另一端和所述开关管Q1的源极接地；所述电阻R3的另一端作为电流使能单元的使能端连接MCU计算单元；所述开关管Q2的源极作为电流使能单元的输出端。

进一步的，所述高频检测模块包括光耦T1、开关管Q3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、电容C2和放大器U1；所述开关管Q3的漏极作为所述高频检测模块的接地端，所述光耦T1的输入端作为所述高频检测电路的控制端连接所述MCU计算单元，所述电阻R6的一端连接所述光耦T1的一个输出端，所述电阻R6的另一端连接所述电阻R7的一端和所述开关管Q3的栅极；所述开关管Q3的源极分别连接所述电阻R7的另一端、所述光耦T1的另一个输出端、所述电阻R5的一端、所述电阻R8的一端，所述电阻R5的另一端接地；所述电容C1与所述电阻R5并联；所述电阻R8的另一端连接所述放大器U1的同相输入端；所述放大器U1的反相输入端串联电阻R9后接地；所述电阻R10连接在放大器U1的反相输入端和输出端之间；所述电阻R11的一端连接所述放大器U1的输出端，所述电阻R11的另一端连接所述电容C2的一端并作为高频检测模块的采集端连接MCU计算单元；所述电容C2的另一端接地。

第二方面，本发明提供一种接地线漏拆检测方法，包括以下步骤：

锂电池组分别通过若干个电流使能单元轮流向待检测线路输出高频电流；

高频电流通过挂接地线流入大地；

高频检测模块检测流入大地的电流波形；

MCU计算单元根据电流波形判断接地类型。

进一步的，所述MCU计算单元根据电流波形判断接地类型包括：无电流波形时表示没有接地，波形正常时表示接地良好，波形畸变时表示电感接地。

本发明的接地线漏拆检测装置及方法，通过高频电流方式，准确识别是何种类型的接地方式，只有挂接地线方式才是符合安全标准的。可以实时监控地线安全，确保工作人员安全。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的接地检测连接示意图；

图2为本发明的接地线漏检测装置的结构及连接示意图；

图3为本发明的电流使能单元的电路原理图及连接示意图；

图4为本发明的高频检测模块的电路原理图；

图5为利用本发明的高频检测模块检测的电流波形图之一；

图6为利用本发明的高频检测模块检测的电流波形图之二。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

高压计量器接地和正常挂接地线接地最大的区别在于电感值的大小。做出如下假设：

1、假设高压计量电感恒定，无变化。

2、假设正常挂接地线接地电感≈0mh，电阻值恒定。

根据现场需求，设计一款利用逐级高频脉冲识别地线的方法。假如正常挂接地线，电阻值恒定，随着脉冲频率上升，其电流变化以及脉冲畸变几乎恒定，则认为为正常接地；如果随着脉冲频率上升，其电流明显降低以及脉冲畸变严重，则认为为电感接地。

根据上述识别地线的方法，设计本发明的接地线漏拆检测装置，如图2所示，包括锂电池组、MCU计算单元、若干个电流使能单元和高频检测模块。锂电池组分别连接若干个电流使能单元的输入端，每个电流使能单元的输出端连接一路待检测线路。若干个电流使能单元轮流导通，轮流向每个待检测线路输送高频电流，高频电流通过挂接地线流向大地。高频检测模块与大地连接，检测高频电流并将检测波形发送给MCU计算单元，MCU计算单元根据检测结果计算接地类别。

接地类别包括挂接地线接地和高压计量接地。

如图2所示，锂电池组适合在停电检修使用。锂电池通过电流使能单元，以一定频率，轮流向着ABC线路输送电流。高频电流通过挂接地线流向大地，最后经过高频检测模块，高频检测模块识别电流的大小与波形畸变率，最后得出是否接地、挂接地线接地和高压计量接地的结论。

为了避免其他线路的干扰，同一时间只向其中一个待检测线路开启电流输出。

进一步的，电流使能单元的电路原理图如图3所示，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、开关管Q1和开关管Q2，电阻R1的一端连接开关管Q2的漏极并作为电流使能单元的输入端，电阻R1的另一端连接电阻R2的一端和开关管Q1的漏极。电阻R2的另一端连接开关管Q2的栅极。开关管Q1的栅极连接电阻R3的一端和电阻R4的一端。电阻R4的另一端和开关管Q1的源极接地。电阻R3的另一端作为电流使能单元的使能端连接MCU计算单元。开关管Q2的源极作为电流使能单元的输出端。

开关管Q1和Q2分别为N沟道开关管和P沟道开关管，在未工作的时候，R3为低电平，Q1不导通；电池电压流经R1和R2到Q2的基级，此时Q2的基级为高电平，Q2截止不工作，此时输出端电压为零。在工作的时候，MCU计算单元向着使能端输出高电平，此时Q1导通，R2被导通到地上，Q2的基级为低电平，此时锂电池可以从输入端导通到输出端，正常供电。

MCU计算单元读取高频检测模块的信号，并计算。

结合图2锂电池的电流从电流使能单元的输出端流出，经过大地，回到高频检测模块的接地端，形成一个回路。

因此在图3电流使能单元的使能端使能的情况下，高频检测模块的接地端必定为高电平。

进一步的，高频检测模块包括光耦T1、开关管Q3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、电容C2和放大器U1。开关管Q3的漏极作为高频检测模块的接地端，光耦的输入端作为高频检测电路的控制端连接MCU计算单元，电阻R6的一端连接光耦T1的一个输出端，电阻R6的另一端连接电阻R7的一端和开关管Q3的栅极。开关管Q3的源极分别连接电阻R7的另一端、光耦T1的另一个输出端、电阻R5的一端、电阻R8的一端，电阻R5的另一端接地。电容C1与电阻R5并联。电阻R8的另一端连接放大器U1的同相输入端。放大器U1的反相输入端串联电阻R9后接地。电阻R10连接在放大器U1的反相输入端和输出端之间。电阻R11的一端连接放大器U1的输出端，电阻R11的另一端连接电容C2的一端并作为高频检测模块的采集端连接MCU计算单元。电容C2的另一端接地。

图4的工作原理为：在正常工作时，MCU计算单元发出PWM到高频检测模块的控制端，控制端连接到高频检测模块内部的光耦T1，经过光耦隔离放大之后，驱动开关管Q3，此时接地端的电流可以流经Q3，导通到采样电阻R5，并在R5形成压降，经过C1滤除杂波干扰之后，经过放大器U1的放大，并送入到单片机。

已知在理想接地的情况下，接地电阻会非常小，流经采样电阻R5接近理想的方波；在有电感接地的情况，其电流波形将类似三角波或馒头波，且随着Q3开关频率的增加，其电流平均值将会降低。如图5所示。

根据现场1KHz采集的良好接地时候，检测波形良好，几乎无明显畸变；在电感时候，接地波形出现了明显畸变；MCU计算单元内部设定了畸变幅度，达到畸变幅度以上的波形，则认为为电感接地波形。

图6为10Khz的采集波形，可以看出，随着频率上升，良好接地无明显异变；电感接地时，其电流波形越来越接近三角形，且其变化幅值也降低。

根据以上结论，经过计算和设定，得出是否接地、接地线良好接地和高压计量器接地的结论。即无接地时无电流；良好接地时波形好；电感接地时波形畸变。

本发明还提供一种接地线漏拆检测方法，包括以下步骤：

锂电池组分别通过若干个电流使能单元轮流向待检测线路输出高频电流；

高频电流通过挂接地线流入大地；

高频检测模块检测流入大地的电流波形；

MCU计算单元根据电流波形判断接地类型。

进一步的，MCU计算单元根据电流波形判断接地类型包括：无电流波形时表示没有接地，波形正常时表示接地良好，波形畸变时表示电感接地。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种接地线漏拆检测装置，其特征在于，包括锂电池组、MCU计算单元、若干个电流使能单元和高频检测模块；所述锂电池组分别连接若干个电流使能单元的输入端，每个所述电流使能单元的输出端连接一路待检测线路；所述若干个电流使能单元轮流导通，轮流向每个待检测线路输送高频电流，高频电流通过挂接地线流向大地；所述高频检测模块与大地连接，检测高频电流并将检测波形发送给所述MCU计算单元，所述MCU计算单元根据检测结果计算接地类别。

2.根据权利要求1所述的接地线漏拆检测装置，其特征在于，所述电流使能单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、开关管Q1和开关管Q2，所述电阻R1的一端连接所述开关管Q2的漏极并作为所述电流使能单元的输入端，所述电阻R1的另一端连接所述电阻R2的一端和所述开关管Q1的漏极；所述电阻R2的另一端连接所述开关管Q2的栅极；所述开关管Q1的栅极连接所述电阻R3的一端和所述电阻R4的一端；所述电阻R4的另一端和所述开关管Q1的源极接地；所述电阻R3的另一端作为电流使能单元的使能端连接MCU计算单元；所述开关管Q2的源极作为电流使能单元的输出端。

3.根据权利要求1所述的接地线漏拆检测装置，其特征在于，所述高频检测模块包括光耦T1、开关管Q3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、电容C2和放大器U1；所述开关管Q3的漏极作为所述高频检测模块的接地端，所述光耦T1的输入端作为所述高频检测电路的控制端连接所述MCU计算单元，所述电阻R6的一端连接所述光耦T1的一个输出端，所述电阻R6的另一端连接所述电阻R7的一端和所述开关管Q3的栅极；所述开关管Q3的源极分别连接所述电阻R7的另一端、所述光耦T1的另一个输出端、所述电阻R5的一端、所述电阻R8的一端，所述电阻R5的另一端接地；所述电容C1与所述电阻R5并联；所述电阻R8的另一端连接所述放大器U1的同相输入端；所述放大器U1的反相输入端串联电阻R9后接地；所述电阻R10连接在放大器U1的反相输入端和输出端之间；所述电阻R11的一端连接所述放大器U1的输出端，所述电阻R11的另一端连接所述电容C2的一端并作为高频检测模块的采集端连接MCU计算单元；所述电容C2的另一端接地。

4.一种接地线漏拆检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

锂电池组分别通过若干个电流使能单元轮流向待检测线路输出高频电流；

高频电流通过挂接地线流入大地；

高频检测模块检测流入大地的电流波形；

MCU计算单元根据电流波形判断接地类型。

5.根据权利要求4所述的，接地线漏拆检测方法，其特征在于，所述MCU计算单元根据电流波形判断接地类型包括：无电流波形时表示没有接地，波形正常时表示接地良好，波形畸变时表示电感接地。

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