CN204731317U - 一种智能化的接地电阻检测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种智能化的接地电阻检测仪，用于检测被测接地回路的接地电阻，包括单片机控制系统，单片机控制系统连接滤波单元，滤波单元连接功率放大器，功率放大器连接电压发生器，被测接地回路连接电压发生器和电流检测单元，电压发生器连接分压电路，分压电路连接电压采样单元，电压采样单元连接单片机控制系统；电流检测单元连接电流放大器，电流放大器连接滤波单元，滤波单元连接单片机控制系统。传感器先给被测接地回路一个激励脉冲信号，在被测接地回路上感应一个脉冲电势E，在电势E的作用下将在被测接地回路产生电流I，通过公式R＝E/I即可得到被测接地回路电阻。仪器可实时监测接地电阻，具有高精度、高稳定性、高可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能化的接地电阻检测仪，属于智能仪表技术领域。
背景技术
发电厂、变电站、通信基站等配电、防雷接地是维护电力系统安全可靠运行、保障电气设备与运行人员安全的重要措施，是电网中电力设备免受过电压危害的重要保护手段。接地不良不但会威胁到电网的安全运行，造成巨大经济损失，而且会严重威胁人身安全，因此，接地电阻检测是电气工程中不可缺少的内容。接地电网和电极每年都会因腐蚀而有不同的变化，因此对于接地网的接地电阻值要定期进行检测，看其是否超出了正常范围。
目前对接地电阻的检测主要靠人工定期通过传统的摇表式、仿摇表式数字电阻仪、手持式钳形接地电阻测试仪来进行测量，无法及时发现故障，更难以发现可能产生故障的较大缺陷。
采用传统的摇表式或仿摇表式数字电阻仪对接地电阻进行监测还存在着检测精度低、实时性不够等缺点。为了提高监测的精确度，实时地监测接地电阻状况和排除故障，网络化、远程化、智能化在线监测显得尤为重要。
随着电子技术在民用电气系统中的应用越来越广泛，伴随网络、信息技术的发展，对接地电阻检测的功能提升提供了技术可能，本实用新型正是在这种新需求、新技术条件下研发出来的。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种可实时、精确地监测接地电阻状况的接地电阻检测仪。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种智能化的接地电阻检测仪，用于检测被测接地回路的接地电阻，其特征在于：包括单片机控制系统，单片机控制系统连接滤波单元，滤波单元连接功率放大器，功率放大器连接电压发生器，被测接地回路连接电压发生器和电流检测单元，电压发生器连接分压电路，分压电路连接电压采样单元，电压采样单元连接单片机控制系统；电流检测单元连接电流放大器，电流放大器连接滤波单元，滤波单元连接单片机控制系统。
优选地，所述单片机控制系统连接数据存储单元、硬件时钟单元、看门狗单元、RS485通讯单元及人机交互界面。
优选地，所述单片机控制系统连接用于就地显示检测到的电阻值的液晶显示器、用于预置失效电阻值的键盘输入单元、以及当接地状况超出设定失效电阻值时发出声光报警指示的工作报警指示单元。
优选地，所述RS485通讯单元通过光电隔离单元与所述单片机控制系统连接。
优选地，所述单片机控制系统的模拟量输入回路设有瞬变二极管。
本实用新型的检测过程为：单片机控制系统触发产生激励脉冲信号，激励脉冲信号经过滤波单元后进入功率放大器进行功率放大，再加载到电压发生器上，电压发生器给被测接地回路一个放大后的激励脉冲信号，同时通过分压电路、电压采样单元将激励脉冲信号幅值反馈给单片机控制系统，此时在被测接地回路上感应一个脉冲电势E，在电势E的作用下在被测回路产生感应电流I，通过电流检测线圈，电流I信号被采集，经信号放大、有源滤波后进入单片机控制系统，此时在单片机控制系统内将采集到的激励脉冲信号产生的电势E和感应电流I信号通过有用数据筛选，误差修正后运用公式：R＝E/I进行运算，就可得到回路接地电阻数据。数据通过液晶显示器就地显示，同时由单片机控制系统程序控制串口对外传输数据，通过RS485网络将数据远传。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
(1)测试过程无需断开接地回路，一次安装，长期监测。
(2)测试设备与被测接地部分无电气连接，不存在过电压相互串扰问题，确保设备独立安全运行。
(3)系统接地保护智能监测设备供电电源采用独立供电系统，有效隔离了外界电磁串扰和电涌干扰，同时应用能源智能管理，可有效降低能耗，提高系统的可靠性。
(4)设备无需自检，具备隔离的RS485Modbus-RTU通讯，实现采集数据传输，提高了系统安全性，实时检测，配合上位机控制系统，可实现远程数据监控、故障预警、运行状况及故障分析。
(5)系统接地保护智能监测设备内置传感器与电路板，具有防雨淋、防尘、耐高低温、防腐、阻燃等特性，设备防护等级达到IP65，能适应高低温环境、完全满足室外安装，符合安全规格要求，确保野外、矿井下、室内等长时间在线监测的高精度、高稳定性、高可靠性。
附图说明
图1为本实用新型提供的智能化的接地电阻检测仪的系统框图；
图2为本实用新型提供的智能化的接地电阻检测仪的应用图。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
智能化的接地电阻检测仪基本原理是测量回路电阻，传感器先给被测接地回路一个激励脉冲信号，在被测接地回路上感应一个脉冲电势E，在电势E的作用下将在被测接地回路产生电流I。传感器对E及I进行测量，并通过公式：R＝E/I即可得到被测接地回路电阻。
图1为本实用新型提供的智能化的接地电阻检测仪的系统框图，系统主要由电压发生器、电流放大器、滤波电路、采样电路、单片机控制器、ROM、RAM、FLASH数据存储器、硬件时钟电路、看门狗电路、RS-485通讯接口、键盘输入、液晶显示器等部分组成。
其检测过程为：单片机控制系统触发产生激励脉冲信号，激励脉冲信号经过滤波电路后进入功率放大器进行功率放大，再加载到电压线圈上，电压线圈给被测接地回路一个放大后的激励脉冲信号，同时通过分压电路、电压采样电路将激励脉冲信号幅值反馈给单片机控制系统，此时在被测接地回路上感应一个脉冲电势E，在电势E的作用下在被测回路产生感应电流I，通过电流检测线圈，电流I信号被采集，经信号放大、有源滤波后进入单片机控制系统，此时在单片机控制系统内将采集到的激励脉冲信号产生的电势E和感应电流I信号通过有用数据筛选，误差修正后运用公式：R＝E/I进行运算，就可得到回路接地电阻数据，数据通过仪表液晶显示器就地显示，同时由单片机控制系统程序控制串口对外传输数据，通过RS485网络将数据远传。
设备供电方式：可以外部交流220V电源引到接地电阻在线采集单元，通过电源适配器给接地电阻在线采集单元供电；也可配置蓄电池给接地电阻在线采集单元供电，同时可配置太阳能电池板，在无法取电的场所给蓄电池及接地电阻在线采集单元供电。
设备模拟量输入回路设有瞬变二极管等高电压抑制元件，防止高电压进入装置其它回路，实现输入过电压保护。
实时地采集接地电阻参数并定时存储在自身的存储器中，具备实施存储、掉电保护功能。
设备采用硬件、软件看门狗及非法指令中断等措施，确保系统在非正常状态下能自动重启自检。
测试设备设有人机交互界面、系统时钟单元及工作报警指示单元。人机交互界面采用宽屏中文字符LCD显示模块就地直接显示检测的电阻值，并通过键盘设定报警临界值，接地电阻在线采集单元能就地预置失效电阻值，当接地状况超出设定失效电阻值时，声光报警指示。
系统具有越限事件和历史数据追忆功能，越限事件按时间先后顺序显示，历史数据按人工输入的时间段显示。
测试设备连接RS485通讯单元，具有通讯功能。RS485通讯单元采用了光电隔离，防雷保护等措施。
图2为本实用新型提供的智能化的接地电阻检测仪的应用图，图中三套智能化的接地电阻检测仪(1、2、3)分别穿过A、B、C三个接地极，A、B、C三个接地极一端接地网，一端通过电缆实现等电位连接，智能化的接地电阻检测仪3号的RS485信号线接入2号的RS485接口，2号的RS485信号线接入1号的RS485接口，再经过1号的RS485接口与RS485总线连接，实现“手拉手”连接，检测到的接地电阻参数经RS485通信器，通过RS232转接口接入计算机，通过开发的上位机软件实现实时数据检测，同时可以太网、光纤组网数据传输，对A、B、C三个接地极构成的接地回路进行监测，在监控后台建立存储和监测系统，实现接地状态分析和隐患判断。
本实用新型提供的智能化的接地电阻检测仪为在线测试，非接触测量，地线穿心通过，不影响防雷接地效果和设施的正常运行。可实现抗干扰的实时检测，为智能电网用户端提供远程、实时在线测量接地电阻的智能监测方案，对接地电阻的在线测量、动态监测、安全分析，对接地系统的接地电阻退化、严重影响接地泄流效果和耐流耐压能力的状况提前预警，可有效避免因接地失效造成极大破坏性的雷击事故，预防经济损失，保障人身安全。
Claims (5)
1.一种智能化的接地电阻检测仪，用于检测被测接地回路的接地电阻，其特征在于：包括单片机控制系统，单片机控制系统连接滤波单元，滤波单元连接功率放大器，功率放大器连接电压发生器，被测接地回路连接电压发生器和电流检测单元，电压发生器连接分压电路，分压电路连接电压采样单元，电压采样单元连接单片机控制系统；电流检测单元连接电流放大器，电流放大器连接滤波单元，滤波单元连接单片机控制系统。
2.如权利要求1所述的一种智能化的接地电阻检测仪，其特征在于：所述单片机控制系统连接数据存储单元、硬件时钟单元、看门狗单元、RS485通讯单元及人机交互界面。
3.如权利要求2所述的一种智能化的接地电阻检测仪，其特征在于：所述单片机控制系统连接用于就地显示检测到的电阻值的液晶显示器、用于预置失效电阻值的键盘输入单元、以及当接地状况超出设定失效电阻值时发出声光报警指示的工作报警指示单元。
4.如权利要求2所述的一种智能化的接地电阻检测仪，其特征在于：所述RS485通讯单元通过光电隔离单元与所述单片机控制系统连接。
5.如权利要求1所述的一种智能化的接地电阻检测仪，其特征在于：所述单片机控制系统的模拟量输入回路设有瞬变二极管。
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