CN205038273U - 接地装置工频和冲击特性参数的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电学测量技术领域，公布了一种测量接地装置特性参数的装置。本实用新型的测量装置包括微控制器模块、RAM、显示装置、输入装置、数据采集模块、电流输出端子、电压输入端子，还包括变频电源、冲击电源、电流传感器、正弦电流信号调理模块、正弦电压信号调理模块、冲击电流信号调理模块、冲击电压信号调理模块。变频电源产生测量工频特性参数所需的正弦电流，冲击电源产生测量冲击特性参数所需的冲击电流。本实用新型的测量装置不仅可以测量接地装置的工频特性参数，还可以测量接地装置的冲击特性参数。
Description
技术领域
本实用新型属于电学测量技术领域,尤其涉及一种测量接地装置特性参数的装置。
背景技术
接地装置是实现电力系统或建筑物电气装置、设施接地的功能系统，包括埋设于地中的一个或多个导电体和接地线。接地网是电力系统使用的兼有泄流和均压作用的较大型的网状接地装置的统称。接地网性能的好坏将直接影响电力系统的稳定运行以及设备和人生的安全。接地装置特性参数的准确测量是接地工作的基础，是接地设计、建设和运行维护全过程管理的重要一环。
接地装置的特性参数包括电气完整性、接地阻抗、场区地表电位梯度、接触电位差、跨步电位差、转移电位等参数和指标。除了电气完整性外，接地装置的特性参数又可分为工频特性参数和冲击特性参数。工频特性参数是定义在工频测试电流下的一些特性参数，冲击特性参数是定义在冲击电流下的一些特性参数。接地阻抗是其中较重要的参数，定义为接地装置对远方电位零点的阻抗，数值上为接地装置与远方电位零点间的电位差与通过接地装置流入地中的电流的比值。按工频电流求得的接地阻抗称为工频接地阻抗；按冲击电流求得的接地阻抗称为冲击接地阻抗。冲击接地阻抗反映接地装置在雷电流作用下的冲击特性。工频特性参数主要用于衡量接地网泄放工频接地短路故障电流的能力，而冲击特性参数主要用来衡量接地网泄放雷电流的能力。接地装置的冲击特性和工频特性参数都有必要进行测试。然而，由于制造技术和科技水平的限制，过去对接地网特性参数的测试与计算大部分是基于工频环境，所得结果为接地网的工频特性参数。鉴于接地装置冲击特性参数测量的重要性，国家能源局发布了电力行业标准DL/T266-2012《接地装置冲击特性参数测试导则》，规定了接地装置冲击特性参数测试的一般原则、内容、方法和判据。
测量接地装置工频特性参数的设备经过多年的发展，目前技术已经比较成熟，市场上可供选择的仪器设备较多。但目前市场上测量接地装置冲击特性参数的设备比较少见，尚无既可测量工频特性参数又可以测量冲击特性参数的设备。若要对接地装置进行工频特性参数和冲击特性参数的全面测量，则需要使用两种仪器先后进行测量，现场使用不便，野外测量时也增加了携带仪器的负担。若一台设备不仅可以测量接地装置的工频特性参数而且还可以测量冲击特性参数，则可以方便现场测试人员。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种既可以测量接地装置的工频特性参数又可以测量其冲击特性参数的测量装置。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
一种接地装置工频和冲击特性参数的测量装置，包括：MCU微控制器(或微处理器)模块、RAM存储器、显示装置、输入装置、数据采集模块、电流输出端子、电压输入端子、变频电源、冲击电源、电流传感器、正弦电流信号调理模块、正弦电压信号调理模块、冲击电流信号调理模块、冲击电压信号调理模块。其中，变频电源用于产生测量工频特性参数所需的正弦电流，通过正弦电流输出端子注入被测接地装置；脉冲电源用于产生测量冲击特性参数所需的冲击电流，通过冲击电流输出端子注入被测接地装置；电流传感器包括正弦电流传感器和冲击电流传感器，分别用于测量正弦电流和冲击电流；正弦电流信号调理模块、冲击电流信号调理模块分别将正弦电流传感器和冲击电流传感器输出的电流信号进行滤波和幅度调整，以适应数据采集模块的输入范围；正弦电压信号调理模块、冲击电压信号调理模块分别将输入的正弦电压和冲击电压进行滤波和幅度调整，以适应数据采集模块的输入范围；数据采集模块用于同步采样电流和电压信号，并转换为数字信号；MCU微控制器模块控制协调其他模块的工作，并对采集到的电压、电流数据进行数据处理，计算出被测接地装置的工频和冲击特性参数，最后将结果送给显示装置。测量工频特性参数时，变频电源启动，冲击电源处于关闭状态；测量冲击特性参数时，冲击电源启动，变频电源处于关闭状态。
进一步，所述的变频电源产生的正弦电流的频率与工频接近，并可以在一定范围内改变，测试时输出的实际频率可由用户选择。
进一步，所述的冲击电源内设有脉冲电容器、充电电路、放电开关，还设有电阻值可变的调波电阻器和电感值可变的调波电感器用于调节输出电流波形，使得该冲击电源可输出1/20us、4/10us、8/20us、30/80us等标准雷电冲击波。
进一步，所述的接地装置工频和冲击特性参数的测量装置还包括便携式打印机，用于现场打印测量结果和波形。
进一步，所述的接地装置工频和冲击特性参数的测量装置还设有通讯接口，可以和其他自动化装置或计算机进行通讯。
与现有技术相比，本实用新型的优越性在于：
本实用新型的接地装置工频和冲击特性参数的测量装置既设有变频电源和正弦信号测量模块又设有冲击电源和冲击信号测量模块，使得本装置既可以测量接地装置的工频特性参数又可以测量其冲击特性参数。用户只需一台设备就可对接地装置进行全面测试。
附图说明
图1为本实用新型的一个实施例的结构示意图。
图2为使用本实用新型的装置测量接地装置的一种接线图。
图中，G为被测接地装置，C为电流极，P为电位极。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，一种接地装置的工频和冲击特性参数的测量装置，主要包括：MCU微控制器(或微处理器)模块、RAM存储器、显示装置、输入装置、数据采集模块、变频电源、冲击电源、电流传感器、正弦电流信号调理模块、正弦电压信号调理模块、冲击电流信号调理模块、冲击电压信号调理模块、正弦波电流输出端子1和2、冲击电流输出端子3和4、电压输入端子5和6、电源模块。其中，变频电源用于产生测量工频特性参数所需的正弦电流，通过正弦电流输出端子注入被测接地装置，电流频率范围为40～120Hz；脉冲电源用于产生测量冲击特性参数所需的冲击电流，通过冲击电流输出端子注入被测接地装置；电流传感器包括正弦电流传感器和冲击电流传感器，分别用于测量正弦电流和冲击电流，正弦电流传感器7采用电流互感器，冲击电流传感器8采用Rogowski线圈；正弦电流信号调理模块、冲击电流信号调理模块分别将正弦电流传感器和冲击电流传感器输出的电流信号进行滤波和幅度调整，以适应数据采集模块的输入范围；正弦电压信号调理模块、冲击电压信号调理模块分别将输入的正弦电压和冲击电压进行滤波和幅度调整，以适应数据采集模块的输入范围；数据采集模块用于同步采样电流和电压信号，并转换为数字信号；MCU模块控制协调其他模块的工作，并对采集到的电压、电流数据进行数据处理，计算出被测接地装置的工频或冲击特性参数，最后将结果送给显示装置；电源模块为其他模块提供所需的工作电源。
测量工频特性参数时，在MCU的控制下变频电源启动(此时冲击电源处于关闭状态)，输出正弦波电流，测试电流信号经过电流互感器和正弦电流信号调理模块后被送给数据采集模块，响应的电压信号经过正弦电压信号调理模块后被送给数据采集模块，数据采集模块对电流和电压信号进行同步采集并数字化后存储到RAM中，数据采集完成后，MCU对存储在RAM中的波形进行分析计算得出工频特性参数。
测量冲击特性参数时，在MCU的控制下冲击电源启动(此时变频电源处于关闭状态)，输出冲击电流，测试电流信号经过Rogowski线圈和冲击电流信号调理模块后被送给数据采集模块，响应的电压信号经过冲击电压信号调理模块后被送给数据采集模块，数据采集模块对电流和电压信号进行同步采集并数字化后存储到RAM中，数据采集完成后，MCU对存储在RAM中的波形进行分析计算得出冲击特性参数。
Claims (4)
1.一种接地装置工频和冲击特性参数的测量装置，包括MCU微控制器模块、RAM存储器、显示装置、输入装置、数据采集模块、电流输出端子、电压输入端子，其特征在于，还包括变频电源、冲击电源、电流传感器、正弦电流信号调理模块、正弦电压信号调理模块、冲击电流信号调理模块、冲击电压信号调理模块，所述的正弦电流信号调理模块、正弦电压信号调理模块、冲击电流信号调理模块、冲击电压信号调理模块与数据采集模块相连接，数据采集模块与MCU微控制器模块相连，所述的变频电源产生用于测量工频特性参数的正弦电流，所述的冲击电源产生用于测量冲击特性参数的冲击电流。
2.根据权利要求1所述的一种接地装置工频和冲击特性参数的测量装置，其特征在于，所述的变频电源产生的正弦电流的频率与工频接近，并可以在一定范围内改变。
3.根据权利要求1所述的一种接地装置工频和冲击特性参数的测量装置，所述的冲击电源内设有脉冲电容器、充电电路、放电开关，其特征在于，还设有电阻值可变的调波电阻器和电感值可变的调波电感器用于调节输出电流波形。
4.根据权利要求1所述的一种接地装置工频和冲击特性参数的测量装置，其特征在于，所述的冲击电源可输出1/20us、4/10us、8/20us、30/80us标准雷电冲击波。
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