CN205317857U - 大型地网接地阻抗检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型地网接地阻抗检测装置，包括电流测试电路、电压测试电路和微处理器，电流测试电路将输入大型地网的电流数据传输至微处理器，电压测试电路将大型地网的电压数据传输至微处理器，微处理器根据电流数据和电压数据输出大型地网的接地阻抗至输出端，电流测试电路包括用于输出正弦波检测电流的异频恒流电源。本实用新型采用异频恒流电源输出正弦波形的检测电流，减少了检测电流中含有的谐波频率，不会对检测结果造成较大的误差，另外，异频恒流电源输出不同频率的检测电流，减小了误差。

Description

大型地网接地阻抗检测装置

技术领域

本实用新型涉及电学设备技术领域，特别是指一种大型地网接地阻抗检测装置。

背景技术

目前国内接地装置的测试工作比较薄弱，一些关键的技术观念比较模糊，技术手段落后。针对上述现状，我国制订了最新行业标准DL/T475-2006和国家标准GB/T17949.1-2000。新标准对旧标准做了很多重要改变。

工频接地阻抗，是指接地装置对远方电位零点间的电位差与通过接地装置流入地中的工频电流的比值。工频接地阻抗以往被习惯地称为“工频接地电阻”。此名称的纠正，在国家标准GB/T17949.1-2000“接地系统的土壤电阻率，接地阻抗和地面电位测量导则第一部分：常规测量”以及电力行业标准“接地装置特性参数测量导则修订稿”(取代DL475-92)中作了阐述。

在对接地装置进行测量时，由于受不平衡零序电流以及射频等各种干扰，使得测试结果产生很大的误差。特别是大型接地网的接地阻抗一般很小(一般在0.5Ω以下)，干扰带来的相对误差更大。为了降低现场干扰的影响，目前采用的方法主要有两种，一种是增大测试电流，一种是使用异频法。第一种方法是通过加大测试电流来加大信号电压和信号电流，从而提高信噪比，减小测量误差。这种方法由于采用了很大的测试电流(DL/T475-2006标准推荐不宜小于50A)，使得设备非常笨重，且布线劳动强度很大，耗时耗力。而且，由于主要干扰与信号同频，无法从根本上消除干扰的影响，为解决该问题，湖南省电力工业局文件(湘电科[1997]111号)“关于下达1997年科技攻关、开发及科技成果推广计划的通知”第38项下达了“运行中大型变电站接地网接地电阻测试与研究”攻关计划，与华中理工大学联合攻关，解决了工频流入地网电流干扰及测试引线线间的干扰问题。该研究成果获得了华中电网集团科技进步二等奖，湖南省电力公司科技进步二等奖。异频法则是通过改变测试电流的频率来避开工频干扰，由于信号频率与干扰频率不同，就可以通过滤波器来滤除干扰的影响，从而提高测量精度。异频法由于采用的测试电流较小，因此设备小巧，布线劳动强度也大大减轻。由于具有测试结果稳定可靠和省时省力的优点，异频法测试已被国内外专家广泛接受和采用。

但是根据定义，工频接地阻抗是指接地装置在工频电流下呈现出的阻抗，而异频法采用的测试电流频率不为工频,因此测得的数值就会与工频电流下测得的值有偏差。现有的检测装置采用单一频率的检测电流，造成的误差较大，而且现有检测装置的检测电流的波形各不相同，如采用方波作为检测电流，则会出现丰富的谐波频率，加大误差。

实用新型内容

本实用新型提出一种大型地网接地阻抗检测装置，解决了现有技术中误差大的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种大型地网接地阻抗检测装置，包括电流测试电路、电压测试电路和微处理器，电流测试电路将输入大型地网的电流数据传输至微处理器，电压测试电路将大型地网的电压数据传输至微处理器，微处理器根据电流数据和电压数据输出大型地网的接地阻抗至输出端，电流测试电路包括用于输出正弦波检测电流的异频恒流电源。

进一步的，电流测试电路还包括用于检测输入大型地网的电流数据的电流互感器，电流互感器经电流放大器和第一滤波器将电流数据传输至模数转换器，模数转换器对电流数据进行模数转换，将模数转换后的电流数据传输至微处理器。

进一步的，异频恒流电源的输出频率为45Hz或55Hz。

进一步的，电压测试电路包括用于采集大型地网的电压数据的电压端子，电压端子将电压数据传输至电压放大器进行电压放大，电压放大器将放大后的电压数据经第二滤波器传输至模数转换器，模数转换器将模数转换后的电压数据传输至微处理器。

进一步的，输出端包括显示屏和/或微型打印机。

进一步的，输出端还包括RS232通讯接口和/或RS485通讯接口和/或网络接口和/或USB接口。

进一步的，输出端包括无线通讯模块，无线通讯模块与微处理器连接。

进一步的，电流测试电路、电压测试电路、微处理器和输出端均集成在壳体内。

进一步的，壳体上设有按键区，按键区包括若干按键。

本实用新型的有益效果在于：采用异频恒流电源输出正弦波形的检测电流，减少了检测电流中含有的谐波频率，不会对检测结果造成较大的误差，另外，异频恒流电源输出不同频率的检测电流，减小了误差。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型大型地网接地阻抗检测装置的原理框图；

图2为本实用新型大型地网接地阻抗检测装置的主视图；

图3为本实用新型大型地网接地阻抗检测装置实施例一的使用状态图；

图4为本实用新型大型地网接地阻抗检测装置实施例二的使用状态图。

图中，1-微处理器；2-电流测试电路；3-电压测试电路；4-输出端；5-异频恒流电源；6-电流互感器；7-电流放大器；8-第一滤波器；9-模数转换器；10-电压放大器；11-第二滤波器；12-显示屏；13-微型打印机；14-接地接口；15-复位键；16-设置键；17-确定键；18-电源开关；19-电源接口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提出了一种大型地网接地阻抗检测装置，包括电流测试电路、电压测试电路和微处理器1，电流测试电路将输入大型地网的电流数据传输至微处理器1，电压测试电路3将大型地网的电压数据传输至微处理器1，微处理器1根据电流数据和电压数据输出大型地网的接地阻抗至输出端4，电流测试电路2包括用于输出正弦波检测电流的异频恒流电源5。采用异频恒流电源5输出正弦波形的检测电流，减少了检测电流中含有的谐波频率，不会对检测结果造成较大的误差，另外，异频恒流电源5输出不同频率的检测电流，减小了误差。

如图2所示，本实用新型的主视图表示的是本实用新型的仪器面板。

电流测试电路、电压测试电路、微处理器1和输出端4均集成在壳体内。电流测试电路2还包括用于检测输入大型地网的电流数据的电流互感器6，电流互感器6经电流放大器7和第一滤波器8将电流数据传输至模数转换器9，模数转换器9对电流数据进行模数转换，将模数转换后的电流数据传输至微处理器1。异频恒流电源5的输出频率为45Hz或55Hz。异频恒流电源5输出不同频率的正弦波形的检测电流。异频恒流电源5通过电流端子E和电流端子C向大型地网输出检测电流，电流端子E连接大型地网，电流端子C连接电流极，电流极设置在地下。电流端子C和电流极通过检测电流线连接，测量电流线的长度可采用大型地网对角线长度的4-5倍(平行布线法)或2倍以上(三角形布线法)。

电压测试电路3包括用于采集大型地网的电压数据的电压端子，具体的，电压端子包括电压端子P1和电压端子P2，电压端子将电压数据传输至电压放大器10进行电压放大，电压放大器10将放大后的电压数据经第二滤波器11传输至模数转换器9，模数转换器9将模数转换后的电压数据传输至微处理器1。在使用过程中，需将电压端子P1连接大型地网，电压端子P2连接电位极，电压端子通过测量电压线与电位极连接。测量电压线的长度为测量电流线的长度的0.618倍(平行布线法)或等于测量电流线(三角形布线法)。当确定电流极和电位极的位置后，可作为电流极和电位极的地桩分别打入地下，应使其与土壤紧密接触。

对于测量电压线和测量电流线的要求为电流线铜芯截面积≥1.0mm²，电压线铜芯截面积≥0.2mm²。关于导线的选择。测量时，测量电流线中将流过最大3A的电流，因此测量电流线应具有通3A电流的能力，选用铜芯截面积大于1.5mm²的导线即可。但是当电流线布得很长时，电流线的电阻会增加回路电阻，为了降低电流线的电阻，应该选用较粗的测量电流线。测量电压线中只流过微安级电流，因此不用考虑其通流能力。测量电压线和测量电流线应具有良好的绝缘外皮，应用绝缘胶布包好连接点。请选择一个可接触良好的待测接地装置(即大型地网)的接地引下线(如镀锌扁钢)，为电流注入点和电压测量点。用一根导线(上面要求的测量电流线)将仪器面板的电流端子E与电流注入点可靠连接，再用一根导线(测量电压线)将仪器面板的电压端子P1与电压测量点可靠连接。用测量电流线将电流极与仪器面板上的电流端子C可靠连接。用测量电位线将电位极与仪器面板上的的电流端子P2可靠连接。进行电连接时，注意首先去除接触处的锈蚀层。检查接线无误后，可进行下一步操作。

用户启动本实用新型后，微处理器1首先开启异频恒流电源5使之输出频率为45Hz的检测电流，待检测电流稳定之后，微电脑系统通过模数转换器9取得电压数据和电流数据，进行数字滤波后计算出电压V₄₅和电流I₄₅及其相位差,再进一步计算出阻抗Z₄₅、电阻分量R₄₅和电抗分量X₄₅。然后，切换异频恒流电源5的检测电流的输出频率为55Hz，经过同样的步骤后可计算出阻抗Z₅₅、电阻分量R₅₅和电抗分量X₅₅。取Z₄₅和Z₅₅的平均值作为工频接地阻抗Z₅₀。

输出端4包括显示屏12和/或微型打印机13。微处理器1连接显示屏12和/或微型打印机13，微处理器1将计算出的接地阻抗的值发送给显示屏12，显示屏12会将接地阻抗的值进行显示，本实用新型还可根据用户的需求打印出接地阻抗的值，以及检测到的电压或电流值。

输出端4还包括RS232通讯接口和/或RS485通讯接口和/或网络接口和/或USB接口。微处理器1可通过上述接口，将接地阻抗的值传输出去，使得本实用新型的适用范围更加广泛，使用更方便，可使远处的工作人员得知具体的数据。

输出端4包括无线通讯模块，无线通讯模块与微处理器1连接。无线通讯模块可使得本实用新型实现远程无线控制以及远程无线传输数据。

壳体上设有按键区，按键区包括若干按键。具体的，按键区包括电源开关18、电源接口19，复位键15、设置键16、接地接口14和确定键17，本实用新型采用220V交流电源，通过电源接口19连接电源，电源开关18控制电源的通断。复位键15可强行中止本实用新型的检测，设置键16可对本实用新型进行设置，接地接口14确保本实用新型接地。确定键17，按下该键，本实用新型将启动内部电源并开始测量。

另外，当大型地网的接地电阻大于0.5欧姆时，电流端子E在使用三极法测量时必须与P1短接起来(见图3)，但当大型地网接地电阻很小，为了减小接触电阻引起的误差，需单独引线与大型地网测试点相连(见图4)。其中，在图3和图4中，G代表大型地网，P代表电位极，C代表电流极。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大型地网接地阻抗检测装置，其特征在于：包括电流测试电路、电压测试电路和微处理器，所述电流测试电路将输入所述大型地网的电流数据传输至所述微处理器，所述电压测试电路将所述大型地网的电压数据传输至所述微处理器，所述微处理器根据所述电流数据和所述电压数据输出所述大型地网的接地阻抗至输出端，所述电流测试电路包括用于输出正弦波检测电流的异频恒流电源。

2.根据权利要求1所述的大型地网接地阻抗检测装置，其特征在于：所述电流测试电路还包括用于检测输入所述大型地网的电流数据的电流互感器，所述电流互感器经电流放大器和第一滤波器将电流数据传输至模数转换器，所述模数转换器对所述电流数据进行模数转换，将模数转换后的电流数据传输至所述微处理器。

3.根据权利要求1或2所述的大型地网接地阻抗检测装置，其特征在于：所述异频恒流电源的输出频率为45Hz或55Hz。

4.根据权利要求1所述的大型地网接地阻抗检测装置，其特征在于：所述电压测试电路包括用于采集所述大型地网的电压数据的电压端子，所述电压端子将电压数据传输至电压放大器进行电压放大，所述电压放大器将放大后的电压数据经第二滤波器传输至模数转换器，所述模数转换器将模数转换后的电压数据传输至所述微处理器。

5.根据权利要求1所述的大型地网接地阻抗检测装置，其特征在于：所述输出端包括显示屏和/或微型打印机。

6.根据权利要求5所述的大型地网接地阻抗检测装置，其特征在于：所述输出端还包括RS232通讯接口和/或RS485通讯接口和/或网络接口和/或USB接口。

7.根据权利要求5所述的大型地网接地阻抗检测装置，其特征在于：所述输出端包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与所述微处理器连接。

8.根据权利要求1所述的大型地网接地阻抗检测装置，其特征在于：所述电流测试电路、电压测试电路、微处理器和输出端均集成在壳体内。

9.根据权利要求8所述的大型地网接地阻抗检测装置，其特征在于：所述壳体上设有按键区，所述按键区包括若干按键。