CN205656242U - 含火花效应修正功能的杆塔冲击接地电阻测量仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及线路杆塔防雷接地技术，具体涉及含火花效应修正功能的杆塔冲击接地电阻测量仪，包括看门狗和电源电路，还包括冲击电流发生器、杆塔接地体、示波器、MCU控制板、显示器、电压互感器与电流互感器、冲击接地电阻数据库；所述MCU控制板通过所述冲击电流发生器连接所述杆塔接地体；所述杆塔接地体依次连接所述电压互感器与电流互感器、示波器和冲击接地电阻数据库；所述MCU控制板分别连接所述看门狗、所述显示器和所述示波器；所述电源电路用于提供电源。该电阻测量仪考虑到了冲击电流作用下杆塔接地体的火花效应，准确度优于直接用工频电阻衡量的方法和仿真计算得到的冲击电阻，同时测量装置要求降低，解决了无法进行现场测量的难题。
Description
技术领域
本实用新型属于线路杆塔防雷接地技术领域，特别涉及含火花效应修正功能的杆塔冲击接地电阻测量仪。
背景技术
输电线路杆塔接地是降低雷击杆塔时产生的过电压对线路构成威胁的重要措施，而杆塔的冲击接地电阻大小直接影响线路耐雷水平，降低冲击接地电阻值能显著提高线路耐雷水平，所以为保障输电线路安全运行，准确测量雷电流作用下杆塔接地电阻值至关重要。雷电流作用下杆塔接地装置的冲击特性与接地体的工频特性有很大的差别，所以常出现输电线路杆塔接地装置工频接地阻抗的实测结果满足要求，而输电线路遭到雷击后仍跳闸的情况。
专利CN200910063596提出了一种输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法及其仪器，通过冲击电流发生器产生小幅值的入射电流注入大地，数据采集装置采集杆塔接地体电压和电流，对数据进行处理与线性放大，求出接地体在标准雷电流作用下冲击接地电阻。该方法直接将数据线性放大，得到标准冲击电流下的接地电阻，忽略了雷电流冲击下接地体的电感效应和火花效应，结果不准确。
目前市场上的冲击接地电阻测量仪要么适用范围有限，只能测量特定电压等级或者特定接地体结构的冲击电阻，要么通过仿真数据估算，无法准确考虑到冲击电流下接地体的火花效应，要么运用起来耗时费力，不能同时保证简便性和精度的要求。因此需要设计准确实用的杆塔冲击接地电阻测量仪，以便工程上对杆塔接地装置进行科学合理的检验。
实用新型内容
本实用新型的目的提供一种利用接地模型试验研究的结果对实际杆塔冲击电阻测量值进行火花效应修正，测量精度高的杆塔冲击接地电阻测量仪。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：含火花效应修正功能的杆塔冲击接地电阻测量仪，包括看门狗和电源电路，还包括冲击电流发生器、杆塔接地体、示波器、MCU控制板、显示器、电压互感器与电流互感器、冲击接地电阻数据库；所述MCU控制板通过所述冲击电流发生器连接所述杆塔接地体；所述杆塔接地体依次连接所述电压互感器与电流互感器、示波器和冲击接地电阻数据库；所述MCU控制板分别连接所述看门狗、所述显示器和所述示波器；所述电源电路用于提供电源。
进一步地，所述电阻测量仪所有部件组装在一个便携式外壳箱内，且所述便携式外壳箱上设有接线柱。
进一步地，所述电源电路采用交直流变换器，通过AC/DC变换将220V交流变换成直流电压±12V和±5V输出。
更进一步地，所述冲击电流发生器采用便携式冲击电流发生器，保持波形为1.2/50μs。
更加进一步地，所述冲击电流发生器产生冲击电流注入接地极，接着通过所述电压互感器与电流互感器的二次侧电压电流信号经所述示波器采集，所述MCU控制板将所述示波器采集到的信号与所述冲击接地电阻数据库中数据进行比较处理，再由所述显示器显示。
本实用新型的工作原理：测量仪工作时，首先冲击电流发生器产生小幅值的冲击电流，注入接地极，然后电压互感器与电流互感器的二次侧电压电流信号经示波器采集，MCU主控制板将采集到的冲击接地电阻曲线和冲击接地电阻数据库中的曲线对照，经过计算得到标准雷电流冲击下接地体的电阻。
上述电阻测量仪中冲击接地电阻数据库的建立：
将实际工程杆塔常用的接地体结构和尺寸等效缩小10倍作为接地体模型，进行冲击电流试验，调节冲击电流发生器，其幅值由小到大变化，得到不同的土壤电阻率下接地模型冲击电阻随冲击电流幅值的变化关系。试验中考虑到了大冲击下土壤的火花效应，冲击电流幅值最大达到1kA，等效于真型接地体尺寸下电流幅值100kA，电流波形保持0.12/5μs不变，等效于真型接地体尺寸下电流波形1.2/50μs。
根据缩比杆塔模型尺寸和真型杆塔之间的等效关系，将缩比试验得到的接地体冲击电阻随冲击电流幅值变化的曲线换算成实际尺寸杆塔的冲击接地电阻曲线。将换算后的真型杆塔冲击电阻随冲击电流幅值变化的曲线整理成冲击接地电阻数据库。
上述电阻测量仪中实际杆塔接地体冲击电阻曲线和冲击接地电阻数据库中电阻曲线对比：
将实际杆塔接地体在低幅值的冲击电流下随着电流幅值增加的变化规律曲线与冲击接地电阻数据库中各个电阻曲线对比，计算其走势吻合度，试验曲线为不同冲击电流下各点电阻值与冲击接地电阻数据库电阻曲线相应的电阻值相减，得到一个差值的数据队列，然后求其平均差值和标准差，标准差越小说明吻合度越高。冲击接地电阻数据库中与试验曲线走势吻合度最高的接地电阻曲线作为该杆塔的冲击接地电阻参考值，在大幅值的雷电流冲击下，杆塔的接地电阻值为参考值加上平均差值。
本实用新型的有益效果：提出通过测得杆塔低幅值冲击电流下的接地电阻，搜索冲击接地电阻数据库对照得到大冲击电流下杆塔接地电阻，考虑到了冲击电流作用下杆塔接地体的火花效应，准确度优于直接用工频电阻衡量的方法和仿真计算得到的冲击电阻，同时测量装置要求降低，解决了无法进行现场测量的难题。
附图说明
图1是本实用新型一个实施方式结构示意图；
图2是本实用新型含一个实施方式原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。
如图1所示，本实用新型的具体实施方式采用如下技术方案，含火花效应修正功能的杆塔冲击接地电阻测量仪，包括看门狗和电源电路，还包括冲击电流发生器1、杆塔接地体、示波器2、MCU控制板3、显示器4、电压互感器与电流互感器5、冲击接地电阻数据库6；所述MCU控制板3通过所述冲击电流发生器1连接所述杆塔接地体；所述杆塔接地体依次连接所述电压互感器与电流互感器5、示波器2和冲击接地电阻数据库6；所述MCU控制板3分别连接所述看门狗、所述显示器4和所述示波器2；所述电源电路用于提供电源。
上述的电阻测量仪中所述电阻测量仪所有部件组装在一个便携式外壳箱内，且所述便携式外壳箱上设有接线柱。所述电源电路采用交直流变换器，通过AC/DC变换将220V交流变换成直流电压±12V和±5V输出。 所述冲击电流发生器1采用便携式冲击电流发生器，保持波形为1.2/50μs。所述冲击电流发生器产生冲击电流注入接地极，接着通过所述电压互感器与电流互感器的二次侧电压电流信号经所述示波器采集，所述MCU控制板将所述示波器采集到的信号与所述冲击接地电阻数据库中数据进行比较处理，再由所述显示器显示。
上述的电阻测量仪中所有部件组装在一个便携式外壳箱内，便携式外壳箱上设有接线柱，用于三极法接地电阻测量时和电压电流极以及接地极相连。电源电路中包括一个交直流变换器，通过AC/DC变换将220V交流变换成不同大小的直流电压±12V和±5V，供给各部件电源。
上述的电阻测量仪原理是利用冲击电流发生器产生波形为1.2/50μs，幅值较小的冲击电流注入接地极，配合示波器，采用三极法测量接地体在低幅值的冲击电流下随着电流幅值增加的变化规律曲线，通过与冲击接地电阻数据库中完整的电阻曲线对比，选取与其走势吻合度最高的曲线加上平均差值得到其标准大电流冲击下的接地电阻。
利用上述的电阻测量仪进行杆塔冲击接地电阻的测量，步骤如下：
（1）断开杆塔和接地体的连接；
（2）根据三极法中的直线法在现场布线，将电阻测量仪的接线柱分别和电压极、电流极、接地极相连，注意每个接线柱对应的连接电极，不要混淆；
（3）电阻测量仪开机，进行自检测试和校准；
（4）冲击电流发生器开启，调节其波头时间和幅值；
（5）读取并记录保存最终的冲击接地电阻曲线。
电阻测量仪工作时，首先冲击电流发生器产生小幅值的冲击电流，注入接地极，然后电压互感器与电流互感器的二次侧电压电流信号经示波器采集，采集到的冲击接地电阻曲线和冲击接地电阻数据库中电阻曲线对照，经过计算得到标准雷电流冲击下接地体的电阻。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
虽然以上结合附图描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本实用新型的原理和实质。本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (5)
1.含火花效应修正功能的杆塔冲击接地电阻测量仪，包括看门狗和电源电路，其特征在于：还包括冲击电流发生器、杆塔接地体、示波器、MCU控制板、显示器、电压互感器与电流互感器、冲击接地电阻数据库；所述MCU控制板通过所述冲击电流发生器连接所述杆塔接地体；所述杆塔接地体依次连接所述电压互感器与电流互感器、示波器和冲击接地电阻数据库；所述MCU控制板分别连接所述看门狗、所述显示器和所述示波器；所述电源电路用于提供电源。
2.如权利要求1所述的含火花效应修正功能的杆塔冲击接地电阻测量仪，其特征在于：所述电阻测量仪所有部件组装在一个便携式外壳箱内，且所述便携式外壳箱上设有接线柱。
3.如权利要求1所述的含火花效应修正功能的杆塔冲击接地电阻测量仪，其特征在于：所述电源电路采用交直流变换器，通过AC/DC变换将220V交流变换成直流电压±12V和±5V输出。
4.如权利要求1所述的含火花效应修正功能的杆塔冲击接地电阻测量仪，其特征在于：所述冲击电流发生器采用便携式冲击电流发生器，保持波形为1.2/50μs。
5.如权利要求1所述的含火花效应修正功能的杆塔冲击接地电阻测量仪，其特征在于：所述冲击电流发生器产生冲击电流注入接地极，接着通过所述电压互感器与电流互感器的二次侧电压电流信号经所述示波器采集，所述MCU控制板将所述示波器采集到的信号与所述冲击接地电阻数据库中数据进行比较处理，再由所述显示器显示。
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