CN207516800U - 一种带报警监测功能的接地网测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带报警监测功能的接地网测量装置。本实用新型包括单片机、通讯报警模块、FLASH模块、电源模块、用于产生固定频率电压信号的D/A转换模块、用于将固定频率电压信号注入接地地网的电压感应线圈、用于采集接地地网中电流信号的电流感应线圈、用于采集回路电流值A/D转换模块和用于显示本地地阻值的显示模块；所述电压感应线圈连接所述D/A转换模块，所述电流感应线圈连接所述A/D转换模块，所述单片机连接所述显示模块、通讯报警模块、FLASH模块和电源模块。本实用新型能有效实时监测接地网的地阻变化，并远程数据通讯报警，测量安全迅速，安装方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及接地网测量装置技术领域，具体的说是一种带报警监测功能的接地网测量装置。
背景技术
传统的的接地网测量装置，不能连续在线监测接地网电阻综合值或回路串联电阻值，需要到现场测量记录。在有多点接地系统中需要断开接地引下线，检测效率低，使用不方便，没有远程报警监测功能。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种带报警监测功能的接地网测量装置。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种带报警监测功能的接地网测量装置，包括单片机、通讯报警模块、FLASH模块、电源模块、用于产生固定频率电压信号的D/A转换模块、用于将固定频率电压信号注入接地地网的电压感应线圈、用于采集接地地网中电流信号的电流感应线圈、用于采集回路电流值并监测所述D/A转换模块输出电压的A/D转换模块和用于显示本地地阻值的显示模块；所述电压感应线圈连接所述D/A转换模块，所述电流感应线圈连接所述A/D转换模块，所述单片机连接所述显示模块、通讯报警模块、FLASH模块和电源模块；所述电源模块连接所述显示模块、通讯报警模块、FLASH模块、A/D转换模块和D/A转换模块。
所述电压感应线圈采用纳米晶材料磁芯。
所述电流感应线圈采用纳米晶材料磁芯。
所述单片机采用C8051F020。
所述电源模块为可充电电源模块，连接有可充电锂电池。
所述通讯报警模块连接有蜂鸣器和RS485端口。
所述A/D转换模块包括第一A/D转换模块和第二A/D转换模块；所述第一A/D转换模块的输入端连接所述D/A转换模块的输出端，输出端连接所述单片机；所述第二A/D转换模块的输入端连接所述电流感应线圈，输出端连接所述单片机。
本实用新型具有以下优点及有益效果：
1、本实用新型能有效实时监测接地网的地阻变化，并远程数据通讯报警，测量安全迅速，安装方便。
2、本实用新型精度高，能有效检测接地系统的电阻变化参数，并且当接地电阻值超过设置门限时能远程报警，接地电阻值数据能通过RS485通讯方式实时发送，并能在本地端显示测量值。
3、本实用新型广泛应用于电力、气象、通信、石油石化等接地网监测。
附图说明
图1为本实用新型的电路结构框图；
图2为本实用新型的测量原理图；
图3为本实用新型的实际装置图；
图4为本实用新型的单片机的电路原理图；
图5为本实用新型的通讯报警模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
如图1所示，一种带报警监测功能的接地网测量装置，包括单片机、通讯报警模块、FLASH模块、电源模块、用于产生固定频率电压信号的D/A转换模块、用于将固定频率电压信号注入接地地网的电压感应线圈、用于采集接地地网中电流信号的电流感应线圈、用于采集回路电流值并监测所述D/A转换模块输出电压的A/D转换模块和用于显示本地地阻值的显示模块；所述电压感应线圈连接所述D/A转换模块，所述电流感应线圈连接所述A/D转换模块，所述单片机连接所述显示模块、通讯报警模块、FLASH模块和电源模块；所述电源模块连接所述显示模块、通讯报警模块、FLASH模块、A/D转换模块和D/A转换模块。所述电压感应线圈为电压型纳米晶电磁感应线圈。所述电流感应线圈为电流型纳米晶电磁感应线圈。所述单片机采用C8051F020。所述电源模块为可充电电源模块，连接有可充电锂电池。所述通讯报警模块连接有蜂鸣器和RS485端口。
如图1、图2所示，本实用新型的工作流程为：开机后电源模块为系统提供工作电压，单片机进入系统初始化，所述单片机可采用内部带有D/A转换模块且具备模拟端口的单片机，模拟端口能够输出一定波形的模拟信号。所述D/A转换模块产生固定频率的电压信号送给电压感应线圈，所述电压感应线圈将固定频率的电压信号注入接地接地网，所述电流感应线圈采集接地地网中的电流信号。所述单片机自动切换量程：开始测量时，单片机会先进入一档进行测试，此时单片机相应端口控制模拟开关电源来切换量程电路处于1档状态，单片机所采集的电压值如超过一定的限制时则进入2档，此时相应端口控制模拟开关切换量程电路处于2档状态，以此类推最高量程为3档状态，不同的档位在量程电路部分会对输入的信号做不同的放大倍数处理，单片机程序部分也会对输入的电压配套相应档位的计算公式来确定阻值。
A/D转换模块包括第一A/D转换模块和第二A/D转换模块，第一A/D转换模块用于监测D/A转换模块输出的电压值，第二A/D转换模块用于测量电流传感线圈传回的由电流值转换而来的电压值。电流感应线圈将电流信号送入第二A/D转换模块，所述第二A/D转换模块将转换的数据送入单片机，所述单片机计算地阻值并将地阻值并传递给显示模块和通讯报警模块。通讯报警模块的接地电阻报警门限值R’可通过输入按键或通讯报警模块修改，其接地电阻报警门限值在1Ω≤R’≤100Ω范围内，可根据接地系统要求设定。
本实用新型中，单片机计算地阻值的原理为：电压感应线圈提供激励信号，并在被测回路上感应一个电势E。在电势E的作用下将在被测回路产生电流I。对E及I进行测量，并通过下面的公式得到被测电阻R，即地阻值：
R＝E/I
本实用新型在测量多点接地系统时，(例如输电系统杆塔接地、通信电缆接地系统、某些建筑物等)，它们通过架空地线(通信电缆的屏蔽层)连接，组成了接地系统，其具备监测接地网的电阻综合值或回路串联电阻值；接地网的电阻综合值功能监控方法是在实际接地网中测量出其中一点的地阻值R1(此接地点与其他接地点断开或者是其他的接地网)，在利用本实用新型的接地网测量装置测量出其它接地点R2和R1的串联电阻值R，通过单片机计算程序得出这个接地网的接地电阻值Rx，其计算公式为：
并将Rx值送入显示模块显示，当Rx值大于报警门限设定值R’时蜂鸣器工作，并通过通讯报警模块发送远程报警指令。回路串联电阻值功能监控方法是在实际两个接地网中测量出第一接地点和第二接地点的串联电阻值R，并将R值送入显示模块显示，当R值大于报警门限设定值R’时蜂鸣器工作，并通过通讯模块发送远程报警指令。
如图3所示，本实用新型在实际使用中，单片机、通讯报警模块、FLASH模块、D/A转换模块和A/D转换模块集成在单片机连接模块线路板2上，单片机连接模块线路板2的一侧还连接有显示模块3，单片机连接模块线路板2套装在主壳体1的内部。主壳体1侧面设有显示方孔，使显示模块3露出来。电压感应线圈7和电流感应线圈6装在主壳体1的内部，主壳体1的内部还设有电源模块，即锂电池4，主壳体1的底部通过下盖板5密封。图4为本实用新型的单片机的电路原理图；图5为本实用新型的通讯报警模块的电路原理图。
上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种带报警监测功能的接地网测量装置，其特征在于，包括单片机、通讯报警模块、FLASH模块、电源模块、用于产生固定频率电压信号的D/A转换模块、用于将固定频率电压信号注入接地地网的电压感应线圈、用于采集接地地网中电流信号的电流感应线圈、用于采集回路电流值并监测所述D/A转换模块输出电压的A/D转换模块和用于显示本地地阻值的显示模块；所述电压感应线圈连接所述D/A转换模块，所述电流感应线圈连接所述A/D转换模块，所述单片机连接所述显示模块、通讯报警模块、FLASH模块和电源模块；所述电源模块连接所述显示模块、通讯报警模块、FLASH模块、A/D转换模块和D/A转换模块。
2.根据权利要求1所述的一种带报警监测功能的接地网测量装置，其特征在于，所述电压感应线圈采用纳米晶材料磁芯。
3.根据权利要求1所述的一种带报警监测功能的接地网测量装置，其特征在于，所述电流感应线圈采用纳米晶材料磁芯。
4.根据权利要求1所述的一种带报警监测功能的接地网测量装置，其特征在于，所述单片机采用C8051F020。
5.根据权利要求1所述的一种带报警监测功能的接地网测量装置，其特征在于，所述电源模块为可充电电源模块，连接有可充电锂电池。
6.根据权利要求1所述的一种带报警监测功能的接地网测量装置，其特征在于，所述通讯报警模块连接有蜂鸣器和RS485端口。
7.根据权利要求1所述的一种带报警监测功能的接地网测量装置，其特征在于，所述A/D转换模块包括第一A/D转换模块和第二A/D转换模块；所述第一A/D转换模块的输入端连接所述D/A转换模块的输出端，输出端连接所述单片机；所述第二A/D转换模块的输入端连接所述电流感应线圈，输出端连接所述单片机。
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