CN2098690U

CN2098690U - 超低频微机型接地电阻测量仪

Info

Publication number: CN2098690U
Application number: CN 91219435
Authority: CN
Inventors: 施亚民
Original assignee: Zhejiang Electric Transmission And Transformation Engineering Corp
Current assignee: Zhejiang Electric Transmission And Transformation Engineering Corp
Priority date: 1991-08-06
Filing date: 1991-08-06
Publication date: 1992-03-11

Abstract

本实用新型公开了一种测量接地网接地电阻的超低频微机型接地电阻测量仪。其特征是它主要由微型计算机8、超低频功率发生器7、信号选择电路 E、电压信号通道UT、电流信号通道IT、电流回路取样电阻Rn及显示器9、工作电源10组成。使用时，微机能根据检测到的电压、电流回路信号值进行计算并校正误差，直观地显示出测定值。它具有抗干扰能力强、使用方便、自动校正测量精度高等优点。

Description

本实用新型超低频微机型接地电阻测量仪是一种主要用于电厂、变电所等部门对接地网接地电阻进行测量的仪器。

测量接地电阻，一般要设两组辅助性接地体。一组称接地棒或电压探针Z，用来测量被测接地体与零电位间电压；另一组称辅助接地体或电流极B，用来构成流过被测接地体的电流回路。目前，测量接地电阻的仪器有流比计型、电位差型和电桥型等。如苏联产MC－07型、日本产L－9型、国产ZC－8型均采用手摇发电机作测量电源，由检流计作测量指示，主要存在问题是抗干扰能力差，对大型接地网无法进行精确测量。

本实用新型的任务是提供一种抗干扰能力强、使用方便、以超低频功率发生器为测量电源，用微机进行计算并校正测量误差，用数字显示器直观显示正确测量值的超低频微机型接地电阻测量仪。

本实用新型超低频微机型接地电阻测量仪主要由一个微型计算机和一个低频功率发生器、一个电压信号通道、一个电流信号通道、一个信号选择电路及一个工作电源、一个显示器、一只接地电流回路取样电阻R_n组成。其中：超低频功率发生器的输入端接微机接受超低频信号，超低频功率发生器的一个输出端X接本测量仪壳体接线柱J_I，另一个输出端y通过取样电阻R_n接壳体接线柱A；信号选择电路能在输入的两种信号中选择一种信号输出，其两个输入端分别接壳体接线柱J_u和超低频功率发生器的一个输出端y，其控制极与微机的一个输出口连通，信号选择受微机控制；电压信号通道，由一个能对工频及以上频率起衰减作用的有源低通滤波器和一个能将超低频信号整形成方波信号输出的整形电路、一个能将超低频信号整流成直流信号输出的整流电路构成。其中，有源低通滤波器的两个输入端分别接信号选择电路的输出端和壳体的接线柱A，其输出端共接整形电路和整流电路的输入端。整形电路和整流电路的输出端分别与微机的两个输入端连接，供计算和校正用；电流信号通道的两个输入端跨接于取样电阻R_n的两端，其内部结构及两个输出端的外接状况与电压信号通道相同；显示器与微机的输出端相接。

本实用新型，由于采用了超低频测量电源和微机运算及上述相应的电路，故具有使用方便、抗干扰能力强、测量精确高的优点。

附图1，为本实用新型实施例的电路原理方框图（大虚线框内）及使用时与外界的接线示意图；

附图2，为本实施例中的低频功率发生器电路图；

附图3，为本实施例中的信号选择电路图；

附图4，为本实施例中的电压（电流）信号通道电路图；

附图5，为本实施例的外形图。

以下依附图进一步作实施例说明：

如图1、2、3、4所示，本实施例超低频微机型接地电阻测量仪，由一个单板微型计算机8和一个低频功率发生器7、一个电压信号通道UT、一个电流信号通道IT、一个信号选择电路E及一个工作电源10、一个数字显示器9、一只接地电流回路取样电阻R_n组成。其中：超低频功率发生器7由一只“D”端与“ Q”端短接的D型触发器F和对称的两只耦合电容器C₁、C₂，两只限流电阻R₁、R₂，两只回流二极管D₁、D₂，两只偏置电阻R₃、R₄，两只复合功率放大管BG₁、BG₂及一只隔离变压器HB构成。这里电容、电阻C₁、R₁和C₂、R₂分别串联于触发器F的两个输出端Q、 Q和两只复合功率放大管BG₁、BG₂的基极之间，二极管、电阻D₁、R₃和D₂、R₄分别并联于复合管BG₁、BG₂的基极与零线之间，两复合管BG₁、BG₂的输出端分别接隔离变压器HB原匝线圈的两端，并由隔离变压器HB付匝线圈的两端作为功率发生器7的两个输出端x、y，D型触发器的CP端作为功率发生器7的输入端。CP端与微机8的一个端子连接，接受低频信号e_d，X端与壳体上的接线柱J_I连接、y端通过取样电阻R_n与壳体上的接线柱A连接；信号选择电路E由一只继电器J及依次串联接于继电器J动触点后的一个由电阻R₅、R₆、R₇与电容C₃、C₄、C₅构成的无源低通滤波器和一只耦合电容器C₆组成。并以继电器J的两个动触点为输入端分别接壳体接线柱J_u和超低频功率发生器7的一个输出端y。继电器J线圈的一端与微机8的一个输出端连接，接受控制信号K_u。线圈的另一端接壳体接线柱A；电压信号通道UT，由一个能对工频及以上频率起很大衰减作用的有源低通滤波器1和一个能将超低频信号整形成方波信号f_u输出到微机8的整形电路2、一个能将超低频信号整流成直流信号V_u输出到微机8的整流电路3构成。这里有源低通滤波器1的两个输入端分别接信号选择电路E的输出端和壳体接线柱A，其输出端共接整形电路2和整流电路3的输入端。整形电路2和整流电路3的输出端分别与微机8的两个输入端连接。所述的有源低通滤波器1由一个二极有源低通滤波器和一个电压跟随器依次串联而成。该第一级有源低通滤波器由偏置电阻R₈、限流电阻R₉、输入电阻R₁₀、反馈电容C₇、滤波电容C₈和放大器IC₁构成。该第二级有源低通滤波器由限流电阻R₁₁、输入电阻R₁₂、反馈电容C₉、滤波电容C₁₀和放大器IC₂构成。该电压跟随器由耦合电容C₁₁、偏置电阻R₁₃、放大器IC₃构成。所述的整形电路2由一个由限流电阻R₁₄、反馈电阻R₁₅及放大器IC₄构成的反相器和一个由正输入电阻R₁₆、负输入电阻R₁₇及放大器IC₅构成的电压比较器组成。反相器的一个输入端接零，另一个输入端与电压比较器的一个输入端共接于有源低通滤波器1的输出端。电压比较器的另一个输入端接反相器的输出端。所述的整流电路3由一个由正输入电阻R₁₈、负输入电阻R₂₂及放大器IC₆构成的电压比较器和一个带限流电阻R₁₉的电子开关IC₇、一个由电阻R₂₀、电容C₁₂构成的平滑滤波电路、一个带偏置电阻R₂₁的电压跟随器IC₈串联组成。放大器IC₆的负输入端通过负输入电阻R₂₂与电压跟随器IC₈的输出端连接。整流电路3的工作过程是，当输入放大器IC₆正输入端的低频信号处于上半周时就正比较输出高电位控制电子开关IC₇开通，上半周的低频信号经电阻R₁₉和电子开关IC₇成半波整流（低频信号呈下半周时，电子开关IC₇不通）经后续平滑滤波器、电压跟随器IC₈输出直流信号V_u；电流信号通道IT的两个输入端跨接于取样电阻R_n的两端，其内部结构及两个输出端的外接状况与电压信号通道UT相同，对应输出的两个信号分别记为f_i和V_i；显示器9与微机8的输出端相接；工作电源10向本仪器提供±5V和12V的直流电源；本仪器电路中的零电位与壳体上的接线柱A等电位；工作电源10中的开关K兼作整机启动开关。

整机的工作过程如下：

当需测量时，先将本机外壳上的接线柱J_I与电流极B连接、接线柱J_u与电压探针Z连接、接线柱A与被测接地网（图中等效为接地电阻R_D）连接。完毕后，即可打开电源10及本仪器的启动开关K，单板微机8即输出超低频信号e_d令超低频功率发生器7发出测量电流。按设计，仪器先行自校，即；微机发出控制信号K_u令信号选择电路E选取测量回路电流信号e_i并将信号滤波后送出。此时，电压信号通道UT和电流信号通道IT同时接受信号e_i并分别输出方波信号f_u与f_i，直流信号V_u与V_i。微机8录取直流信号V_u与V_i后，运算出幅值传输比V_u／V_i＝K_n。录取方波信号f_u与f_i后，运算出相角差f_u－f_i＝α_n，并将两者内存；而后仪器进入测量程序。微机8再次发出控制信号K_u，令信号选择电路E选取测量回路电压信号e_u并将信号滤波后送出。此时电压信号通道UT和电流信号通道IT分别输入信号e_u与e_i并输出直流信号V_u、V_i、方波信号f_u、f_i。微机再次录取并运算出V_u／V_i＝K_x和f_u－f_i＝α_x，而后又取出内存进行接地电阻R_D＝K_x／K_n·R_n的运算、和进行α＝α_x－α_n的运算，并根据α值消除微量误差的运算，最终在显示器9上显示出正准的接地电阻测量值R_D。

Claims

1、一种用于测量接地网接地电阻的超低频微机型接地电阻测量仪，其特征在于它主要由一个微型计算机(8)和一个能提供测量电源的超低频功率发生器(7)、一个电压信号通道UT、一个电流信号通道IT、一个信号选择电路E及一个电路工作电源(10)、一个显示器(9)、一只接地电流回路取样电阻R_n组成，其中：

超低频功率发生器(7)的输入端接微机(8)能输出超低频信号的输出端，接受超低频信号e_d，超低频功率发生器(7)的一个输出端X接本测量仪壳体接线柱J₁，另一个输出端y通过取样电阻R_n接壳体接线柱A，超低频功率发生器(7)能将输入的超低频信号进行功率放大并输出；

信号选择电路E，能在输入的两种信号中选择一种信号输出，两个输入端分别接壳体接线柱J_u和超低频功率发生器(7)的一个输出端y，其控制极与微机(8)的一个输出端连通，信号选择受微机(8)控制；

电压信号通道UT，由一个能对工频及以上频率起衰减作用的有源低通滤波器(1)和一个能将超低频信号整形成方波信号f_u输出的整形电路(2)、一个能将超低频信号整流成直流信号V_u输出的整流电路(3)构成，这里，有源低通滤波器(1)的两个输入端分别接信号选择电路E的输出端和壳体的接线柱A，其输出端共接整形电路(2)和整流电路(3)的输入端，整形电路(2)和整流电路(3)的输出端分别与微机(8)的两个输入端连接，供计算和校正用；

电流信号通道IT的两个输入端跨接于取样电阻R_n的两端，其内部结构及两个输出端的外接状况与电压信号通道UT相同；

显示器(9)与微机(8)的输出端相接。

2、根据权利要求1所述的超低频微机型接地电阻测量仪，其特征在于所说的超低频功率发生器（7）由一只D型触发器F和对称的两只耦合电容器C₁、C₂，两只限流电阻R₁、R₂，两只回流二极管D₁、D₂，两只偏置电阻R₃、R₄，两只复合功率放大管BG₁、BG₂及一只隔离变压器HB构成，并以触发器F的一个输入端CP作为功率发生器（7）的输入端，其中，电容、电阻C₁、R₁和C₂、R₂分别串联于触发器F的两个输出端Q、Q和两只复合功率放大管BG₁、BG₂的基极之间，二极管、电阻D₁、R₃和D₂、R₄分别并联于复合管BG₁、BG₂的基极与零线之间，两只复合管BG₁、BG₂的输出端分别接隔离变压器HB原匝线圈的两端，并由隔离变压器HB付匝线圈的两端作为功率发生器（7）的两个输出端x、y。

3、根据权利要求1或2所述的超低频微机型接地电阻测量仪，其特征在于所说的信号选择电路E由一只继电器J及依次串联接于继电器J动触点后的一个无源低通滤波器和一只耦合电容器C₆构成，并以继电器J的两个动触点作为电路E的两个输入端，继电器J线圈的一端接壳体接线柱A，另一端接微机（8）接受控制信号K_u。

4、根据权利要求3所述的超低频微机型接地电阻测量仪，其特征在于所说的电压信号通道UT或电流信号通道IT中的有源低通滤波器（1）由一个二级有源低通滤波器和一个电压跟随器依次串联构成；

所说的整形电路（2）由一个反相器和一个电压比较器构成，反相器的一个输入端与电压比较器的一个输入端共接于有源低通滤波器（1）的输出端后，电压比较器的另一个输入端接反相器的输出端，并以电压比较器的输出端作为整形电路（2）的输出端；

所说的整流电路（3）是由一个电压比较器、一个电子开关IC₇、一个平滑滤波电路、一个电压跟随器IC₈依次串联而成的开关式整流电路。