CN215813045U - 一种井场接地电阻检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种井场接地电阻检测系统，包括：上位主机，以及至少一个接地电阻监测设备；其中，接地电阻监测设备用于设置于待测接地体上；接地电阻监测设备包括用于检测待测接地体的接地电阻数据的接地电阻传感器、无线通讯模块以及通过无线通讯模块向上位主机上传接地电阻数据的控制芯片。本申请中的井场接地电阻检测系统包含有上位主机和至少多个接地电阻监测设备，各个接地电阻监测设备可分别和各个待测接地体相连接，使得接地电阻监测设备中的接地电阻传感器能够对待测接地体进行接地电阻检测，并上传至上位主机，使得作业人员无需现场手动对接地电阻进行定时检测，在很大程度上减小了井场接地电阻监测所需要耗费的人力物力。

Description

一种井场接地电阻检测系统

技术领域

本实用新型涉及接地电阻检测技术领域，特别是涉及一种井场接地电阻检测系统。

背景技术

油田作业井场中因为作业需要，不可避免的需要配置配电箱或其他用电设备，为了保证作业人员的安全性，需要对所有用电设备接地。接地电阻是用电设备的接地系统的一项重要技术指标，是衡量接地系统的有效性、安全性以及鉴定接地系统是否符合设计要求的重要参数，在数值上等于对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。油田作业井场接地电阻的大小直接影响漏电保护器的动作与否，影响到井场作业人员的人身安全以及设备的安全。由此可见，准确监测接地电阻以便有效控制接地电阻值对于保护油田平稳持续生产意义重大。

目前因为油田井场的地理环境较差，对接地电阻的监测需要工作人员定时采用接地电阻测量仪进行定时逐一监测并记录，需要耗费较多的人力物力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种井场接地电阻检测系统，在一定程度上降低井场接地电阻检测所耗费的人力成本和时间成本。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种井场接地电阻检测系统，包括：上位主机，以及至少一个接地电阻监测设备；

其中，每个所述接地电阻监测设备用于设于一个待测接地体上；所述接地电阻监测设备包括用于检测所述待测接地体的接地电阻数据的接地电阻传感器、无线通讯模块以及通过所述无线通讯模块向所述上位主机上传所述接地电阻数据的控制芯片。

在本申请可选地实施例中，所述接地电阻监测设备包括封装所述接地电阻传感器、所述无线通讯模块以及所述控制芯片的壳体部件；所述壳体部件用于和所述待测接地体可拆卸的连接。

在本申请可选地实施例中，所述壳体部件包括可套接在具有立柱结构的所述待测接地体上的环形壳体，设置在所述环形壳体的外侧面上的至少一组紧固部件；

每组所述紧固部件包括设置在所述环形壳体上的支点部件，和所述支点部件活动连接的摆杆以及和所述摆杆的第一端相连接的弹性部件；所述摆杆的第二端向所述环形壳体的内环延伸；

当所述弹性部件处于压缩状态而向外伸张时，所述摆杆的第一端受所述弹性部件的驱动作用以所述支点部件为支点摆动，以带动所述摆杆的第二端向靠近所述环形壳体中心的方向移动。

在本申请可选地实施例中，所述摆杆的第二端设置有和所述待测接地体外表面轮廓相配合的凹槽部件，所述凹槽部件的槽壁设置有橡胶垫。

在本申请可选地实施例中，所述弹性部件和所述摆杆之间设置有活动板。

在本申请可选地实施例中，还包括用于为所述接地电阻传感器、所述无线通讯模块以及所述控制芯片供电的电池组；

所述无线通讯模块为LORA模块；所述控制芯片为RTU控制板。

在本申请可选地实施例中，还包括和所述控制芯片相连接的声光报警器。

在本申请可选地实施例中，所述接地电阻传感器为非接触式接地电阻传感器。

本实用新型所提供的一种井场接地电阻检测系统，包括：上位主机，以及至少一个接地电阻监测设备；其中，接地电阻监测设备用于设置于待测接地体上；接地电阻监测设备包括用于检测待测接地体的接地电阻数据的接地电阻传感器、无线通讯模块以及通过无线通讯模块向上位主机上传接地电阻数据的控制芯片。

本申请中的井场接地电阻检测系统包含有上位主机和至少一个接地电阻监测设备，各个接地电阻监测设备可分别和各个待测接地体相连接，使得接地电阻监测设备中的接地电阻传感器能够对待测接地体进行接地电阻检测，并通过控制芯片和无线通讯模块将检测获得的接地电阻数据上传至上位主机，使得作业人员无需现场手动对接地电阻进行定时检测，即可获得接地电阻的电阻值，在很大程度上减小了井场接地电阻监测所需要耗费的人力物力。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的井场接地电阻检测系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的接地电阻监测设备的硬件结构示意图；

图3为本申请实施例提供的上位主机的显示界面显示检测结果的示意图；

图4为本申请实施例提供的壳体部件的结构示意图。

具体实施方式

在油田井场正常作业中需要用到的类似同于配电箱等用电设备相对较多且相对分散。在油田井场的设备日常巡检维护中，电气设备的接地电阻是需要监测的重点之一。作业人员需要采用例如万能表这一类的测量电阻的接地电阻测量仪每天定时对所有电器设备的接地电阻的电阻值逐一的进行现场手动测量，并将数据记录在案，整个过程费时费力，且一旦测量记录过程中因人工疏忽对接地电阻的监测存在失误，对井场内作业的工作人员以及用电设备都存在较大的安全隐患。

为此，本申请中提供了一种能够加快油田井场中用电设备的接地电阻监测效率的技术方案。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。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做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，图1为本申请实施例提供的井场接地电阻检测系统的结构示意图，该检测系统可以包括：

上位主机1，以及至少一个接地电阻监测设备2；

其中，每个接地电阻监测设备2用于设于一个待测接地体上；接地电阻监测设备2包括用于检测待测接地体的接地电阻数据的接地电阻传感器、无线通讯模块以及通过无线通讯模块向上位主机上传接地电阻数据的控制芯片。

在油田井场中用电设备一般数量众多且在井场分散排布，为了能够同时检测各个用电设备的接地电阻，可以分别为每个位置点的接地电阻配置一个接地电阻监测设备2，且各个接地电阻监测设备2均和上位主机1之间可以进行通讯连接。

可以理解的是，本实施例中的待测接地体也即是需要进行接地电阻监测的对象。一般情况下是类似于接地桩等设备。在实际进行接地电阻监测时，可以将接地电阻监测设备2安装设置在该待测接地体上。

该接地电阻监测设备2包含有能够感应监测待测接地体中接地电阻的阻值大小的接地电阻传感器。该接地电阻传感器可以采用非接触式接地电阻传感器，方便接地电阻监测设备的拆卸和安装。

该接地电阻监测设备2中还包含有控制芯片和无线通讯模块，控制芯片和接地电阻传感器以及无线通讯模块相连接。该控制芯片用于接收上位主机1发送的检测指令，在工作人员需要获取接地电阻的电阻值时，可以通过上位主机1向控制芯片发送检测指令，该控制芯片获得指令后，即可控制电阻传感器进行接地电阻的检测，并将检测到的接地电阻数据通过无线通讯模块上传至上位主机1，由此工作人员即可无需现场手动检测即可一次性获得多个用电设备对应的接地电阻的电阻值，实现井场内接地电阻高效率监测，在极大程度上减小了接地电阻监测的人力成本和时间成本。

另外，为了保证接地电阻监测设备2的安全性，本实施例中对接地电阻监测设备2的供电模式采用电池供电，在接地电阻监测设备中配置电池组，用于为接地电阻传感器、无线通讯模块以及控制芯片供电。但是对于电池组而言，其电量比较有限。为此，如图2所示，在本申请的可选的实施例中，控制芯片可以采用RTU控制板201，无线通讯模块可以采用LORA模组203，电池组可以采用锂电池204，该锂电池204可以通过RTU控制板201分别为LORA模组203和接地电阻传感器202以及RTU控制板201供电。

RTU是REMOTE TERMINAL UNIT的简称，中文名称为远程测控终端，用于监视、控制与数据采集的应用，具有遥测、遥信、遥调、遥控功能。既能远程监测、亦可远程控制，是集数据采集、控制、传输功能于一体，采用低功耗设计，适用于工业及供电的野外现场。

而LORA(Long Range)是LPWAN(Low Power Wide Area Network，低功耗广域网)通讯技术中的一种，是一种基于扩频技术的超远距离无线传输技术，具有远距离、低功耗、多节点、低成本的特征。

本申请中采用低功耗的控制芯片和无线通讯模块，在很大程度上降低接地电阻监测设备2的耗电量，提高电池组的使用时长。

此外，在本申请中还可以进一步低在接地电阻监测设备中设置声光报警器205。如图3所示，尽管上位主机1根据接收到的各个接地电阻监测设备2的节点上传的接地电阻数据的大小能够明确判断出各个节点对应的接地电阻是否合格。但是对于不合格的接地电阻就需要工作人员进行现场检修。为了便于工作人员更方便在油田井场现场快速的查找到不合格的接地电阻，可以在接地电阻监测设备2上设置声光报警器205，一旦其对应的接地电阻监测设备2检测到接地电阻不合格，就立即发生亮光和报警声，以引起工作人员注意。

此外，本申请中的上位主机1以及控制芯片的功能作用是执行计算机程序完成的，但是对于上位主机向控制芯片发送接地电阻检测的指令，以及基于在接收到接地电阻数据之后判断其大小是否正常这一计算机程序属于目前本领域中比较容易实现，并不属于本申请的改进点，本申请的改进点在于采用具有能够发出检测指令并在接收到检测的数据之后根据检测到的数据大小判断接地电阻是否合格这一功能的上位主机1和控制芯片进行通讯连接使用；同理，对于控制芯片而言，本申请的改进点也并不在于其能够基于检测指令控制接地电阻传感器检测接地电阻数据，并将接地电阻数据上传至上位主机1的计算机程序，而是在于将具有这一功能的控制芯片和上位主机1以及接地电阻传感器相连接配合使用。由此可见本申请中的技术方案虽然涉及软件程序但并不涉及软件程序的改进，因此符合实用新型的保护壳体。

综上所述，本申请中的井场接地电阻检测系统，具有能够设置在井场各个分散的用电设备对应的接地体上的接地电阻监测设备，以及和接地电阻监测设备无线通讯连接的上位主机，该接地电阻监测设备可以自动实现各个接地体的接地电阻检测，无需工作人员到场手动检测，并在测得接地电阻数据之后上传至上位主机，工作人员仅仅通过上位主机即可确定各个接地体的接地电阻数据，在很大程度上提升了对井场内接地电阻进行检测的工作效率，减少了井场接地电阻检测需要耗费的人力成本和时间成本。

基于上述任意实施例，本申请中进一步地考虑到，在油田井场作业中，井场作业地点一般都是临时性的，相应地，油田井场中的用电设备也属于临时用电设备。为方便使用可以将接地电阻监测设备可拆卸的安装在待测接地体上。

在本申请的一种可选地实施例中，可以将接地电阻监测设备中的接地电阻传感器、无线通讯模块以及控制芯片共同封装于壳体部件中，通过壳体部件和待测接地体可拆卸的连接实现接地电阻监测设备和待测接地体可拆卸的连接。

对于壳体部件的结构以及其和待测接地体之间可拆卸的连接方式可以存在多种。下面以具体实施例进行详细说明。

参考图4，图4为本申请实施例提供的壳体部件的结构示意图。在本申请的一种可选地实施例中，壳体部件包括：

可套接在具有立柱结构的待测接地体01上的环形壳体211，以及设置在环形壳体211的外侧面上至少一组紧固部件；

每组紧固部件包括设置在环形壳体211上的支点部件212，和支点部件212活动连接的摆杆213以及和摆杆213的第一端相连接的弹性部件214；摆杆213的第二端向环形壳体211的内环延伸。

当弹性部件214处于压缩状态而向外伸张时，摆杆213的第一端受弹性部件214的驱动作用以支点部件212为支点摆动，以带动摆杆213的第二端向靠近环形壳体211中心的方向移动。

如上所述，对于待测接地体01可以是接地桩等接地设备，一般情况下是立柱结构。为此，如图4所示，壳体部件包括有能够套接在待测接地体01上的环形壳体211，而接地电阻传感器、无线通讯模块以及控制芯片等部件封装于环形壳体211内部。在图4所示的实施例中，该环形壳体211为矩形环结构，但本申请中也并不排除其他形状的环形结构。当然，对于环形壳体211的内环，形状应当和立柱结构的待测接地体01的横截面形状相适应，以保证环形壳体211的内壁能够更好的贴合待测接地体01的外表面。

可以理解的是，环形壳体211的内环尺寸难以做到恰好卡接于待测接地体01的尺寸，使得环形壳体211容易沿着待测接地体01的高度方向滑动。为此，还进一步地需要设置紧固部件，以增强环形壳体211和待测接地体01之间连接的紧固性。

参考图4，该紧固部件可以包括设置在环形壳体211上的支点部件212，该支点部件212和摆杆213的中间段上的一点活动连接，使得摆杆213可以以和支点部212件的连接点为支点摆动活动；与此同时，摆杆213的第一端接触贴合有弹性部件214。为了使得该弹性部件214能够对摆杆213的第一端产生挤压力，可使得当该弹性部件214始终处于压缩形变的状态，当然也可以是在环形壳体211套接在待测接地体01上之后，才变为压缩状态。

显然压缩状态的弹性部件214具有向外伸张的弹力，图4中弹性部件214的伸张方向也即是沿竖直方向，该弹力即可作为驱动摆杆213摆动的作用力，本实施例中将摆杆213的第一端和弹性部件214相连接，使得摆杆213的第一端受弹性部件214的弹力驱动，使得摆杆213以支点为中心旋转摆动，进而带动摆杆213的第二端向环形壳体211内环中心方向移动。而当环形壳体211套接在待测接地体01上时，摆杆213的第二端向环形壳体211内环中心方向移动，也即是摆杆213的第二端对待测接地体01的外表面进行挤压。这也就使得摆杆213的第二端和待测接地体01之间的摩擦力增大，进而在一定程度上避免了摆杆和环形壳体211从待测接地体01上沿高度方向滑动。

进一步地，为了保证接地电阻监测设备2安装在待测接地体01上的紧固性，一般情况下，环形壳体211上一般设置有多组固定部件。在图4所示的实施例中，在环形壳体211的上下左右对称设置有四组固定部件，每组固定部件中摆杆213的第二端均向待测接地体01加压，各个摆杆213之间对的待测接地体01的压力在水平方向相互平衡，在竖直方向共同产生竖直方向上的摩擦阻力，进而避免环形壳体211在待测接地体01上滑动。

而在需要对接地电阻监测设备2从待测接地体01上拆卸下来时，只需要手动扳动摆杆213的第二端，使得紧固部件对待测接地体01的夹持力减弱，即可将该接地电阻监测设备2沿待测接地体01的高度方向滑出取下，整个操作过程简单易实现。

在实际应用中紧固部件并不仅限于只有4组，例如，环形壳体211上下方向对称设置6组紧固部件，同一层的各组紧固部件环形均匀分布等等，还可以由其他设置方式，对此本申请中不一一列举，

此外，对于本申请中的摆杆213、支点部件212以及弹性部件214也并不必然如图4所示的方式设置，在实际应用过程中，只要保证弹性部件214向外伸张的作用力能够驱动摆杆213向环形壳体211内环中的待测接地体01进行挤压即可，对于摆杆213、支点部件212以及弹性部件214具体设置位置可以变化调整，对此，本申请中不做具体限制。

为了进一步地增大摆杆213的第二端和待测接地体01之间的摩擦阻力，在本申请的另一可选地实施例中，摆杆213的第二端设置有和待测接地体01外表面轮廓相配合的凹槽部件215，凹槽部件215的槽壁设置有橡胶垫216。

那么在环形壳体211套接在待测接地体01上时，该凹槽部件215即可和待测接地体01的表面相互卡接，形成夹持该待测接地体01的夹子，在此基础上还在凹槽部件215的槽壁上设置橡胶垫216，进一步低提升凹槽部件215和待测接地体01之间的摩擦阻力，从而保证接地电阻监测设备2在待测接地体01上安装的紧固性。

此外，为了使得弹性部件214能够更稳定的驱动摆杆213的第一端移动，在本申请的一种可选的实施例中，还可以包括在弹性部件214和摆杆213之间设置活动板。

因为对于摆杆213的第一端而言，其在摆动过程中具有一定的活动区域，弹性部件214一般是弹簧、弹性橡胶或者是金属弹片等等部件。仅仅将摆杆213的一个端部和弹性部件214相接触连接，可能存在摆杆213的端部和弹性部件214之间相互脱落的风险，为此，本实施例中在弹性部件214和摆杆213之间设置一个活动板217。

如图4所示，该活动板217的一侧边和环形壳体211铰接，且活动板217的中心位置和弹性部件214相连接，弹性部件214伸张时，活动板217以铰接位置为中心向摆杆213方向旋转挤压，进而实现对摆杆213的第一端驱动。摆杆213的第一端始终和活动板217背离弹性部件214的表面相接触，避免摆杆213的第一端和弹性部件214之间相互完全脱离。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种井场接地电阻检测系统，其特征在于，包括：上位主机，以及至少一个接地电阻监测设备；

其中，每个所述接地电阻监测设备用于设于一个待测接地体上；所述接地电阻监测设备包括用于检测所述待测接地体的接地电阻数据的接地电阻传感器、无线通讯模块以及通过所述无线通讯模块向所述上位主机上传所述接地电阻数据的控制芯片。

2.如权利要求1所述的井场接地电阻检测系统，其特征在于，所述接地电阻监测设备包括封装所述接地电阻传感器、所述无线通讯模块以及所述控制芯片的壳体部件；所述壳体部件用于和所述待测接地体可拆卸的连接。

3.如权利要求2所述的井场接地电阻检测系统，其特征在于，所述壳体部件包括可套接在具有立柱结构的所述待测接地体上的环形壳体，设置在所述环形壳体的外侧面上的至少一组紧固部件；

每组所述紧固部件包括设置在所述环形壳体上的支点部件，和所述支点部件活动连接的摆杆以及和所述摆杆的第一端相连接的弹性部件；所述摆杆的第二端向所述环形壳体的内环延伸；

当所述弹性部件处于压缩状态而向外伸张时，所述摆杆的第一端受所述弹性部件的驱动作用以所述支点部件为支点摆动，以带动所述摆杆的第二端向靠近所述环形壳体中心的方向移动。

4.如权利要求3所述的井场接地电阻检测系统，其特征在于，所述摆杆的第二端设置有和所述待测接地体外表面轮廓相配合的凹槽部件，所述凹槽部件的槽壁设置有橡胶垫。

5.如权利要求3所述的井场接地电阻检测系统，其特征在于，所述弹性部件和所述摆杆之间设置有活动板。

6.如权利要求1所述的井场接地电阻检测系统，其特征在于，还包括用于为所述接地电阻传感器、所述无线通讯模块以及所述控制芯片供电的电池组；

所述无线通讯模块为LORA模块；所述控制芯片为RTU控制板。

7.如权利要求1所述的井场接地电阻检测系统，其特征在于，还包括和所述控制芯片相连接的声光报警器。

8.如权利要求1所述的井场接地电阻检测系统，其特征在于，所述接地电阻传感器为非接触式接地电阻传感器。

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