CN217543246U - 电缆杆塔接地电阻监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种电缆杆塔接地电阻监测系统，所述硅链D1的正极连接于高压杆塔的接地点，硅链D1的负极与硅链D2的正极连接，硅链D2的负极通过接地电阻RL接地；脉冲信号加载电路的输入端与控制单元的脉冲信号输出端连接，脉冲信号加载电路的输出端连接于硅链D2的正极，所述电压互感器PT和电流互感器CT设置于硅链D2的负极与接地电阻RL之间的公共连接点，电压互感器PT和电流互感器CT的输出端与预处理电路的输入端连接，预处理电路的输出端连接于控制单元，所述控制单元通过无线传输模块与远程服务器通信连接；能够对电缆杆塔的接地电阻大小进行实时且准确的监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力监测系统，尤其涉及一种电缆杆塔接地电阻监测系统。
背景技术
电缆杆塔一般用于高压架空线路中，用于对高压电缆进行支撑，在实际运行中，电缆杆塔需要采用接地电阻进行接地，从而确保整个线路的稳定运行，由于接地电阻埋没于大地，受到土壤的湿度、酸碱度等影响，接地电阻将会发生变化，根据电力设备的要求，接地电阻一般不大于4欧姆，当电阻过大时，将会引起接地故障，从而造成严重的安全隐患。
现有技术中，虽然提出了许多关于电缆杆塔接地电阻检测的设备或者系统，但是，这些设备或者系统存在着结构复杂，虽然保证了监测的准确性，但是成本高昂，虽然具有一些结构简单的设备，但是其稳定性、可靠性以及准确性差。
因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种电缆杆塔接地电阻监测系统，能够对电缆杆塔的接地电阻大小进行实时且准确的监测，而且能够降低环境因素对监测结果的影响，从而有效确保最终结果的精确性，利于电力系统的稳定可靠运行，而且整个系统简单、可靠，成本低，易于推广。
本实用新型提供的一种电缆杆塔接地电阻监测系统，包括供电模块、控制单元、无线传输模块、脉冲信号加载电路、电流互感器CT、电压互感器PT、预处理电路、硅链D1、硅链D2；
所述供电模块用于从高压电缆感应取电并输出三路直流信号，包括5V直流电、12V直流电以及直流电VDD，所述12V直流电和直流电VDD加载于脉冲信号加载电路，所述5V直流电向预处理电路、控制单元供电；
所述硅链D1的正极连接于高压杆塔的接地点，硅链D1的负极与硅链D2的正极连接，硅链D2的负极通过接地电阻RL接地；
脉冲信号加载电路的输入端与控制单元的脉冲信号输出端连接，脉冲信号加载电路的输出端连接于硅链D2的正极，所述电压互感器PT和电流互感器CT设置于硅链D2的负极与接地电阻RL之间的公共连接点，电压互感器PT和电流互感器CT的输出端与预处理电路的输入端连接，预处理电路的输出端连接于控制单元，所述控制单元通过无线传输模块与远程服务器通信连接。
进一步，所述脉冲信号加载电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管Q1、三极管Q2、NMOS管Q3、变压器T1、电感L1、变压器T1、电容C3和电容C2；
电阻R1的输入端作为脉冲信号加载电路的输入端，电阻R2的另一端连接于三极管Q1和三极管Q2的基极，三极管Q1的集电极通过电阻R2连接于12V直流电，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的集电极接地，三极管Q1的发射极通过电阻R3连接于NMOS管Q3的栅极，NMOS管Q3的栅极通过电阻R4连接于12V直流电，NMOS管Q3的栅极通过电阻R5连接于NMOS管Q3的源极，NMOS管Q3的源极接地，NMOS管Q3的漏极通过变压器T1的初级绕组连接于直流电VDD，变压器T1的次级绕组的同名端通过电感L1连接于电容C2的一端，电容C2的另一端作为脉冲信号加载电路的输出端，变压器T1的次级绕组的异名端接地，电感L1和电容C2的公共连接点通过电容C1接地，其中，三极管Q2为P型三极管。
进一步，所述控制单元包括定位电路、控制芯片、脉冲芯片以及存储器；
所述脉冲芯片与控制芯片通信连接，控制芯片通过无线通信模块与远程服务器通信连接，脉冲芯片的脉冲信号输出端向脉冲加载电路输出脉冲信号，定位电路与控制芯片通信连接，控制芯片与存储器通信连接。
进一步，所述供电模块包括电流互感器、供电整流电路、供电滤波电路、过压过流保护电路、第一稳压电路、第二稳压电路以及第三稳压电路；
电流互感器设置于高压电缆，电流互感器的输出端连接于供电整流电路的输入端，供电整流电路的输出端与供电滤波电路的输入端连接，供电滤波电路的输出端连接于过压过流保护电路的输入端，过压过流保护电路的输出端连接于第一稳压电路的输入端，第一稳压电路的输出端连接于第二稳压电路的输入端，第二稳压电路的输出端连接于第三稳压电路的输入端，第一稳压电路输出直流电VDD，第二稳压电路输出12V直流电，第三稳压电路输出5V直流电。
进一步，所述预处理电路包括第一整流电路、第二整流电路、第一滤波电路、第二滤波电路以及双通道模数转换电路；
第一整流电流的输入端连接于电压互感器PT的输出端，第一整流电路的输出端连接于第一滤波电路的输入端，第一滤波电路的输出端连接于双通道模数转换电路的第一输入端；
第二整流电流的输入端连接于电流互感器CT的输出端，第二整流电路的输出端连接于第二滤波电路的输入端，第二滤波电路的输出端连接于双通道模数转换电路的第二输入端；双通道模数转换电路的输出端连接于控制芯片的输入端。
进一步，所述无线通信模块为5G通信模块或者2.4G电力无线专网模块。
进一步，所述脉冲芯片为TMP82C53芯片。
进一步，所述控制芯片为STM32F101CBT芯片。
本实用新型的有益效果：通过本实用新型，能够对电缆杆塔的接地电阻大小进行实时且准确的监测，而且能够降低环境因素对监测结果的影响，从而有效确保最终结果的精确性，利于电力系统的稳定可靠运行，而且整个系统简单、可靠，成本低，易于推广。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的脉冲加载电路原理图。
图3为本实用新型的供电模块结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型做出进一步详细说明：
本实用新型提供的一种电缆杆塔接地电阻监测系统，包括供电模块、控制单元、无线传输模块、脉冲信号加载电路、电流互感器CT、电压互感器PT、预处理电路、硅链D1、硅链D2；其中，所述无线通信模块为5G通信模块或者2.4G电力无线专网模块；
所述供电模块用于从高压电缆感应取电并输出三路直流信号，包括5V直流电、12V直流电以及直流电VDD，所述12V直流电和直流电VDD加载于脉冲信号加载电路，所述5V直流电向预处理电路、控制单元供电；
所述硅链D1的正极连接于高压杆塔的接地点，硅链D1的负极与硅链D2的正极连接，硅链D2的负极通过接地电阻RL接地；
脉冲信号加载电路的输入端与控制单元的脉冲信号输出端连接，脉冲信号加载电路的输出端连接于硅链D2的正极，所述电压互感器PT和电流互感器CT设置于硅链D2的负极与接地电阻RL之间的公共连接点，电压互感器PT和电流互感器CT的输出端与预处理电路的输入端连接，预处理电路的输出端连接于控制单元，所述控制单元通过无线传输模块与远程服务器通信连接，通过上述结构，能够对电缆杆塔的接地电阻大小进行实时且准确的监测，而且能够降低环境因素对监测结果的影响，从而有效确保最终结果的精确性，利于电力系统的稳定可靠运行，而且整个系统简单、可靠，成本低，易于推广。
本实施例中，所述脉冲信号加载电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管Q1、三极管Q2、NMOS管Q3、变压器T1、电感L1、变压器T1、电容C3和电容C2；
电阻R1的输入端作为脉冲信号加载电路的输入端，电阻R2的另一端连接于三极管Q1和三极管Q2的基极，三极管Q1的集电极通过电阻R2连接于12V直流电，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的集电极接地，三极管Q1的发射极通过电阻R3连接于NMOS管Q3的栅极，NMOS管Q3的栅极通过电阻R4连接于12V直流电，NMOS管Q3的栅极通过电阻R5连接于NMOS管Q3的源极，NMOS管Q3的源极接地，NMOS管Q3的漏极通过变压器T1的初级绕组连接于直流电VDD，变压器T1的次级绕组的同名端通过电感L1连接于电容C2的一端，电容C2的另一端作为脉冲信号加载电路的输出端，变压器T1的次级绕组的异名端接地，电感L1和电容C2的公共连接点通过电容C1接地，其中，三极管Q2为P型三极管；三极管Q2和Q2组成一个图腾柱驱动电路，从而能够确保NMOS管能够被稳定驱动，电阻R4用于设定NMOS管Q3的静态工作点，电阻R5为下拉电阻，确保NMOS管能够正常工作，通过NMOS管Q3的导通关闭，将直流电VDD转换成较高电压的脉冲信号，通过L1和C1组成的LC滤波后，由电容C2耦合加载于硅链D2的正极所形成的测试点上，通过上述结构，能够确保接地电阻RL具有稳定的测试信号，避免外界干扰。
本实施例中，所述控制单元包括定位电路、控制芯片、脉冲芯片以及存储器；
所述脉冲芯片与控制芯片通信连接，控制芯片通过无线通信模块与远程服务器通信连接，脉冲芯片的脉冲信号输出端向脉冲加载电路输出脉冲信号，定位电路与控制芯片通信连接，控制芯片与存储器通信连接，定位电路采用现有的GPS定位电路或者北斗定位电路，用于标记电缆杆塔的位置，从而便于做出准确的处理措施，所述脉冲芯片为TMP82C53芯片，所述控制芯片为STM32F101CBT芯片，控制芯片控制脉冲芯片处于工作状态或者休眠状态，且控制芯片接收电压互感器PT以及电流互感器CT输出的电压值以及电流值，然后通过现有的电阻计算公式进行接地电阻计算，并向远程服务器发送相应结果，当结算结果的接地电阻值大于4欧姆时，控制芯片还向远程服务器输出相应的告警信号，在远程服务器上设置声光报警器以及触控显示器进行预警提示。
本实施例中，所述供电模块包括电流互感器、供电整流电路、供电滤波电路、过压过流保护电路、第一稳压电路、第二稳压电路以及第三稳压电路；
电流互感器设置于高压电缆，电流互感器的输出端连接于供电整流电路的输入端，供电整流电路的输出端与供电滤波电路的输入端连接，供电滤波电路的输出端连接于过压过流保护电路的输入端，过压过流保护电路的输出端连接于第一稳压电路的输入端，第一稳压电路的输出端连接于第二稳压电路的输入端，第二稳压电路的输出端连接于第三稳压电路的输入端，第一稳压电路输出直流电VDD，第二稳压电路输出12V直流电，第三稳压电路输出5V直流电，其中，第一稳压电路采用LM338K稳压芯片，输出24V直流电，即VDD为24V，第二稳压电路采用LM7812稳压芯片，第三稳压电路采用TPS6735芯片。
本实施例中，所述预处理电路包括第一整流电路、第二整流电路、第一滤波电路、第二滤波电路以及双通道模数转换电路；
第一整流电流的输入端连接于电压互感器PT的输出端，第一整流电路的输出端连接于第一滤波电路的输入端，第一滤波电路的输出端连接于双通道模数转换电路的第一输入端；
第二整流电流的输入端连接于电流互感器CT的输出端，第二整流电路的输出端连接于第二滤波电路的输入端，第二滤波电路的输出端连接于双通道模数转换电路的第二输入端；双通道模数转换电路的输出端连接于控制芯片的输入端，其中，双通道模数转换电路采用ADC12DJ3200AAV芯片，上述中的所有整流电路均采用二极管组成的全桥式整流电路，所有滤波电路均采用RC滤波电路。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种电缆杆塔接地电阻监测系统，其特征在于：包括供电模块、控制单元、无线传输模块、脉冲信号加载电路、电流互感器CT、电压互感器PT、预处理电路、硅链D1、硅链D2；
所述供电模块用于从高压电缆感应取电并输出三路直流信号，包括5V直流电、12V直流电以及直流电VDD，所述12V直流电和直流电VDD加载于脉冲信号加载电路，所述5V直流电向预处理电路、控制单元供电；
所述硅链D1的正极连接于高压杆塔的接地点，硅链D1的负极与硅链D2的正极连接，硅链D2的负极通过接地电阻RL接地；
脉冲信号加载电路的输入端与控制单元的脉冲信号输出端连接，脉冲信号加载电路的输出端连接于硅链D2的正极，所述电压互感器PT和电流互感器CT设置于硅链D2的负极与接地电阻RL之间的公共连接点，电压互感器PT和电流互感器CT的输出端与预处理电路的输入端连接，预处理电路的输出端连接于控制单元，所述控制单元通过无线传输模块与远程服务器通信连接。
2.根据权利要求1所述电缆杆塔接地电阻监测系统，其特征在于：所述脉冲信号加载电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管Q1、三极管Q2、NMOS管Q3、变压器T1、电感L1、电容C3和电容C2；
电阻R1的输入端作为脉冲信号加载电路的输入端，电阻R2的另一端连接于三极管Q1和三极管Q2的基极，三极管Q1的集电极通过电阻R2连接于12V直流电，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的集电极接地，三极管Q1的发射极通过电阻R3连接于NMOS管Q3的栅极，NMOS管Q3的栅极通过电阻R4连接于12V直流电，NMOS管Q3的栅极通过电阻R5连接于NMOS管Q3的源极，NMOS管Q3的源极接地，NMOS管Q3的漏极通过变压器T1的初级绕组连接于直流电VDD，变压器T1的次级绕组的同名端通过电感L1连接于电容C2的一端，电容C2的另一端作为脉冲信号加载电路的输出端，变压器T1的次级绕组的异名端接地，电感L1和电容C2的公共连接点通过电容C1接地，其中，三极管Q2为P型三极管。
3.根据权利要求1所述电缆杆塔接地电阻监测系统，其特征在于：所述控制单元包括定位电路、控制芯片、脉冲芯片以及存储器；
所述脉冲芯片与控制芯片通信连接，控制芯片通过无线通信模块与远程服务器通信连接，脉冲芯片的脉冲信号输出端向脉冲加载电路输出脉冲信号，定位电路与控制芯片通信连接，控制芯片与存储器通信连接。
4.根据权利要求1所述电缆杆塔接地电阻监测系统，其特征在于：所述供电模块包括电流互感器、供电整流电路、供电滤波电路、过压过流保护电路、第一稳压电路、第二稳压电路以及第三稳压电路；
电流互感器设置于高压电缆，电流互感器的输出端连接于供电整流电路的输入端，供电整流电路的输出端与供电滤波电路的输入端连接，供电滤波电路的输出端连接于过压过流保护电路的输入端，过压过流保护电路的输出端连接于第一稳压电路的输入端，第一稳压电路的输出端连接于第二稳压电路的输入端，第二稳压电路的输出端连接于第三稳压电路的输入端，第一稳压电路输出直流电VDD，第二稳压电路输出12V直流电，第三稳压电路输出5V直流电。
5.根据权利要求1所述电缆杆塔接地电阻监测系统，其特征在于：所述预处理电路包括第一整流电路、第二整流电路、第一滤波电路、第二滤波电路以及双通道模数转换电路；
第一整流电流的输入端连接于电压互感器PT的输出端，第一整流电路的输出端连接于第一滤波电路的输入端，第一滤波电路的输出端连接于双通道模数转换电路的第一输入端；
第二整流电流的输入端连接于电流互感器CT的输出端，第二整流电路的输出端连接于第二滤波电路的输入端，第二滤波电路的输出端连接于双通道模数转换电路的第二输入端；双通道模数转换电路的输出端连接于控制芯片的输入端。
6.根据权利要求3所述电缆杆塔接地电阻监测系统，其特征在于：所述无线通信模块为5G通信模块或者2.4G电力无线专网模块。
7.根据权利要求3所述电缆杆塔接地电阻监测系统，其特征在于：所述脉冲芯片为TMP82C53芯片。
8.根据权利要求3所述电缆杆塔接地电阻监测系统，其特征在于：所述控制芯片为STM32F101CBT芯片。
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| CN217543246U true CN217543246U (zh) | 2022-10-04 |
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| CN202123031412.6U Active CN217543246U (zh) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 电缆杆塔接地电阻监测系统 |
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