CN217879427U - 一种双端接地回路电阻测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双端接地回路电阻测试装置，包括测试主机，其中，测试主机的内部设置有微控制器以及与微控制器连接的测量回路和补偿回路；测试主机的正面设置有I+端子、I‑端子、U+端子、U‑端子、IS+端子、IS‑端子、US+端子和US‑端子；I+端子和I‑端子分别与测量回路的输出端连接，I+端子和I‑端子还分别与被测回路的两端连接；U+端子和U‑端子与微控制器连接，U+端子和U‑端子还分别与被测回路的两端连接；IS+端子和IS‑端子分别与补偿回路的输出端连接，IS+端子和IS‑端子还分别与接地回路的两端连接；US+端子和US‑端子与补偿回路连接，US+端子和US‑端子还分别与接地回路的两端连接。本实用新型可精确测量被测回路电阻，同时流经被测回路电流精确受控。

Description

一种双端接地回路电阻测试装置

技术领域

本实用新型涉及电阻测试技术领域，具体涉及一种双端接地回路电阻测试装置。

背景技术

隔离开关和断路器等在停电检修状态下，会自动进入双端接地状态，由于具有两个电流回路，传统回路电阻测量会出现误差过大的情况。

目前，对于双端接地的回路电阻或地网电阻的测量，有如下两种方案：

一、使用大电流测量：该方案适用于并联支路电阻存在至少1个数量级的差异，使用300A乃至更大电流，测量结果将接近被测支路电阻。但其应用条件是否满足不易判断，而且测量结果总是存在误差，使得其应用范围受限。

二、使用交直流电流钳，测量一个或多个支路的电流，从而得出被测支路实际的电流值，进而计算电阻值。但其测量精度受限于电流钳的测量精度，实际流经被测回路的电流与地网回路电阻相关，无法精确控制被测回路电流，可能存在达不到被测回路电流不低于100A的国标要求。

因此，能在不拆除接地线的情况下，无需使用多倍大电流，无需使用电流钳，可精确测量被测回路电阻，同时流经被测回路电流精确受控，是现阶段本技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种双端接地回路电阻测试装置，在不拆除接地线的情况下，无需使用多倍大电流，无需使用电流钳，可精确测量被测回路电阻，同时流经被测回路电流精确受控。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

一种双端接地回路电阻测试装置，包括测试主机，其中，所述测试主机的内部设置有微控制器以及与微控制器连接并基于等电位原理设置的用于测量被测回路电阻的测量回路和用于补偿接地回路电压的补偿回路；所述测试主机的正面设置有I+端子、I-端子、U+端子、U-端子、IS+端子、IS-端子、US+端子和US-端子；所述I+端子和I-端子分别与测量回路的输出端连接，I+端子和I-端子还分别通过电流输出线与被测回路的两端连接；所述U+端子和U-端子与微控制器连接，U+端子和U-端子还分别通过电压测试线与被测回路的两端连接；所述IS+端子和IS-端子分别与补偿回路的输出端连接，IS+端子和IS-端子还分别通过电流输出线与接地回路的两端连接；所述US+端子和US-端子与补偿回路连接，US+端子和US-端子还分别通过电压测试线与接地回路的两端连接。

优选的，所述测量回路包括零电位检测放大器U1、第一可调电压源、采样电阻R、第一分流器FL1、数模转换器、第一模数转换器和第二模数转换器；所述零电位检测放大器U1的同相输入端与数模转换器连接；所述零电位检测放大器U1的反相输入端与零电位检测放大器U1的输出端之间连接有第一电容C1，零电位检测放大器U1的反相输入端与采样电阻R的第二端连接，采样电阻R的第一端与第一分流器FL1的第一端连接；所述零电位检测放大器U1的输出端与第一可调电压源的控制端连接，第一可调电压源的第一输出端与I+端子连接，第一可调电压源的第二输出端与第一分流器FL1的第二端连接，第一分流器FL1的第一端与I-端子连接；所述第一模数转换器并联在第一分流器FL1的两端，第一模数转换器的输入端与微控制器的输出端连接；所述第二模数转换器的第一端与U+端子连接，第二模数转换器的第二端与U-端子连接，第二模数转换器的输出端与微控制器的输入端连接。

优选的，所述接地回路与测量回路中设置一零电位补偿点，补偿回路根据零电位补偿点输出补偿电流。

优选的，所述补偿回路包括运算放大器U2、第二可调电压源、第二分流器FL2和第三模数转换器；所述运算放大器U2的同相输入端与U+端子连接，运算放大器U2的反相输入端与US+端子连接，运算放大器U2的反相输入端与运算放大器U2的输出端之间连接有第二电容C2；所述运算放大器U2的输出端与第二可调电压源的控制端连接，第二可调电压源的第一输出端与IS+端子连接，第二可调电压源的第二输出端与第二分流器FL2的第二端连接，第二分流器FL2的第一端与IS-端子连接；所述第三模数转换器并联在第二分流器FL2的两端，第三模数转换器的输入端与微控制器的输出端连接。

优选的，所述测试主机的正面设置有触控屏幕。

优选的，所述测试主机的内部还设置有交互模块，交互模块与微控制器和触控屏幕分别连接。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型通过基于等电位原理设置的用于测量被测回路电阻的测量回路和用于补偿接地回路电压的补偿回路，不但可无需使用多倍电流测量，即可完成被测回路电阻的测量，适用面广，而且测量精度高于大电流测法，不低于电流钳测量法；同时，被测回路电流与接地回路电流无关且流经被测回路的电流精确可控，轻松满足国标要求。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图；

图2为本实用新型的结构框图。

其中：1.测试主机、2.触控屏幕。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细说明。

一种双端接地回路电阻测试装置，结合图1所示，包括测试主机1，测试主机1的内部设置有微控制器、测量回路和补偿回路，测量回路和补偿回路分别与微控制器连接，测量回路和补偿回路基于等电位原理设置，其中，测量回路用于测量被测回路电阻；补偿回路用于补偿接地回路电压。测试主机1的正面设置有I+端子、I-端子、U+端子、U-端子、IS+端子、IS-端子、US+端子和US-端子。

如图2所示，测量回路包括零电位检测放大器U1、第一可调电压源、采样电阻R、第一分流器FL1、数模转换器、第一模数转换器和第二模数转换器，其中，零电位检测放大器U1的同相输入端与数模转换器连接，零电位检测放大器U1的反相输入端与零电位检测放大器U1的输出端之间连接有第一电容C1，零电位检测放大器U1的反相输入端与采样电阻R的第二端连接，采样电阻R的第一端与第一分流器FL1的第一端连接；零电位检测放大器U1的输出端与第一可调电压源的控制端连接，第一可调电压源的第一输出端与I+端子连接，第一可调电压源的第二输出端与第一分流器FL1的第二端连接，第一分流器FL1的第一端与I-端子连接；第一模数转换器并联在第一分流器FL1的两端，第一模数转换器的输入端与微控制器的输出端连接。

第二模数转换器的第一端与U+端子连接，第二模数转换器的第二端与U-端子连接，第二模数转换器的输出端与微控制器的输入端连接。

接地回路与测量回路中设置一零电位补偿点，补偿回路根据零电位补偿点输出补偿电流。

补偿回路包括运算放大器U2、第二可调电压源、第二分流器FL2和第三模数转换器，其中，运算放大器U2的同相输入端与U+端子连接，运算放大器U2的反向输入端与US+端子连接，运算放大器U2的反相输入端与运算放大器U2的输出端之间连接有第二电容C2；运算放大器U2的输出端与第二可调电压源的控制端连接，第二可调电压源的第一输出端与IS+端子连接，第二可调电压源的第二输出端与第二分流器FL2的第二端连接，第二分流器FL2的第一端与IS-端子连接；第三模数转换器并联在第二分流器FL2的两端，第三模数转换器的输入端与微控制器的输出端连接。

I+端子和I-端子还分别通过电流输出线与被测回路的两端连接，从而实现测量回路施加电流I+和I-在被测回路的两端；U+端子和U-端子还分别通过电压测试线与被测回路的两端连接，实现被测回路两端电压U+和U-的测量，用于计算被测回路电阻。

US+端子和US-端子还分别通过电压输出线与接地回路的两端连接，IS+端子和IS-端子还分别通过电流输出线与接地回路的两端连接，从而实现补偿回路施加电流IS+和IS-到接地回路的两端。

微控制器以US+和US-两端电压信号控制补偿电流IS+和IS-大小，使U+和US+形成等电位点，使得测量回路电流无法流入接地回路，这样既保证测量精度，又可以保证被测回路电流不受接地回路影响。

测试主机1的正面还设置有触控屏幕2，测试主机1的内部还设置有交互模块，交互模块与微控制器和触控屏幕2分别连接，用户通过触控屏幕2即可实现测试的控制以及察看测试状态、结果、提示信息等。

本实用新型在使用时，准备阶段：用户将I+端子和I-端子分别通过电流输出线与被测回路的两端连接，将U+端子和U-端子分别通过电压测试线与被测回路的两端连接，将IS+端子和IS-端子分别通过电流输出线与接地回路的两端连接，将US+端子和US-端子分别通过电压测试线与接地回路的两端连接。

测试阶段：用户通过触控屏幕2设置电流值，数模转换器根据设定电流值值输出相应电压值，零电位检测放大器U1根据第一分流器FL1的电压信号及第一模数转换器输出的电压信号控制第一可调电压源输出相应电流；此时，第二模数转换器将采集的测量电压U+传送给微控制器，微控制器通过采集的测量电压U+，控制运算放大器U2形成补偿电压US+并使US+与U+等电位；最后US+和US-注入补偿回路生成补偿电流，时其继续维持零电位，达到零电位状态后，采集输出电压、测量回路电流、补偿回路电流，进而可以精确得到测量回路电阻、接地回路电阻，完成测量。

Claims (6)

1.一种双端接地回路电阻测试装置，包括测试主机(1)，其特征在于：所述测试主机(1)的内部设置有微控制器以及与微控制器连接并基于等电位原理设置的用于测量被测回路电阻的测量回路和用于补偿接地回路电压的补偿回路；所述测试主机(1)的正面设置有I+端子、I-端子、U+端子、U-端子、IS+端子、IS-端子、US+端子和US-端子；所述I+端子和I-端子分别与测量回路的输出端连接，I+端子和I-端子还分别通过电流输出线与被测回路的两端连接；所述U+端子和U-端子与微控制器连接，U+端子和U-端子还分别通过电压测试线与被测回路的两端连接；所述IS+端子和IS-端子分别与补偿回路的输出端连接，IS+端子和IS-端子还分别通过电流输出线与接地回路的两端连接；所述US+端子和US-端子与补偿回路连接，US+端子和US-端子还分别通过电压输出线与接地回路的两端连接。

2.根据权利要求1所述的一种双端接地回路电阻测试装置，其特征在于：所述测量回路包括零电位检测放大器U1、第一可调电压源、采样电阻R、第一分流器FL1、数模转换器、第一模数转换器和第二模数转换器；所述零电位检测放大器U1的同相输入端与数模转换器连接；所述零电位检测放大器U1的反相输入端与零电位检测放大器U1的输出端之间连接有第一电容C1，零电位检测放大器U1的反相输入端与采样电阻R的第二端连接，采样电阻R的第一端与第一分流器FL1的第一端连接；所述零电位检测放大器U1的输出端与第一可调电压源的控制端连接，第一可调电压源的第一输出端与I+端子连接，第一可调电压源的第二输出端与第一分流器FL1的第二端连接，第一分流器FL1的第一端与I-端子连接；所述第一模数转换器并联在第一分流器FL1的两端，第一模数转换器的输入端与微控制器的输出端连接；所述第二模数转换器的第一端与U+端子连接，第二模数转换器的第二端与U-端子连接，第二模数转换器的输出端与微控制器的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种双端接地回路电阻测试装置，其特征在于：所述接地回路与测量回路中设置一零电位补偿点，补偿回路根据零电位补偿点输出补偿电流。

4.根据权利要求3所述的一种双端接地回路电阻测试装置，其特征在于：所述补偿回路包括运算放大器U2、第二可调电压源、第二分流器FL2和第三模数转换器；所述运算放大器U2的同相输入端与U+端子连接，运算放大器U2的反相输入端与US+端子连接，运算放大器U2的反相输入端与运算放大器U2的输出端之间连接有第二电容C2；所述运算放大器U2的输出端与第二可调电压源的控制端连接，第二可调电压源的第一输出端与IS+端子连接，第二可调电压源的第二输出端与第二分流器FL2的第二端连接，第二分流器FL2的第一端与IS-端子连接；所述第三模数转换器并联在第二分流器FL2的两端，第三模数转换器的输入端与微控制器的输出端连接。

5.根据权利要求1所述的一种双端接地回路电阻测试装置，其特征在于：所述测试主机(1)的正面设置有触控屏幕(2)。

6.根据权利要求5所述的一种双端接地回路电阻测试装置，其特征在于：所述测试主机(1)的内部还设置有交互模块，交互模块与微控制器和触控屏幕(2)分别连接。

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