CN220894415U - 一种接地电阻测量器及接地故障预警系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于接地电阻测量技术领域，具体涉及一种接地电阻测量器及接地故障预警系统。一种接地电阻测量器包括一体式钳口和外壳，所述一体式钳口固定设置在所述外壳的顶部，且所述外壳的顶部与所述一体式钳口连接处设置有通孔；所述外壳由相互卡合的上盖和下盖构成，所述上盖和下盖卡合构成的封闭腔体内设置有电池和PCB板，所述PCB板上集成有测试电路，所述电池与PCB板上的测试电路电连接，所述PCB板上的测试电路与所述一体式钳口电连接。本实用新型的接地电阻测量器结构简单、可靠性高、测量精度高，可以及时、高效地发现防雷接地系统的故障之处，避免造成重大安全事故和严重的经济损失。
Description
技术领域
本实用新型属于接地电阻测量技术领域，具体涉及一种接地电阻测量器及接地故障预警系统。
背景技术
现代建筑防雷接地系统中包含避雷针、防雷带、接地引下线、接地极等，为使防雷接地系统能够有效地接住闪击的雷电并泄放至大地，防雷接地系统中各个部分的阻值都有规定的上限，例如避雷针的阻值一般小于等于10Ω。
因为防雷接地系统基本是暴露在室外环境中的，其中不乏恶劣的自然环境，这就使得防雷接地系统在长时间的使用后会发生故障，具体表现为防雷接地系统中的一处或多处组成部分的阻值增大并超过规定阻值的上限，如避雷针的阻值过大，或接地极的接地阻值过大，或接地极到防雷带间的连接线上的接触电阻过大甚至是断路。一旦防雷接地系统发生故障，且未及时发现的话，就会造成重大安全事故和严重的经济损失。
现有技术中钳式接地电阻测试仪需要检修人员到达现场，并人工拉动钳柄上的拉环，让钳口打开再夹住接地引下线，再读取电阻值，这样靠人工检测很难及时发现故障，耗时费力、效率低。再者，钳式接地电阻测试仪的完整钳口是由两个独立的半圆形钳口组成，半圆形的钳口制造难度大、成本高；并且但在室外环境中使用，两个半圆形钳口的接触平面难免会在使用中粘上灰尘，若两个半圆形钳口的接触平面若存在脏污，又会影响测量精度。
实用新型内容
本实用新型的目的为克服上述现有技术的不足，提供了一种接地电阻测量器，可以及时、高效地发现防雷接地系统的故障之处。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种接地电阻测量器，包括一体式钳口和外壳，所述一体式钳口固定设置在所述外壳的顶部，且所述外壳的顶部与所述一体式钳口连接处设置有通孔；所述外壳由相互卡合的上盖和下盖构成，所述上盖和下盖卡合构成的封闭腔体内设置有电池和PCB板，所述PCB板上集成有测试电路，所述电池与PCB板上的测试电路电连接，所述PCB板上的测试电路与所述一体式钳口电连接。
优选的，所述一体式钳口包括两个内、外径相同的一体成型的第一磁环、第二磁环，所述第一磁环与第二磁环同心设置；所述PCB板上的测试电路包括MCU、采集处理电路、激励处理电路、4G无线通信模组，MCU与4G无线通信模组之间通过UART串口通信连接，MCU与激励处理电路、采集处理电路之间电连接，激励处理电路与所述第一磁环电连接，所述第二磁环与采集处理电路电连接，所述第一磁环与所述第二磁环之间设置有屏蔽层。
优选的，所述电池通过VBAT引脚与VDD引脚向PCB板上的测试电路供电，VDD输出3.3V的直流电。
优选的，所述MCU为STM32L0芯片，所述电池的VDD引脚与所述MCU的电源引脚相连接，STM32L0芯片的PB0引脚输出正弦PWM波形。
优选的，STM32L0芯片的PB0引脚与激励处理电路的输入端IN相连接，输入端IN的另一端与第一电阻R1的一端相连接，第一电阻R1的另一端与第一运算放大器OP1的第一正极输入端IN1+相连接；第一运算放大器OP1的第一负极输入端IN1-与输出端OUT1并联后，再分别并联在第二电阻R2的一端、第三电阻R3一端、第一三极管T1的基极b1、第二三极管T2的基极b2；第二电阻R2的另一端与第一三极管T1的集电极c1并联后与VBAT引脚相连接；第三电阻R3的另一端与第二三极管T2的集电极c2并联后接地；第一三极管T1的发射极e1与第二三极管T2的发射极e2并联之后，再分别与电压正极输出端U+、第四电阻R4的一端相并联；第四电阻R4的另一端分别与电压负极输出端U-、第五电阻R5的一端相并联；第五电阻R5的另一端接地；电压正极输出端U+与电压负极输出端U-分别与环绕在第一磁环上的线圈的两端，即第1端和第2端相连接；
环绕在第二磁环上的线圈的两端，即分别为第3端和第4端；在采集处理电路中：环绕在第二磁环上的线圈的第4端与第六电阻R6的一端并联接地；环绕在第二磁环上的线圈的第3端分别与第七电阻R7的一端、第六电阻R6的另一端并联；第七电阻R7的另一端与第二运算放大器OP2的第二正极输入端IN2+相连接，第二运算放大器OP2的第二负极输入端IN2-分别与第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端并联；第八电阻R8的另一端接地；第九电阻R9的另一端与第二运算放大器OP2的输出端OUT2并联后，与第十电阻R10的一端相连接；第二运算放大器OP2的输入电压正极V+与VBAT引脚相连接；第二运算放大器OP2的输入电压负极V-接地；第十电阻R10的另一端分别与第十一电阻R11的一端、第一电容C1的一端并联；第一电容C1的另一端接地；第十一电阻R11的另一端分别与第二电容C2的一端、输出端ADC-OUT相并联；第二电容C2的另一端接地；输出端ADC-OUT与STM32L0系列的芯片的PA6引脚相连接，并向PA6引脚输出ADC采集信号。
优选的，4G无线通信模组采用EC800G-CN芯片，所述电池通过VBAT引脚与EC800G-CN芯片的电源引脚相连接；EC800G-CN芯片的串口通信发送引脚MAIN_TXD，与STM32L0系列芯片的第9引脚相连接；EC800G-CN芯片的串口通信接收引脚MAIN_RXD，与STM32L0系列芯片的第8引脚相连接，EC800G-CN芯片的无线接口ANT接收无线信号。
优选的，所述下盖的正面设置有一体成型的第一凸部，所述第一凸部首尾相连，且所述第一凸部的外缘为圆角矩形，所述第一凸部的内缘与所述下盖的正面构成下腔；所述上盖的正面为光滑平面，所述上盖的背面对应所述第一凸部内缘的位置突出设置有第二凸部，所述第二凸部与所述上盖的背面构成上腔；所述第二凸部上设置有与所述第一凸部内缘完全卡合的凹槽；所述下盖在所述下腔之外，且远离所述第一凸部的四个拐角处分别设置有安装孔；所述第一凸部上在靠近第一凸部外缘的四个圆角处分别设置有贯穿的螺栓孔；所述上盖在所述上腔之外，且远离所述第二凸部的四个拐角处设置有铜螺母，所述铜螺母嵌在所述上盖上，且与所述螺栓孔的位置相对应；所述第二凸部的凹槽内还设置有硅胶垫圈。
优选的，螺丝与所述铜螺母螺纹适配，当所述第二凸部与所述第一凸部完全卡合接触时，螺丝从所述下盖的背面穿入，并穿过所述螺栓孔，进入所述铜螺母内，旋紧所述螺丝后，所述上盖和下盖紧密固定，所述下腔和上腔构成封闭的腔体。
优选的，所述下腔分为靠近所述一体式钳口的第一腔体以及远离所述一体式钳口的第二腔体，所述第一腔体的顶部设置有通孔；所述第二腔体内设置有所述电池与所述PCB板；所述PCB板上的激励处理电路、采集处理电路分别通过导线，经由所述第一腔体顶部的通孔，与所述第一磁环、第二磁环电连接。
本实用新型还提供一种接地故障预警系统，包括云平台和若干个如上述的接地电阻测量器，各个接地电阻测量器的MCU将测出的阻值传送至4G无线通信模组内，4G无线通信模组再通过ANT天线引脚将阻值传送至云平台。
本实用新型的有益效果在于：
(1)本实用新型的接地电阻测量器的一体式钳口为一体化结构，不是由两个高成本、且制造难度大的独立的半圆形钳口组成，所以不存在两个半圆形钳口的接触平面会在使用中粘上灰尘的情况发生，也即一体式钳口在使用中不会因为沾染脏污而影响测量精度，本实用新型的结构简单、可靠性高。
(2)本实用新型是由一体式钳口和外壳，结合PCB板上的测试电路而构成的接地电阻测量器，在布局防雷接地系统时，就将本实用新型安装在需要被监测的回路中的导线上，本实用新型可以与现有技术中的软件配合来实现从防雷接地系统安装之初，就对防雷接地系统中的重要回路部分进行全程的阻值测量与监测，无论是防雷接地系统中的阻值发生变化，还是防雷接地系统发生故障，本实用新型的接地电阻测量器都可以及时发现，避免造成重大安全事故和严重的经济损失。
但是必须指出的是：与本实用新型相配合的软件不是本实用新型的创新部分，也不是本实用新型的组成部分，本实用新型的保护仅延及到由物理部件和导线而构成的硬件网络，而不涉及到对软件的改进和保护。
(3)本实用新型可适用多种安装环境，且有效的降低了以产生故障的防雷接地系统去进行引雷工作的发生概率，进一步降低了定期检修的频率，并且无需检修人员到达现场去挨个检测并读取回路阻值，提高了防雷接地系统的检修效率，节约维护防雷接地系统的人工成本。
(4)本实用新型采用耐高低温的阻燃材料，体积小，安装方便，并且在安装完成后，为全封闭的防水结构，在室外工作环境中，无需考虑脏污对本实用新型测量精度的影响；本实用新型的内置电池，一次性安装和部署，产品设计生命周期不低于5年，后期电池电量耗尽，工作人员再去现场进行更换即可，即本实用新型的维护成本低。
(5)一种接地故障预警系统，采用接地电阻测量器，为防雷接地系统提供预防性辅助决策功能，可以及时发现防雷接地系统中的故障隐患。
附图说明
图1为本实用新型的接地电阻测量器的主视图；
图2为图1中外壳上盖的背面示意图；
图3为图1中外壳下盖的正面示意图；
图4为图1中A-A面剖视图；
图5为图1中B-B面剖视图；
图6为本实用新型PCB板上的测试电路架构图；
图7为图4中的C出放大示意图；
图8为图6中的激励处理电路示意图，
图9为图6中的采集处理电路示意图。
本实用新型各标号与部件名称的实际对应关系如下：
1、外壳；11、上盖；111、第二凸部；111a、铜螺母；112、上腔；113、自攻螺丝；12、下盖；121、第一凸部；121a、螺栓孔；122、下腔；122a、第一腔体；122b、第二腔体；123、安装孔；13、螺丝；14、硅胶垫圈；
2、一体式钳口；21、第一磁环；22、第二磁环；
3、电池；
4、PCB板。
具体实施方式
为使本实用新型的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本实用新型进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下对本实用新型技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本实用新型的保护范围。
实施例1
如图1所示，为本实用新型的接地电阻测量器的主视图，包括一体式钳口2和外壳1，一体式钳口2固定设置在外壳1的顶部。
外壳1还包括上盖11和下盖12，在图1中所见的为上盖11的正面。
如2-图5所示，下盖12的正面设置有一体成型的第一凸部121，第一凸部121首尾相连，其外缘为圆角矩形，其内缘与下盖12的正面构成下腔122；上盖11的正面为光滑平面，上盖11的背面对应第一凸部121内缘的位置突出设置有第二凸部111，第二凸部111与上盖11的背面构成上腔112；且第二凸部111上设置有与第一凸部121内缘完全卡合的凹槽。
下盖12在下腔122之外、远离第一凸部121的四个拐角处分别设置有长条状的安装孔123；第一凸部121上靠近外缘的四个圆角处分别设置有贯穿的螺栓孔121a；上盖11在上腔112之外、远离第二凸部111的四个拐角处设置有铜螺母111a，各铜螺母111a嵌在上盖11上，且与螺栓孔121a的位置相对应。铜螺母111a的内螺纹与螺丝13的外螺纹相适配，螺栓孔121a由两段不同的直径的通孔相连接构成，螺栓孔121a在第一凸部121上的通孔的直径等于螺丝13的外径。
本实用新型中的上盖11和下盖12采用的是耐高、低温的防水、阻燃材料。
如图7所示，第二凸部111上的凹槽内还设置有硅胶垫圈14，目的是使第一凸部121与第二凸部111卡合后可以紧密接触。在将第一凸部121与第二凸部111卡合接触后，螺丝13从下盖12的背面穿入螺栓孔121a，再通过螺栓孔121a从下盖12正面，也即第一凸部121穿出，进入铜螺母111a内，旋紧螺丝13，使上盖11和下盖12紧密固定，彼此之间不再相互移动。当上盖11和下盖12紧密固定在一起时，上腔112和下腔122构成封闭的腔体。
下腔122分为容量较小的第一腔体122a以及容量较大的第二腔体122b；第一腔体122a位于下腔122的顶部，在一体式钳口2的下方，且第一腔体122a顶部与一体式钳口2底部的连接处设置有通孔；第一腔体122的其余部分为第二腔体122b，第二腔体122b远离一体式钳口2，第二腔体122b内设置有PCB板4和电池3。电池3与PCB板4电连接，为PCB板4供电。PCB板4上设置有测试电路，PCB板4上测试电路通过导线进入第一腔体122a内，从第一腔体122a顶部穿过通孔进入一体式钳口2内，与一体式钳口2内的第一磁环21、第二磁环22电连接。
本实施例中，电池3为锂-亚硫酰氯电池，型号为ER26500。
可选的，PCB板4通过自攻螺丝113被固定在上腔112内。
因为PCB板4上测试电路与第一磁环21、第二磁环22之间的导线较多(导线图中未画出)，所以设置了专门放置导线的第一腔体122a，避免与电池3和PCB板4之间的连接线混在一起。
一体式钳口2内包括两个内、外径相同的第一磁环21、第二磁环22，且第一磁环21、第二磁环22同心设置。第一磁环21、第二磁环22均为一体成型的圆形磁环。
PCB板4上的测试电路如图6所示，包括MCU(微控制器)、采集处理电路、激励处理电路、4G无线通信模组。电池3与MCU(微控制器)电连接(连接导线图中未画出)，MCU与4G无线通信模组之间通过UART串口通信连接，MCU与激励处理电路、采集处理电路之间电连接，激励处理电路与第一磁环21电连接，第二磁环22与采集处理电路电连接，第一磁环21为电压钳口，第二磁环22为电流钳口，第一磁环21和第二磁环22之间设置有屏蔽层。被测回路穿过一体式钳口2，本实用新型的接地电阻测量器在测量阻值时，电池3给MCU供电，MCU发出数字激励信号至激励处理电路，激励处理电路将数字激励信号转化为模拟激励信号至第一磁环21，第一磁环21和第二磁环22如同变压器，第一磁环21在被测回路上感应出电势U，在电势U的作用下，第二磁环22上缠绕的线圈就产生感应电流i，感应电流i被传送至采集处理电路中被放大和处理成ADC采集信号后被送入MCU内，将ADC采集信号记为电流I，MCU计算处理得到被测回路的阻值，并将测出的阻值传送至4G无线通信模组内。
本实用新型中的电池3由电池座、升压电路、降压电路构成，即将电池座先通过升压电路升压后，从VBAT引脚输出至降压电路中进行降压，最终输出直流电VDD＝3.3V。本实施例中的升压电路、降压电路均为现有技术，这里不再赘述，也不附图说明了。
本实用新型中的MCU(微控制器)使用的是STM32L0系列的芯片，电池3输出的直流电VDD给与STM32L0系列芯片的电源引脚相连接，给STM32L0芯片供电；STM32L0系列的芯片的第14引脚，即PB0引脚输出正弦PWM波形。STM32L0系列的芯片的引脚连接为现有技术，这里不再赘述，也不附图说明了。
本实用新型中的激励处理电路如图8所示，MCU输出的正弦PWM波形，通过输入端IN进入采集处理电路后，流经第一电阻R1，再从第一运算放大器OP1的第一正极输入端IN1+进入第一运算放大器OP1内；第一运算放大器OP1的第一负极输入端IN1-与输出端OUT1并联后，再分别并联在第二电阻R2的一端、第三电阻R3一端、第一三极管T1的基极b1、第二三极管T2的基极b2；第二电阻R2的另一端与第一三极管T1的集电极c1并联后与VBAT引脚相连接；第三电阻R3的另一端与第二三极管T2的集电极c2并联后接地；第一三极管T1的发射极e1与第二三极管T2的发射极e2并联之后，再分别与电压正极输出端U+、第四电阻R4的一端相并联；第四电阻R4的另一端分别与电压负极输出端U-、第五电阻R5的一端相并联；第五电阻R5的另一端接地。电压正极输出端U+与电压负极输出端U-分别与环绕在第一磁环21上的线圈的两端，即第1端和第2端相连接，第一磁环21在被测回路上感应出电势U。本实用新型中，第一电阻R1＝0Ω，这里不使用铜丝替代第一电阻，是因为第一电阻R1＝0Ω能够有效地限制环路电流，使噪声得到抑制。
本实施例中，第二电阻R2＝10kΩ，第三电阻R3＝10kΩ，第四电阻R4＝1kΩ，第五电阻R5＝10Ω。
本实用新型中的采集处理电路如图9所示，一体式钳口2包括括两个内、外径相同的第一磁环21、第二磁环22，环绕在第一磁环21上的线圈的两端，即第1端和第2端，环绕在第二磁环22上的线圈的两端，即第3端和第4端。第一磁环21在被测回路上感应出电势U，在电势U的作用下，第二磁环22上就产生感应电流i，从线圈的第3端流出，从线圈的第4端流入，将从线圈的第3端流出的电流记为i+，从线圈的第4端流入的电流记为i-。线圈的第4端与第六电阻R6的一端并联接地，线圈的第3端分别与第七电阻R7的一端、第六电阻R6的另一端并联；第七电阻R7的另一端与第二运算放大器OP2的第二正极输入端IN2+相连接，第二运算放大器OP2的第二负极输入端IN2-分别与第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端并联；第八电阻R8的另一端接地；第九电阻R9的另一端与第二运算放大器OP2的输出端OUT2并联后，与第十电阻R10的一端相连接；第二运算放大器OP2的输入电压正极V+与VBAT引脚相连接；第二运算放大器OP2的输入电压负极V-接地；第十电阻R10的另一端分别与第十一电阻R11的一端、第一电容C1的一端并联；第一电容C1的另一端接地；第十一电阻R11的另一端分别与第二电容C2的一端、输出端ADC-OUT相并联；第二电容C2的另一端接地；输出端ADC-OUT与STM32L0系列的芯片的第12引脚，也就是PA6引脚相连接，并向PA6引脚输出输出电流I，即输出端ADC-OUT将电流I作为ADC采集信号输出至MCU内。
本实施例中，第六电阻R6＝1kΩ，第七电阻R7＝4.7kΩ，第八电阻R8＝10kΩ，第九电阻R9＝82kΩ，第十电阻R10＝1kΩ，第十一电阻R11＝10kΩ，第一电容C1＝1μF，第二电容C2＝1μF。
本实用新型中的4G无线通信模组使用的是型号为EC800G-CN的芯片，由VBAT引脚也即引脚供电。EC800G-CN芯片的第17引脚也即串口通信发送引脚MAIN_TXD，与STM32L0系列芯片的第9引脚相连接；EC800G-CN芯片的第18引脚也即串口通信接收引脚MAIN_RXD，与STM32L0系列芯片的第8引脚相连接，实现4G无线通信模组与MCU之间的UART串口通信。EC800G-CN芯片的第35引脚，也即无线接口ANT接收无线信号。EC800G-CN芯片的引脚连接为现有技术，这里不再赘述，也不附图说明了。
第一凸部121与第二凸部111的形状，各螺栓孔121a与安装孔123的数量和位置均不作为对本实用新型的限制。
根据监测需求，在设置防雷接地系统时，就将需要被监测的回路中的导线穿过一体式钳口2。同时，本实用新型还具有三种安装方式：
方式一：现场安装环境有一个管道，则本实用新型下盖12上的安装孔123、下盖12的背面与卡箍配合，通过螺栓紧固将本实用新型安装在管道上。
方式二：现场安装环境有一个扁铁，则本实用新型下盖12上的安装孔123、下盖12的背面与卡箍配合，通过螺栓紧固将本实用新型安装在扁铁上。
方式三：针对现场既没有管道也没有扁铁的环境，可以基于客户现场固定螺丝的地方增加一个L型扁铁，然后将本实用新型下盖12上的安装孔123、下盖12的背面与卡箍配合，通过螺栓紧固将本实用新型安装在L型扁铁上。
本实施例中，接地电阻测量器的量程为0-10Ω，测量精度为0.1Ω，内置8500mAh低漏3.7V锂亚电池进行供电，一体式钳口2的钳口内径为20mm，通信传输方式为LTE CAT.1(4G)，单次测量时间为1.5秒，工作温度范围为-40℃至+85℃，通过GB/T3836-2021防爆认证、SY/T0060-2017防ESD认证、CCC认证。
本实用新型的接地电阻测量器的一体式钳口2为一体化结构，不是由两个高成本、且制造难度大的独立的半圆形钳口组成，所以不存在两个半圆形钳口的接触平面会在使用中粘上灰尘的情况发生，也即一体式钳口2在使用中不会因为沾染脏污而影响测量精度，本实用新型的结构简单、可靠性高、测量精度高。再者，本实用新型的接地电阻测量器在布局防雷接地系统时，就安装在需要被监测的回路中的导线上，从防雷接地系统安装之初，就对防雷接地系统中的重要回路部分进行全程的阻值监测，无论是防雷接地系统中的阻值发生变化，还是防雷接地系统发生故障，本实用新型的接地电阻测量器都可以及时发现，避免造成重大安全事故和严重的经济损失。
本实用新型可适用多种安装环境，并且无需检修人员定期到达现场去挨个检测并读取回路阻值，提高了防雷接地系统的检修效率，节约维护防雷接地系统的人工成本。
本实用新型采用耐高低温的阻燃材料，体积小，安装方便，并且在安装完成后，为全封闭的防水结构，在室外工作环境中，无需考虑脏污对本实用新型测量精度的影响；本实用新型的内置电池，一次性安装和部署，产品设计生命周期不低于5年，后期电池电量耗尽，工作人员再去现场进行更换即可，即本实用新型的维护成本低。
实施例2
本实用新型还提供一种接地故障预警系统，包括云平台和若干个如实施例1中描述的接地电阻测量器。各个接地电阻测量器的MCU将测出的阻值传送至4G无线通信模组内，4G无线通信模组再通过ANT天线引脚将阻值传送至云平台，云平台通过对各个接地电阻测量器所测得的阻值进行监控和计算分析，判断防雷接地系统中是否存在某处阻值过大甚至是断路的故障，实现自动化的监控数据，一旦发现防雷接地系统中存在故障，云平台立刻向工作人员报警，工作人员及时赶往故障点进行检修。
一种接地故障预警系统，为防雷接地系统提供预防性辅助决策功能，可以及时发现防雷接地系统中的故障隐患。
以上仅为本实用新型创造的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的创造。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (10)
1.一种接地电阻测量器，其特征在于：包括一体式钳口(2)和外壳(1)，所述一体式钳口(2)固定设置在所述外壳(1)的顶部，且所述外壳(1)的顶部与所述一体式钳口(2)连接处设置有通孔；所述外壳(1)由相互卡合的上盖(11)和下盖(12)构成，所述上盖(11)和下盖(12)卡合构成的封闭腔体内设置有电池(3)和PCB板(4)，所述PCB板(4)上集成有测试电路，所述电池(3)与PCB板(4)上的测试电路电连接，所述PCB板(4)上的测试电路与所述一体式钳口(2)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种接地电阻测量器，其特征在于：所述一体式钳口(2)包括两个内、外径相同的一体成型的第一磁环(21)、第二磁环(22)，所述第一磁环(21)与第二磁环(22)同心设置；
所述PCB板(4)上的测试电路包括MCU、采集处理电路、激励处理电路、4G无线通信模组，MCU与4G无线通信模组之间通过UART串口通信连接，MCU与激励处理电路、采集处理电路之间电连接，激励处理电路与所述第一磁环(21)电连接，所述第二磁环(22)与采集处理电路电连接，所述第一磁环(21)与所述第二磁环(22)之间设置有屏蔽层。
3.根据权利要求2所述的一种接地电阻测量器，其特征在于：所述电池(3)通过VBAT引脚与VDD引脚向PCB板(4)上的测试电路供电，VDD输出3.3V的直流电。
4.根据权利要求3所述的一种接地电阻测量器，其特征在于：所述MCU为STM32L0芯片，所述电池(3)的VDD引脚与所述MCU的电源引脚相连接，STM32L0芯片的PB0引脚输出正弦PWM波形。
5.根据权利要求4所述的一种接地电阻测量器，其特征在于：STM32L0芯片的PB0引脚与激励处理电路的输入端IN相连接，输入端IN的另一端与第一电阻R1的一端相连接，第一电阻R1的另一端与第一运算放大器OP1的第一正极输入端IN1+相连接；第一运算放大器OP1的第一负极输入端IN1-与输出端OUT1并联后，再分别并联在第二电阻R2的一端、第三电阻R3一端、第一三极管T1的基极b1、第二三极管T2的基极b2；第二电阻R2的另一端与第一三极管T1的集电极c1并联后与VBAT引脚相连接；第三电阻R3的另一端与第二三极管T2的集电极c2并联后接地；第一三极管T1的发射极e1与第二三极管T2的发射极e2并联之后，再分别与电压正极输出端U+、第四电阻R4的一端相并联；第四电阻R4的另一端分别与电压负极输出端U-、第五电阻R5的一端相并联；第五电阻R5的另一端接地；电压正极输出端U+与电压负极输出端U-分别与环绕在第一磁环(21)上的线圈两端，即第1端和第2端相连接；
环绕在第二磁环(22)上的线圈的两端，即分别为第3端和第4端；在采集处理电路中：环绕在第二磁环(22)上的线圈的第4端与第六电阻R6的一端并联接地；环绕在第二磁环(22)上的线圈的第3端分别与第七电阻R7的一端、第六电阻R6的另一端并联；第七电阻R7的另一端与第二运算放大器OP2的第二正极输入端IN2+相连接，第二运算放大器OP2的第二负极输入端IN2-分别与第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端并联；第八电阻R8的另一端接地；第九电阻R9的另一端与第二运算放大器OP2的输出端OUT2并联后，与第十电阻R10的一端相连接；第二运算放大器OP2的输入电压正极V+与VBAT引脚相连接；第二运算放大器OP2的输入电压负极V-接地；第十电阻R10的另一端分别与第十一电阻R11的一端、第一电容C1的一端并联；第一电容C1的另一端接地；第十一电阻R11的另一端分别与第二电容C2的一端、输出端ADC-OUT相并联；第二电容C2的另一端接地；输出端ADC-OUT与STM32L0系列的芯片的PA6引脚相连接，并向PA6引脚输出ADC采集信号。
6.根据权利要求5所述的一种接地电阻测量器，其特征在于：4G无线通信模组采用EC800G-CN芯片，所述电池(3)通过VBAT引脚与EC800G-CN芯片的电源引脚相连接；EC800G-CN芯片的串口通信发送引脚MAIN_TXD，与STM32L0系列芯片的第9引脚相连接；EC800G-CN芯片的串口通信接收引脚MAIN_RXD，与STM32L0系列芯片的第8引脚相连接，EC800G-CN芯片的无线接口ANT接收无线信号。
7.根据权利要求6所述的一种接地电阻测量器，其特征在于：所述下盖(12)的正面设置有一体成型的第一凸部(121)，所述第一凸部(121)首尾相连，且所述第一凸部(121)的外缘为圆角矩形，所述第一凸部(121)的内缘与所述下盖(12)的正面构成下腔(122)；
所述上盖(11)的正面为光滑平面，所述上盖(11)的背面对应所述第一凸部(121)内缘的位置突出设置有第二凸部(111)，所述第二凸部(111)与所述上盖(11)的背面构成上腔(112)；所述第二凸部(111)上设置有与所述第一凸部(121)内缘完全卡合的凹槽；
所述下盖(12)在所述下腔(122)之外，且远离所述第一凸部(121)的四个拐角处分别设置有安装孔(123)；所述第一凸部(121)上在靠近第一凸部(121)外缘的四个圆角处分别设置有贯穿的螺栓孔(121a)；所述上盖(11)在所述上腔(112)之外，且远离所述第二凸部(111)的四个拐角处设置有铜螺母(111a)，所述铜螺母(111a)嵌在所述上盖(11)上，且与所述螺栓孔(121a)的位置相对应；所述第二凸部(111)的凹槽内还设置有硅胶垫圈(14)。
8.根据权利要求7所述的一种接地电阻测量器，其特征在于：螺丝(13)与所述铜螺母(111a)螺纹适配，当所述第二凸部(111)与所述第一凸部(121)完全卡合接触时，螺丝(13)从所述下盖(12)的背面穿入，并穿过所述螺栓孔(121a)，进入所述铜螺母(111a)内，旋紧所述螺丝(13)后，所述上盖(11)和下盖(12)紧密固定，所述下腔(122)和上腔(112)构成封闭的腔体。
9.根据权利要求8所述的一种接地电阻测量器，其特征在于：所述下腔(122)分为靠近所述一体式钳口(2)的第一腔体(122a)以及远离所述一体式钳口(2)的第二腔体(122b)，所述第一腔体(122a)的顶部设置有通孔；所述第二腔体(122b)内设置有所述电池(3)与所述PCB板(4)；所述PCB板(4)上的激励处理电路、采集处理电路分别通过导线，经由所述第一腔体(122a)顶部的通孔，与所述第一磁环(21)、第二磁环(22)电连接。
10.一种接地故障预警系统，其特征在于：包括云平台和若干个如权利要求2-9中任意一项所述的接地电阻测量器，各个接地电阻测量器的MCU将测出的阻值传送至4G无线通信模组内，4G无线通信模组再通过ANT天线引脚将阻值传送至云平台。
Priority Applications (1)
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| CN202322345672.3U CN220894415U (zh) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | 一种接地电阻测量器及接地故障预警系统 |
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