專利名稱：一種架空輸電線桿塔接地電阻檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電氣設(shè)備接地技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種架空輸電線桿塔接地電阻 檢測裝置。
背景技術(shù)：
架空輸電線路樁基礎(chǔ)桿塔的接地電阻大小影響雷擊輸電線路桿塔雷電流的散流 能力。接地電阻越小，散流能力越好，雷電流在桿塔上引起的反擊電壓越小，不易引起絕緣 子串的反擊閃絡(luò)。因此桿塔接地電阻大小是影響輸電線路耐雷水平的重要因素，準(zhǔn)確測量 輸電桿塔接地電阻大小具有重要的意義?，F(xiàn)有輸電線路桿塔接地阻抗測量裝置一般采用伏安法和鉗表法。伏安法測量裝置 通過解開被測桿塔的接地引下線，通過電壓表測量不同電極地電位差，同時(shí)用電流表測量 回路電流，電壓表與電流表測量數(shù)值的比值即為測量接地電阻，該方法需要解開接地引下 線，測量不方便。鉗表法測量裝置采用鉗形電流互感器和電壓互感器進(jìn)行電流、電壓信號(hào)的 提取。該方法不解開接地引下線，如果排除桿塔_避雷線分流的影響，可準(zhǔn)確測量桿塔接地 電阻，但不能測量樁基礎(chǔ)，即無裸露接地引下線的輸電線路桿塔接地電阻。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種便攜式的架空輸電 線桿塔接地電阻檢測裝置，其抗干擾能力強(qiáng)，測量準(zhǔn)確。本實(shí)用新型的架空輸電線桿塔接地電阻檢測裝置包括測量儀、與所述測量儀連 接的測量電極和磁芯線圈電流傳感器；所述測量電極插入距待測桿塔特定距離的地中，所述磁芯線圈電流傳感器纏繞在 待測桿塔的塔腳處以檢測待測桿塔塔腳的入地電流；所述測量儀輸出正弦波電源至待測桿塔的塔腳，所述磁芯線圈電流傳感器將檢測 到的所述入地電流傳送給測量儀；所述測量儀根據(jù)所述入地電流和所述測量電極與待測桿 塔基礎(chǔ)電位的電位差獲取基波分量，該基波分量的頻率與所述測量儀輸出的正弦波電流的 頻率相同；所述測量儀再根據(jù)獲得的基波分量計(jì)算待測桿塔接地電阻值。由于本實(shí)用新型中測量儀獲取的頻率與測量儀輸出的變頻正弦波電流的頻率相 同，該頻率可避開外部能量集中的干擾頻帶，抑制了其它干擾頻率的影響，且分析的信號(hào)是 測量儀輸出頻率的基波，進(jìn)一步消除了其它頻率成分的影響，使得其抗干擾能力更強(qiáng)，測量 更準(zhǔn)確。

附圖1為本實(shí)用新型一種架空輸電線桿塔接地電阻檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為圖1中測量儀在一種實(shí)施方式中的原理框圖；附圖3為圖1中電流輸出模塊在一種實(shí)施方式中的原理框圖；[0012]附圖4是圖1中電壓電流調(diào)理模塊在一種實(shí)施方式中的原理框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的目的就在于提供一種架空輸電線桿塔接地電阻檢測裝置，其抗干擾 能力更強(qiáng)，測量更準(zhǔn)確。參考圖1，一種架空輸電線桿塔接地電阻檢測裝置，主要包括輔助測量電極、鉗形 磁芯線圈電流傳感器、桿塔接地阻抗測量儀等。其輔助測量電極為一根電流極4和一根電 壓極5，電流極4插入距桿塔1的距離為40 60m的地中，通過導(dǎo)線7與測量儀3的電流極 端口連接，用以形成測量的電流回路；電壓極5插入在電流極4與桿塔之間的地中，通過導(dǎo) 線7與測量儀3的電壓極端口連接，用以提供測量用的參考電位。鉗形磁芯線圈電流傳感 器2的數(shù)量可以為1 4個(gè)，分別放置在桿塔的4個(gè)塔腳處，用以檢測通過桿塔塔腳入地 的電流。傳感器2檢測的入地電流為100 1500mA。鉗形磁芯線圈電流傳感器2分別通過 雙絞線6與測量儀3上的電流傳感器輸入端口連接，以便傳送檢測的入地電流。參考圖2，上述的測量儀3由控制及采集模塊31、電流輸出模塊32、電壓電流調(diào)理 模塊33、鍵盤34、數(shù)據(jù)顯示模塊35組成?？刂萍安杉K31由單片機(jī)及外圍電路組成，所述單片機(jī)內(nèi)部集成12位模擬數(shù) 字轉(zhuǎn)換器、12位數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器及輸入輸出管腳。由數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一定幅值 和頻率的正弦輸出波，其幅值和頻率可通過內(nèi)部的程序控制，它與電流輸出模塊32相連， 提高其輸出電流的驅(qū)動(dòng)能力。幅值的調(diào)節(jié)范圍為0 35V，即該電流源的電壓幅值，頻率的 調(diào)節(jié)范圍為10 200Hz。通過改變輸出電壓幅值，從而改變流經(jīng)被測量接地電阻的電流。 改變輸出電壓頻率，從而避開現(xiàn)場的工頻干擾。參考圖3，電流輸出模塊32由電壓跟隨器321、功率放大器件322和過流保護(hù)裝置 323構(gòu)成。參考圖4，電壓電流調(diào)理模塊包括與所述電壓極和電流極連接的差分放大器、與 所述磁芯線圈電流傳感器連接的加法運(yùn)算放大器、與所述加法運(yùn)算放大器連接的程控放大 器，該程控放大器受所述控制及采集模塊控制工作。電壓電流調(diào)理模塊33的輸入為電壓極 5和電流極4電位的電壓差，以及4個(gè)鉗形電流傳感器的輸入。電壓極和電流極4電位輸入 到電壓電流調(diào)理模塊中的差分放大器331，差分放大器331的輸出為這兩個(gè)輸入電位的電 壓差；電壓電流調(diào)理模塊33對(duì)輸入電流傳感器2的入地電流進(jìn)行電流-電壓變換，將各通 道傳感器的電流輸入分別轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，然后對(duì)這4路電壓信號(hào)通過加法器332 得到4個(gè)鉗形電流傳感器輸入的總電流，由于4路電壓信號(hào)總和電壓幅值可能比較小，通過 控制及采集模塊31輸出的電流放大控制輸入電平調(diào)節(jié)電壓電流調(diào)理模塊33中的程控放大 器333，使總輸入電流轉(zhuǎn)化的電壓信號(hào)幅值接近控制及采集模塊采集單元的最大幅值量程， 以提高信噪比。電壓電流調(diào)理模塊33的對(duì)應(yīng)輸出電壓和電流信號(hào)，電壓輸出是電流極與電壓極 的差分輸出，電流輸出是總電流程控放大輸出；分別進(jìn)入控制及采集模塊31的數(shù)據(jù)采集單 元，同步對(duì)這兩路信號(hào)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，獲取電壓、電流的波形數(shù)據(jù)。分析其波形參數(shù)及 計(jì)算其基波的電壓值和電流值及接地阻抗值；由于外部存在干擾信號(hào)，因此對(duì)電壓、電流的 波形數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，獲取電壓、電流波形的基波分量，該基波分量頻率成分與電流輸
4出模塊32輸出的電源頻率是相同的，從而消除了其它干擾頻率的影響，用獲取的電壓、電 流波形的基波分量幅值的比值作為測量的桿塔接地電阻值，從而提高測量的信噪比。綜上所述，利用本實(shí)用新型的架空輸電線桿塔接地電阻檢測裝置，通過程序控制 進(jìn)行測量，其具體操作步驟如下(1)準(zhǔn)備進(jìn)行裝置接線(圖1)，即將本實(shí)用新型裝置的4個(gè)鉗形磁芯線圈電流傳感器(以 下簡稱傳感器)，分別纏繞在被測桿塔的4個(gè)塔腳處，并通過4對(duì)雙絞線將4個(gè)傳感器分別 與架空輸電線桿塔接地電阻檢測儀(以下簡稱測量儀)的4對(duì)傳感器輸入端口相連，用以 檢測桿塔4個(gè)塔腳的入地電流。再將電流極插入距桿塔的距離為40m 60m的地中，并通過 導(dǎo)線與測量儀的電流極端口連接，用以形成檢測入地電流的回路。又將電壓極插入在電流 極同側(cè)并距桿塔的距離為電流極距離0. 5 0. 6倍的地中，并通過導(dǎo)線連接到測量儀的電 壓極端口連接，用以提供接地阻抗的參考電位。還將測量儀的輸出電流端口，通過導(dǎo)線與對(duì) 應(yīng)于電壓極和電流極同側(cè)的被測桿塔塔腳連接，用以提供測量接地阻抗的步進(jìn)頻率為1Hz、 信號(hào)頻率為20 200Hz的異頻正弦波電流源。(2)初始化第(1)步完成后，打開測量儀的電源開關(guān)，通過程序自動(dòng)進(jìn)行以下初始設(shè)置①輸出電壓_始為0. 2V，電壓步長為0. IV ；②程控放大倍數(shù)初始為0，并設(shè)置1，10，100三個(gè)放大倍數(shù)等級(jí)；③測量儀的模擬信號(hào)輸出模塊的頻率初始為125Hz正弦波信號(hào)。(3)數(shù)據(jù)采集及計(jì)算第(2)步完成后，通過程序打開數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)卡的四個(gè)通道，分別采集4個(gè)傳 感器檢測的電流信號(hào)ii、12, 13. 和電壓極輸入測量儀的輸入電壓信號(hào)Ui 然后計(jì)算 4個(gè)傳感器檢測的和電流(即I∑=I1+I2+I3+I4)以及測量儀輸入電壓G與輸出電壓
u的差值
權(quán)利要求1.一種架空輸電線桿塔接地電阻檢測裝置，其特征在于包括測量儀、與所述測量儀連 接的測量電極和磁芯線圈電流傳感器；所述測量電極用于插入距待測桿塔特定距離的地中，所述磁芯線圈電流傳感器用于纏 繞在待測桿塔的塔腳處以檢測待測桿塔塔腳的入地電流；所述磁芯線圈電流傳感器用于將檢測到的入地電流傳送給測量儀；所述測量儀用于輸出正弦波電流至待測桿塔的塔腳。
2.如權(quán)利要求1所述的架空輸電線桿塔接地電阻檢測裝置，其特征在于所述測量電 極包括電流極和電壓極，所述電流極，用于插入距桿塔的距離為40米至60米的地中，形成 檢測所述入地電流的回路；所述電壓極，用于插入在電流極與待測桿塔之間的地中，提供待 測桿塔接地電阻的參考電位。
3.如權(quán)利要求2所述的架空輸電線桿塔接地電阻檢測裝置，其特征在于所述測量儀 包括控制及采集模塊、電流輸出模塊和電壓電流調(diào)理模塊；所述控制及采集模塊產(chǎn)生特定幅值和頻率的正弦波電流通過所述電流輸出模塊輸出 至待測桿塔的塔腳；所述電壓電流調(diào)理模塊將所述電壓極與電流極的電位差輸出至控制及采集模塊，所述 磁芯線圈電流傳感器將檢測到的所述入地電流傳送給電壓電流調(diào)理模塊進(jìn)行變換和運(yùn)算 得到總和電流，該總和電流的幅值被所述控制及采集模塊控制進(jìn)行放大調(diào)整后輸出至控制 及采集模塊；所述控制及采集模塊提取所述電壓電流調(diào)理模塊輸出的電位差和總和電流的基波分 量，再根據(jù)獲得的基波分量計(jì)算待測桿塔接地電阻值。
4.如權(quán)利要求3所述的架空輸電線桿塔接地電阻檢測裝置，其特征在于所述控制及 采集模塊是單片機(jī)，其包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)采集單元。
5.如權(quán)利要求4所述的架空輸電線桿塔接地電阻檢測裝置，其特征在于所述電流輸 出模塊包括電壓跟隨器、功率放大器件和過流保護(hù)裝置。
6.如權(quán)利要求3所述的架空輸電線桿塔接地電阻檢測裝置，其特征在于所述電壓電 流調(diào)理模塊包括與所述電壓極和電流極連接的差分放大器、與所述磁芯線圈電流傳感器連 接的加法運(yùn)算放大器、與所述加法運(yùn)算放大器連接的程控放大器，該程控放大器受所述控 制及采集模塊控制工作。
7.如權(quán)利要求1或6所述的架空輸電線桿塔接地電阻檢測裝置，其特征在于所述測 量儀還包括用于顯示測量電阻值和設(shè)置參數(shù)的顯示屏和用于參數(shù)設(shè)置和測量操作的輸入裝置。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種架空輸電線桿塔接地電阻檢測裝置，其包括測量儀、與所述測量儀連接的測量電極和磁芯線圈電流傳感器；所述測量電極插入距待測桿塔一定距離的地中，所述磁芯線圈電流傳感器纏繞在待測桿塔的塔腳處以檢測待測桿塔塔腳的入地電流；所述測量儀輸出變頻正弦波電源至待測桿塔的塔腳，所述磁芯線圈電流傳感器將檢測到的入地電流傳送給測量儀；所述測量儀根據(jù)所述入地電流和所述測量電極與待測桿塔基礎(chǔ)電位的電位差獲取基波分量，該基波分量的頻率與所述測量儀輸出的正弦波電流的頻率相同；所述測量儀再根據(jù)獲得的基波分量計(jì)算待測桿塔接地電阻值。本實(shí)用新型抗干擾能力強(qiáng)，測量準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01R27/20GK201780335SQ20102002610
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月4日
發(fā)明者吳碧華, 夏永強(qiáng), 李建強(qiáng), 熊俊, 王勁, 陸國俊, 黃洪鑌, 黃炎光 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司廣州供電局