一种用于输电线路杆塔接地电阻数据信息化管理的方法及系统与流程

本发明涉及输电线测量数据信息化领域，更具体地，涉及一种用于输电线路杆塔接地电阻数据信息化管理的方法及系统。

背景技术：

输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要，杆塔接地不良将引起雷电事故，引起线路跳闸。接地电阻测量是判断接地装置是否达到规程要求的必要手段。准确测量接地电阻可以验证接地系统设计是否合理，及时发现接地系统的变化或缺陷，避免由于接地不合格而可能造成的经济损失或事故。为了确保接地电阻符合设计的要求，《架空送电线路运行规程》规定要周期性测量接地装置的接地电阻。

输电线路杆塔接地电阻的测量是电网线路运维部门的一项常规的测量工作。然而，实际的运维工作中，一方面是接地测量花费掉线路运维人员大量的财力、物力、人力，而另一方面却是得到的数据并未得到有效的利用，或利用率较低。各省市电力公司仍需每年申请专项科研项目开展线路的防雷接地改造工作，造成了资源的浪费。

现有技术没有发现基于测量的电阻数据建立数据应用平台，进行数据分析的应用以及进行大数据分析，并应用到输电线路的安全管理。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于输电线路杆塔接地电阻数据信息化管理的方法，以实现基于输电线路杆塔接地电阻的智能测量，以及对输电线路杆塔接地电阻数据的信息化管理。

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于输电线路杆塔接地电阻数据信息化管理的方法，其特征在于，所述方法包括：

测量输电线路杆塔接地电阻数据；

将所述输电线路杆塔接地电阻数据上传至预先建立的用户平台的数据库；所述用户平台为基于浏览器和服务器结构的用户平台；

接收用户发送的针对输电线路杆塔接地电阻数据的查询请求，并且将从所述用户平台的数据库获取的输电线路杆塔接地电阻数据发送给用户。

优选地，其特征在于，所述测量输电线路杆塔接地电阻数据，包括：

测量输电线路杆塔接地环境现场数据组，包括：测量时间、GPS地理位置、环境温度、环境湿度、电压数据以及电流数据；

根据测量得到的所述电压数据以及电流数据计算电阻数据。

优选地，其特征在于，通过测量装置测量电压数据以及电流数据，所述测量装置包括异频电源转换电路，输出频率为47Hz和53Hz以及幅值为0.5至1A的电流。

优选地，其特征在于，所述测量装置包括：ARM处理器、GPS地理位置定位和测量时间模块、环境温度和环境湿度测量模块、显示模块、锂电池电源及充电控制模块、恒电流源输出模块、接地电阻回路电流电压测量模块以及GPRS数据传输模块。

优选地，其特征在于，所述电流的输出频率为47Hz时，测量所述被测量杆塔接地电阻测量回路电压为U1，电流为I1，计算电阻为R1；所述电流的输出频率为53Hz时，测量所述被测量杆塔接地电阻测量回路电压为U2，电流为I2，计算电阻为R2；

所述电阻R1与电阻R2的平均值，为所述杆塔接地电阻数据。

优选地，其特征在于，所述测量装置安装在测量接线回路中，所述测量接线回路中设置滤波电路，使得测量中电流频率误差小于0.3Hz。

优选地，其特征在于，通过无线通信方式将所述现场数据组上传至所述数据库。

优选地，其特征在于，还包括：提供基于现场数据组数据的技术报告。

基于本发明的又一实施方式，本发明提供一种用于输电线路杆塔接地电阻数据信息化管理的系统，其特征在于，所述系统包括：

测量模块，用于测量输电线路杆塔接地电阻数据；

上传模块，用于将所述输电线路杆塔接地电阻数据上传至预先建立的用户平台的数据库；所述用户平台为基于浏览器和服务器结构的用户平台；

访问模块，用于接收用户发送的针对输电线路杆塔接地电阻数据的查询请求，并且将从所述用户平台的数据库获取的输电线路杆塔接地电阻数据发送给用户。

优选地，其特征在于，所述系统包括测量装置，所述测量装置包括：ARM处理器、GPS地理位置定位和测量时间模块、环境温度和环境湿度测量模块、显示模块、锂电池电源及充电控制模块、恒电流源输出模块、接地电阻回路电流电压测量模块以及GPRS数据传输模块。

本发明具有如下有益效果：

本发明提出的技术方案，综合应用杆塔接地电阻的测量技术，开发一套测量精度高，抗干扰能力强，便于携带的信息化测量设备。同时，基于互联网技术建立“云端”大数据服务器，开发B/S结构(浏览器和服务器结构)的用户平台。并通过信息化杆塔测量装置收集到的各省、各地、各线路的杆塔接地电阻，将输电线路杆塔接地电阻数据上传至用户平台的数据库，用户平台从用户接收针对输电线路杆塔接地电阻数据的查询请求，并且将从用户平台的数据库获取的输电线路杆塔接地电阻数据发送给用户，搭建了线路杆塔接地装置的状态评估、事故分析及故障预警技术服务平台，开展相关技术服务工作。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明实施方式的一种输电线路杆塔接地电阻智能测量装置结构图；

图2为根据本发明实施方式的一种输电线路杆塔接地电阻数据管理用户平台结构图；

图3为根据本发明实施方式的一种用于输电线路杆塔接地电阻数据信息化管理的方法流程图；以及

图4为根据本发明实施方式的一种用于输电线路杆塔接地电阻数据信息化管理的系统结构图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明实施方式的一种输电线路杆塔接地电阻智能测量装置结构图。如图1所示，测量装置包括：ARM处理器、GPS地理位置定位和测量时间模块、环境温度和环境湿度测量模块、显示模块、锂电池电源及充电控制模块、恒电流源输出模块、接地电阻回路电流电压测量模块以及GPRS数据传输模块。

测量装置ARM处理器的运算控制单元为STM32F4系列ARM芯片，运算速度快，可进行快速傅里叶运算，接口丰富，可以很方便的连接外围电路，功耗低，满足设计需求。

GPS地理位置定位和测量时间模块与ARM处理器相连，提供卫星定位坐标以及精确的GPS时间，

环境温度和环境湿度测量模块为接地电阻测量结果提供环境温度和湿度信息。

显示模块提供友好的人机界面，便于使用者操作，同时在显示屏上显示各种状态信息以及测量结果。本发明实施方式显示模块可以为液晶显示屏或触摸屏。

接地电阻智能测量装置设计成便携式仪器，由锂电池作为电源供电，锂电池由充电控制模块进行可循环充电。

接地电阻智能测量装置的测量由恒流源输出恒定电流，恒流电流源通过接地电阻测量回路，在接地两段会产生一个电压差，同步测量电压电流值，根据欧姆定律可以计算得到回路的接地电阻值。

GPRS数据传输模块用于测量装置和数据库终端的通讯，可以将测量数据通过无线方式传输到数据库。无线方式可以为红外、蓝牙、Wifi方式、4G网络等。

本发明实施方式中，通过ARM处理器将锂电池电源提供的直流电流转换成为频率为47Hz和53Hz、幅值在0.5～1A范围内的交变电流。与传统的测量设备相比，这一区间的变频电源能有效避免地中极化效应和杂散电流的干扰，增加测量稳定性和准确率。本发明的实施方式，在电流回路中串入一个滤波电路的设计，使得测量中通频带在正负0.3Hz，实现设备具有较高的抗干扰能力。

本发明的实施方式基于F4平台芯片实现设备各模块电路的通信与控制，并通过简洁、友好的显示界面实现人机互动。同时增加，GPS地理位置和测量时间模块和GPRS数据传输模块无线通信的设计。

本发明实施方式在利用杆塔接地电阻智能测量装置进行测量时，当测量人员搭建好测量回路后，按下“测量键”，设备就会在两个电流极构成的测量回路中分别产生一个频率为47Hz和53Hz、幅值在0.5～1A范围内的交变电流。通过设备中串联在两个电流极两端的电流传感器对测量回路中的回路电流I进行测量，同时，通过设备中连接在两个电压极两端的电压传感器对接地装置的电压U进行测量。根据两次不同频率下(47Hz和53Hz)测量得到的U1、U2和I1、I2，按欧姆定律R＝U/I，分别计算得到异频条件下的接地电阻值R1和R2。最后，取其平均值，即为杆塔的接地电阻值R，R＝(R1+R2)/2。

显示模块通过设备的电子显示屏显示本次测量的相关信息，包括：电阻值R，每次测量的电阻值R1、R2，电流值I1、I2，电压值U1、U2，频率值v1和v2，环境温度数据、环境湿度数据，GPS地理位置和测量时间等测量数据信息。

每一次测量，杆塔接地电阻智能测量装置会通过基于4G网络的无线通信模块将上述测量数据信息发送至云端后台服务器。后台服务器收到测量信息后，向测量设备发送一条“接受成功”的指令，设备收到指令后完成本次测量。通信路径的闭环设计能有效避免通信“掉包”带来的漏测情况。

本发明实施方式提出的杆塔接地电阻智能测量装置，在测量时，实现接线后“一键式”测量。测量人员不用记录结果，一键式测量后相关所有数据自动上传云端后台服务器，能有效减小测量的技术性难度、工作量、劳动强度及测量时间。

图2为根据本发明实施方式的一种输电线路杆塔接地电阻数据管理用户平台结构图。由图2所示，通过杆塔接地电阻智能测量装置测量的数据信息，通过无线网络上传到云端后台服务器，云端后台服务器为基于B/S(Browser/Server，浏览器/服务器模式)网络结构模式，包括服务器数据库和客户端访问系统。用户通过internet网络浏览器访问数据库服务器实现数据交互。建立杆塔接地电阻“云端”大数据库，能够实现运维测量过程的痕迹查询，方便运维管理人员的监督、管理和结果查询等相关工作，提高运维工作的效率。通过数据分析，搭建杆塔接地装置状态评估、事故预警的技术服务平台，指导优化运维方案的制订，节省运维成本，保障线路的安全稳定运行。

图3为根据本发明实施方式的一种用于输电线路杆塔接地电阻数据信息化管理的方法流程图。如图3所示，方法300从301起步：测量输电线路杆塔接地电阻数据。

步骤301，测量输电线路杆塔接地电阻数据，本发明实施方式中，利用图1实施方式中杆塔接地电阻智能测量装置进行杆塔接地电阻数据的测量。

步骤302：将输电线路杆塔接地电阻数据上传至预先建立的用户平台的数据库，用户平台为基于浏览器和服务器结构的用户平台。本发明实施方式的一种输电线路杆塔接地电阻数据管理用户平台参考图2中实施方式一种输电线路杆塔接地电阻数据管理用户平台结构。本发明实施方式中，通过无线通信方式将现场数据组数据上传至用户访问平台的现场数据组数据库

步骤303：接收用户发送的针对输电线路杆塔接地电阻数据的查询请求，并且将从用户平台的数据库获取的输电线路杆塔接地电阻数据发送给用户。

测量输电线路杆塔接地环境现场数据组，包括：测量时间、GPS地理位置、环境温度、环境湿度、电压数据以及电流数据，并且根据测量电压数据以及电流数据计算电阻数据。

优选地，通过测量装置测量电压数据以及电流数据，所述测量装置包括所述异频电源转换电路，输出频率为47Hz和53Hz以及幅值为0.5至1A的电流。

优选地，测量装置包括：ARM处理器、GPS地理位置定位和测量时间模块、环境温度和环境湿度测量模块、显示模块、锂电池电源及充电控制模块、恒电流源输出模块、接地电阻回路电流电压测量模块以及GPRS数据传输模块。

优选地，所述电流的输出频率为47Hz时，测量所述被测量杆塔接地电阻测量回路电压为U1，电流为I1，计算电阻为R1；所述电流的输出频率为53Hz时，测量所述被测量杆塔接地电阻测量回路电压为U2，电流为I2，计算电阻为R2；所述电阻R1与电阻R2的平均值，为所述杆塔接地电阻数据。

优选地，所述测量装置安装在测量接线回路中，所述测量接线回路中设置滤波电路，使得测量中电流频率误差小于0.3Hz。

优选地，通过无线通信方式将所述现场数据组数据上传至所述用户访问平台的现场数据组数据库。

优选地，还包括：提供基于现场数据组数据的技术报告。

图4为根据本发明实施方式的一种用于输电线路杆塔接地电阻数据信息化管理的系统结构图。如图4所示，系统400包括：

测量模块401，用于测量输电线路杆塔接地电阻数据；

上传模块402，用于将所述输电线路杆塔接地电阻数据上传至预先建立的用户平台的数据库；所述用户平台为基于浏览器和服务器结构的用户平台；

访问模块403，用于接收用户发送的针对输电线路杆塔接地电阻数据的查询请求，并且将从所述用户平台的数据库获取的输电线路杆塔接地电阻数据发送给用户。

优选地，其特征在于，所述系统包括测量装置，所述测量装置包括：ARM处理器、GPS地理位置定位和测量时间模块、环境温度和环境湿度测量模块、显示模块、锂电池电源及充电控制模块、恒电流源输出模块、接地电阻回路电流电压测量模块以及GPRS数据传输模块。

本发明提出的技术方案，综合应用杆塔接地电阻的测量技术，开发一套测量精度高，抗干扰能力强，便于携带的信息化测量设备。同时，基于互联网技术建立“云端”大数据服务器，开发B/S结构(浏览器和服务器结构)的用户平台。并通过信息化杆塔测量装置收集到的各省、各地、各线路的杆塔接地电阻，将输电线路杆塔接地电阻数据上传至用户平台的数据库，用户平台从用户接收针对输电线路杆塔接地电阻数据的查询请求，并且将从用户平台的数据库获取的输电线路杆塔接地电阻数据发送给用户，搭建了线路杆塔接地装置的状态评估、事故分析及故障预警技术服务平台，开展相关技术服务工作。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。