本实用新型涉及一种接地监测设备领域，尤其涉及一种接地电阻检测仪。
背景技术：
配电系统中，系统接地是最为关键的安全措施。目前采用的是周期现场检测的方法维护，检测时通过布设临时辅助地极测量接地电阻值和目测接地线路的连接状况，判断接地系统是否合规。如图1所示的两线法测量，测试仪通过测试连接线、接地极、大地形成测量回路，测量待测接地点的接地电阻。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种能利用待测设备的L相线、N零线、PE地线，在不采用辅助线的条件下监测测量待测接地点的接地状态及接地电阻值的接地电阻检测仪。
本实用新型采用以下技术方案实现：一种接地电阻检测仪，其包括：
测试电路，其用于测试待测设备的N零线和PE地线之间的电位差；
测试供电电路，其正输入端连接待测设备的L相线，其负输入端连接N零线；以及
测试稳压电源，其正输入端连接L相线，其负输入端连接PE地线；
其中，所述测试电路包括：
控制电路，其具有脉冲输出端、一对差分输入端；
基准脉冲提供电路，其两个输入端分别连接所述测试供电电路的正输出端和所述测试稳压电源的正输出端；所述基准脉冲提供电路在脉冲输出端的脉冲控制下，提供恒流输出的基准脉冲；
交流恒流输出电路，其输入端连接所述测试供电电路的正输出端，所述交流恒流输出电路在所述基准脉冲的控制下，将所述测试供电电路的正输出端的输出转换为注入待测接地端的交流恒流输入；以及
两个采样电路，其分别采样N零线和PE地线得到相应的采样电压，并分别送入这对差分输入端，使所述控制电路由此得到N零线和PE地线之间的电位差。
作为上述方案的进一步改进，所述测试电路还包括两个滤波电路，两个采样电压分别通过所述两个滤波电路的滤波后再送入这对差分输入端。
作为上述方案的进一步改进，所述测试供电电路包括：
电阻R1，其一端连接L相线；
二极管D1，其阳极连接电阻R1的另一端，其阴极同时连接所述基准脉冲提供电路和所述交流恒流输出电路；
电容C1，其一端连接二极管D1的阴极，其另一端连接N零线；以及
电阻R3，其并联在电容C1上。
作为上述方案的进一步改进，所述测试稳压电源包括：
电阻R2，其一端连接L相线；
二极管D2，其阳极连接电阻R2的另一端，其阴极连接所述基准脉冲提供电路；
电容C2，其一端连接二极管D2的阴极，其另一端连接PE地线；以及
稳压二极管Dz1，其阴极连接二极管D2的阴极，其阳极连接PE地线。
作为上述方案的进一步改进，所述基准脉冲提供电路包括：
电阻R4，其一端连接所述测试供电电路；
光电二极管OP1，其阳极连接电阻R4的另一端，其阴极连接脉冲输出端，其集电极连接所述测试稳压电源，其发射极连接所述交流恒流输出电路。
作为上述方案的进一步改进，所述交流恒流输出电路包括：
电阻R8，其一端连接所述测试供电电路；
结型场效应晶体管J1，其集电极连接电阻R8的另一端，其基极连接所述基准脉冲提供电路；以及
电阻R5，其一端连接所述基准脉冲提供电路，其另一端连接结型场效应晶体管J1的发射极并形成交流恒流输出端OUT，所述交流恒流输出端OUT连接PE地线并接入所述待测接地点。
作为上述方案的进一步改进，所述接地电阻检测仪还包括连接控制电路的显示器。
作为上述方案的进一步改进，所述接地电阻检测仪还包括连接控制电路的操作按钮，通过所述操作按钮对所述控制电路下达指令使脉冲输出端输出脉冲；和/或，所述接地电阻检测仪还包括连接控制电路的通信电路，通过所述通信电路对所述控制电路下达指令使脉冲输出端输出脉冲。
本实用新型还提供一种接地监测方法，其应用于上述任意一种所述的接地电阻检测仪中，其包括以下步骤：
所述基准脉冲提供电路连接在所述测试稳压电源的正输出端上的电平通过所述测试稳压电源稳定在一个恒定值；
所述基准脉冲提供电路在脉冲输出端的脉冲控制下，提供恒流输出的基准脉冲；
所述交流恒流输出电路在所述基准脉冲的控制下，形成交流恒流输出注入大地即待测设备的待测接地点；
注入大地的固定频率和大小的电流一路经PE地线-N零线回流，一路经所述待测接地点-所述待测接地点至待测设备的配电端的接地端之间的线阻Rg-所述配电端的接地端-N零线回流；
经两个采样电路采样，输入控制电路的这对差分输入端，通过差分输入得出N零线和PE地线之间的电位差，从而计算出“PE地线-N零线”与“所述待测接地点-所述待测接地点至待测设备的配电端的接地端之间的线阻Rg-所述配电端的接地端-N零线”的电阻值。
作为上述方案的进一步改进，当PE地线断开时，所述接地监测方法转变为L相线和N零线的两线法去测量所述待测设备的接地电阻，实时读取接地电阻值。
本实用新型能利用待测设备的L相线、N零线、PE地线，在不采用辅助线的条件下监测测量待测设备的接地状态，而且当PE地线断线时，接地监测能转变为两线法测量接地电阻，实时读取接地电阻值。
附图说明
图1为目前配电系统中系统接地现场检测法示意图。
图2为本实用新型实施例提供的接地电阻检测仪的结构示意图。
图3为图2中接地电阻检测仪的电路图。
图4为图2中接地电阻检测仪的接地监测法示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型的接地电阻检测仪利用待测设备的L相线、N零线、PE地线，在不采用辅助线的条件下监测测量待测设备的接地状态，如图2所示，接地电阻检测仪包括测试电路1、测试供电电路2、测试稳压电源3。
测试电路1用于测试待测设备的N零线和PE地线之间的电位差。测试供电电路2的正输入端连接待测设备的L相线，其负输入端连接N零线。测试稳压电源3的正输入端连接L相线，其负输入端连接PE地线。
测试电路1包括控制电路4、基准脉冲提供电路5、交流恒流输出电路6、两个采样电路7、两个滤波电路8、显示器9、操作按钮10、通信电路11。
控制电路4采用具有脉冲输出端P，一对差分输入端ADC1、ADC2的MCU。
基准脉冲提供电路5的两个输入端分别连接测试供电电路2的正输出端和测试稳压电源3的正输出端。基准脉冲提供电路5在脉冲输出端P的脉冲控制下，提供恒流输出的基准脉冲。
交流恒流输出电路6的输入端连接测试供电电路2的正输出端，交流恒流输出电路6在所述基准脉冲的控制下，将测试供电电路2的正输出端的输出转换为注入待测设备的设备端12的接地端的交流恒流输出。
两个采样电路7分别采样N零线和PE地线得到相应的采样电压，并分别送入这对差分输入端ADC1、ADC2，使控制电路4由此得到N零线和PE地线之间的电位差。为了提高电位差的精确值，两个采样电压分别通过两个滤波电路8的滤波后再送入这对差分输入端ADC1、ADC2。
显示器9连接控制电路4，用于显示控制电路4想要显示的数据信息。
操作按钮10连接控制电路4，通过操作按钮10对控制电路4下达指令使脉冲输出端输出脉冲。
通信电路11连接控制电路4，通过通信电路11对控制电路4下达指令使脉冲输出端P输出脉冲。通信电路11可以是RS232通信电路也可以是RS485通信电路等等。
本实用新型的接地电阻检测仪，其相应的接地监测方法包括以下步骤：
基准脉冲提供电路5连接在测试稳压电源3的正输出端上的电平通过测试稳压电源3稳定在一个恒定值；
基准脉冲提供电路5在脉冲输出端P的脉冲控制下，提供恒流输出的基准脉冲；
交流恒流输出电路6在所述基准脉冲的控制下，形成交流恒流输出注入大地即待测设备的设备端12的接地端；
注入大地的固定频率和大小的电流一路经PE地线-N零线回流，一路经所述设备端12的接地端-所述设备端12的接地端至待测设备的配电端13的接地端之间的线阻Rg-所述配电端13的接地端-N零线回流；
经两个采样电路7采样，输入控制电路4的差分输入端ADC1、ADC2，通过差分输入得出N零线和PE地线之间的电位差，从而计算出“PE地线-N零线”与“所述设备端12的接地端-所述设备端12的接地端至待测设备的配电端13的接地端之间的线阻Rg-所述配电端13的接地端-N零线”的电阻值。
当PE地线断开时，所述接地监测方法转变为L相线和N零线的两线法去测量所述待测设备的接地电阻，实时读取接地电阻值。为了更好的举例本实用新型的实现方式，本实用新型的电路实现如接下去的实施例1所示。
实施例1
请参阅图3，本实用新型的接地电阻检测仪利用待测设备的L相线、N零线、PE地线，在不采用辅助线的条件下监测测量待测设备的接地状态。所述接地电阻检测仪包括测试电路、对所述测试电路供电的测试供电电路、对所述测试电路提供稳压电的测试稳压电源。
在本实施例中，采用以下的测试供电电路，所述测试供电电路包括电阻R1、二极管D1、电容C1、电阻R3。电阻R1的一端连接L相线，电阻R1的另一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接测试电路(如下文介绍的，二极管D1的阴极同时连接测试电路的电阻R4和电阻R8)。电容C1的一端连接二极管D1的阴极，电容C1的另一端连接N零线。电阻R3并联在电容C1上。
在本实施例中，采用以下的测试稳压电源，所述测试稳压电源包括电阻R2、二极管D2、电容C2、稳压二极管Dz1。电阻R2的一端连接L相线，电阻R2的另一端连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接测试电路(如下文介绍的，二极管D2的阴极连接测试电路的光电二极管OP1的集电极)。电容C2的一端连接二极管D2的阴极，其另一端连接PE地线。稳压二极管Dz1的阴极连接二极管D2的阴极，稳压二极管Dz1的阳极连接PE地线。电容C1和电容C2都可以采用电解电容，如图3所示。
所述测试电路包括控制电路MCU、阻容RC1、电阻R6、阻容RC2、电阻R7、电阻R4、光电二极管OP1、电阻R8、结型场效应晶体管J1、电阻R5。其中，结型场效应晶体管的英文全称为Junction Field-Effect Transistor，简称为JFET。
控制电路MCU具有一对差分输入端ADC1、ADC2，脉冲输出端P，如采用芯片MDS 8HC908，就有一对差分输入端ADC1、ADC2，脉冲输出端P。
阻容RC1的一端连接差分输入端ADC1，阻容RC1的另一端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接N零线。阻容RC2的一端连接差分输入端ADC2，电阻RC2的另一端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接PE地线。
电阻R4的一端连接所述测试供电电路的二极管D1的阴极，电阻R4的另一端连接光电二极管OP1的阳极。光电二极管OP1的阴极连接脉冲输出端P，光电二极管OP1的集电极连接所述测试稳压电源的二极管D2的阴极，光电二极管OP1的发射极连接电阻R5的一端。电阻R5的另一端连接结型场效应晶体管J1的发射极并形成交流恒流输出端OUT，结型场效应晶体管J1的基极连接光电二极管OP1的发射极，结型场效应晶体管J1的集电极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接所述测试供电电路的二极管D1的阴极。所述交流恒流输出端OUT连接PE地线并接入待测设备的待测接地点。
所述测试电路还可包括显示器、操作按钮、通信电路等配件电路。如显示器可以采用LCD显示器，显示器连接控制电路MCU，可以用于实时显示控制电路MCU需要显示的各项信息。再如操作按钮，操作按钮连接控制电路MCU，通过操作按钮对控制电路MCU下达指令使脉冲输出端P输出脉冲。再如通信电路，通信电路连接控制电路MCU，通过通信电路对控制电路MCU下达指令使脉冲输出端P输出脉冲，通信电路可以采用RS232通信也可以采用RS485通信或者其他通信方式。
所述接地电阻检测仪在监测时，其接地监测方法包括以下步骤：
光电二极管OP1的集电极处Vb的电平通过所述测试稳压电源稳定在一个恒定值，光电二极管OP1导通后给结型场效应晶体管J1控制极恒定电压，结型场效应晶体管J1在集电极处Vb的电平恒定时输出恒定电流，所述恒定电流在交流恒流输出端OUT注入大地；
注入大地的固定频率和大小的电流一路经PE地线-N零线回流，一路经所述待测接地点-所述待测接地点至待测设备的配电端的接地端之间的线阻Rg-所述配电端的接地端-N零线回流；
经电阻R6、电阻R7采样，阻容RC1、阻容RC2二阶阻容滤波后，输入控制电路MCU的差分输入端ADC1、ADC2，通过差分输入得出回路电位差，从而计算出“PE地线-N零线”与“所述待测接地点-所述待测接地点至待测设备的配电端的接地端之间的线阻Rg-所述配电端的接地端-N零线”的电阻值。
当PE地线断开时，所述接地电阻检测仪从接地监测转变为L相线和N零线的两线法去测量所述待测设备的接地电阻，实时读取接地电阻值。
我国民用用电接地制式采用TNC-S，在电力变压房到各用电建筑物三相五线制，N零线为用电设备电流回路，PE为用电安全接地。如图4所示，接地电阻检测仪利用供电端的中性线接地为测量辅助接地，采用N零线作为辅助接地测量线，电源系统接地线为监测的待测接地。接地电阻检测仪测量时向用电端系统接地线注入电流，当系统的三相五线制完整时；注入电流一部分通过PE、N的回流，另一部分通过大地流向到供电接地端，经N零线回流，测量电阻值为两个回路的并联值；当PE缺失时，由于在一般情况下，供电端的PEN地极小，测量结果为用电端的工频电阻值。
实施例2
为了更好的理解实施例1的内容，在实施例2中采用更加具体的实现方式。
主要电路元件的选取值：R1＝100Ω，R2＝470Ω，R3＝1MΩ，R4＝470KΩ，R5＝10KΩ，R6＝R7＝100KΩ，R8＝500Ω，P1＝MC3020，D1＝D2＝LM513，DZ1＝36V稳压，J1＝P输出脉冲频率f＝800hz。R1，D1，C1，R3构成测试供电电路的主要电路元件；R2，D2，C2，DZ1构成测试稳压电源的主要电路元件，在Vb点维持恒定电平，为J1提供恒流输出的基准脉冲，OP1和J1在MCU输出的脉冲控制下，形成OUT点的交流恒流输出。
测试步骤如下。
①在操作按钮或RS232指令控制下，MCU之P输出800HZ脉冲(经电平转换)控制OP1通断。
②Vb点的电平由于Dz1的作用恒定在36V，OP1导通后给J1控制极恒定电压，J1在Vb恒定时输出恒定电流，恒定电流在OUT点注入大地。
③注入大地的固定频率和大小的电流一路经PE地线-N回流，一路经GND(设备端)-Rg-GND(配电端)-N零线回流。
④经R6、R7采样，RC1、RC2二阶阻容滤波后，输入MCU之ADC1、ADC2差分输入，得出回路电位差。从而计算出(PE地线-N零线)与(GND(设备端)-Rg-GND(配电端)-N零线)的电阻值。
⑤当PE地线断开时，测量值即是两级法测量的工频接地电阻值。
综上所述，本实用新型的接地电阻检测仪存在如下技术要点：
1)利用L\N\PE地线连接，在不采用其他辅助线的条件下，监测接地状态；
2)当PE地线断线时，接地监测转变为两线法测量接地电阻，实时读取接地电阻值。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。