专利名称：接地电阻测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对地电阻测量装置，特别是一种接地电阻测量装置。
背景技术：
如图1所示，现有技术中的接地电阻测量装置包括有电流测量回路和电压测量回路，电流测量回路包括电源V1、开关K1、电流表A、电流接地端C1和C2，从电源V1开始、经开关K1、电流表A、电流接地端C1、大地F、电流接地端C2，最后回到电源V1形成电流回路；电压测量回路包括有电源V2、双投切开关K2、K3、可变电阻R、电压表V、电压接地端P1和P2，其中双投切开关K2、K3的固定端均为0端。
在进行测量前准备时，因大地自身存在着杂散电流，从而在P1和P2之间形成一个电位差，电压表VV此时具有一个读数，为大地的杂散电压值，这时要通过电源V2和可变电阻R来抵消大地的杂散电压，使随后的测量中电压表V的测量可以更为真实地反应接地电阻在外接电源作用下的电压值。假设P1、P2之间的电压与电源V2同向，则先将K1、K2的活动端投向1端，改变电阻R的值，此时可调整P1、P2两端的电压使电压表V读数为0，即在电压回路上抵消了大地的杂散电压；由于杂散电压是不定方向的，若P1、P2之间的电压与电源V2反向，则将K1、K2的活动端投向2端，此时可让P1、P2之间的电压与电源V2同向，然后通过可变电阻R来调整电压表V读数。
调整电压表V后，就可以开始进行接地电阻的测量，按下开关K1，此时电流表和电压表V均会产生一个读数，然后利用计算式计算接地电阻。
该现有技术中的不足之处在于1、由于该电流回路无法测量大地的杂散电流，则在进行测量时所读出来的电流值中含有杂散电流，但计算中或者并未减去这个杂散电流值，或者只能对杂散电流进行估算，给计算结果带来很大的误差；2、由于在进行接地电阻测量时，接地电极与各接地端之间的连接是活动的，经常在操作中容易断开，所以必须对该连接进行检测，但现有技术中显然不具备此项功能，如果P2点是断开的，但由于P1点具有一电位，同时电阻R在电源V2的作用下与电压表V的接触处也将具有一电位，两电位将可能产生电位差，导致电压表V依然有读数，可此时的读数并非大地的杂散电压值，所以现有技术不具有连接的检测功能；3、在进行测量前准备时，要对电压表V进行调整，但由于大地的杂散电压是不定向，而且也无周期性，这就可能出现在调整时杂散电压与电源V2同向，而在测量时杂散电压与电源V2反向，这就给测量带来了很大的误差，同时操作也是相当烦琐的；4、现有技术中的电压表V和电流表均是采用表针式仪器，其读数往往因测试者的不同而不同，故计算结果误差也大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种可进行连接的检测、同时操作简单、误差小的接地电阻测量装置。
本发明的目的是通过以下途径来实现的接地电阻测量装置，包括电流测量回路和电压测量回路，其结构要点在于，1.1电流测量回路包括有电源U、电流表A、第一开关LA1、第二开关LA2、第三开关QK1和第四开关QK2、第一电流接地端C1和第二电流接地端C2；1.1.1其中第一开关LA1与电源U串联连接形成电源电路，1.1.2电流表A与电源电路串联连接形成表计电路，1.1.3第一电流接地端C1、第三开关QK1、表计电路、第四开关QK2和第二电流接地端C2依序串联电连接，1.1.4第二开关LA2则并接在电源电路的两端；
1.2电压测量回路则包括有电压表V、第五开关QK3、第一电压接地端P1和第二电压接地端P2，1.2.1第一电压接地端P1、第五开关QK3、电压表V和第二电压接地端P2依序串联电连接，1.3第三开关QK1和第四开关QK2均为双投切开关，并且1.3.1第三开关QK1的活动1端与第一电流接地端C1电连接，固定0端与表计电路电连接，1.3.2第四开关QK2的活动1端与第二电流接地端C2电连接，固定0端与表计电路电连接，1.3.3第三开关QK1的活动2端与第五开关QK3的活动端电连接，而第四开关QK2的活动2端则与第二电压接地端P2电连接。
在进行测量前准备时，第一电流接地端C1、第二电流接地端C2和第一电压接地端P1、第二电压接地端P2分别通过接地电极棒接入所需测量的地中。
首先进行大地杂散电流的测量和电流接地极连接情况的检测第一开关LA 1断开，第二开关LA2闭合，第三开关QK1和第四开关QK2均投切在活动1端，此时电流测量回路中形成一无源回路，即第一电流接地端C1依序通过电流表、第二开关LA2、第二电流接地端C2和大地而形成一回路，如果此时的电流表A有读数，则该回路中流过必定是大地杂散电流，而电流表A的读数为杂散电流的值，从而完成大地杂散电流的测量，使接地电阻在计算过程中可以更为精确，并大大减小了误差。如果此时的电流表A无读数，可闭合第一开关LA1，当电流表A仍无读数时，说明两电流接地端与电极棒的连接出现断点，导致线路断开，这样就可以对线路的连接状况进行检测，从而保证测量的顺利进行，并可以减小测量误差。
然后进行大地杂散电压的测量和电压接地极连接情况的检测由于在测量杂散电流时，第五开关QK3闭合，此时的电压表V并接在两电压接地端上，而两接地电压端的电位与电极接地端的电位相等，故电压表V的读数即为大地杂散电压值，从而测得大地杂散电压值。然后将第五开关QK3断开，第三开关QK1和第四开关QK2分别投切在活动2端，此时和电流接地端的测量一样，第一电压接地端经第三开关QK1、电流表和第二开关LA2、第四开关QK2而形成一回路，若此时电流表有读数，则说明电压接地端连接状况正常，若无读数，合上第一开关LA1后仍无读数，则说明电压接地端与接地电极的连接有断点，或连接状态不正常。
进行接地电阻测量时，第三开关QK1和第四开关QK2分别投切在活动1端，第一开关LA1闭合，第二开关LA2断开，从而引入电源U，第五开关QK3闭合，此时即处在测量状态。在电源U作用下，电流测量回路引入一电流流入大地，该电流将叠加在杂散电流上，并改变了接地电阻的电压值，从而可计算出接地电阻 其中R为接地电阻值，U为测量时的电压读数，I为测量时的电流读数，U杂为测量所得的杂散电压值，I杂为测量所得的杂散电流值，二者均为矢量。
这样，本发明较原有技术相比，既具有检测电流、电压接地端与接地电极之间的连接状况，又具备测量原有大地杂散电压和杂散电流的作用，从而保证了测量接地电阻时可大大减小测量误差；其次使用该装置进行测量时，测量方法简单，不必反复校对杂散电压的方向，杂散电压和杂散电流的不定向和不定大小对测量结果影响不大。
本发明还可以进一步具体为电流表A为一种数字显示电流表。
电压表V为一种数字显示电流表。
采用数字显示的表计可以使读数更为精确，因为指针式表计的读数总是因人而异，其读数误差大，数字显示的表计则可清楚的显示测量值，从而进一步保证计算结果的精确度。
还包括有一微机处理装置，其取样输入端分别与电流表和电压表V电连接。
微机处理装置包括有依序电连接的取样装置、运算装置和数据输出装置。
微机处理装置的取样装置将先取样测量时的杂散电压和杂散电流值，然后再取样测量电阻时的电压值和电流值，并进行通过运算装置进行接地电阻的运算，最后将运算结果通过数据输出装置送出来。由于微机具有实时测量和实时运算的功能，其运算速度快，并且更为准确，避免了人为运算的烦琐。
电源U还可以进一步具体为电源U可以是一种超级电容器电源。
采用超级电容器电源具有如下优点1、超级电容器电源体积小，便于携带；2、超级电容器电源可存储的能量高，由此可提高测量时的电流和电压，使之远高于杂散电流和杂散电压，这样杂散电流和杂散电压的不定向和不定大小的影响就小，甚至可忽略不计；3、超级电容器的充电和放电状态不受自身能量的限制，即使电量尚足，仍可充电，而完全放电的状态下，仍可将该电容器充电至所需能量，使用方便。
当然，电源U还可以是一种蓄电池，或电源U可以是不间断电源，即UPS。
本发明还可以进一步具体为第一开关LA1和第二开关LA2可以合而为一联动开关LA。该开关可以有两种状态，即每一次动作，将导致连接在该开关上的两电路上，只有一路是导通，而另一路是断开的情况当第一开关LA1闭合，其对应回路导通，第二开关LA2必然断开，则对应回路断开；反之当第一开关LA1断开，第二开关LA2必然闭合。还可以有第三种状态，即还可以是两路均为断开的情况。
第五开关QK3也为一种双投切开关，其与第三开关QK1和第四开关QK2形成一三联联动开关K，此时第五开关QK3的固定0端与电压表V电连接，而活动1端与第三开关QK1的活动2端电连接，第五开关QK3的活动2端则悬空。
进一步可具体为三联同向联动开关，即开关动作方向一致，或都投向活动1端，或都投向活动2端。由于在操作过程中第三开关QK1、第四开关QK2和第五开关QK3是同时动作的，所以将其活动投切端联动起来，即当联动开关投向活动1端时，则第三开关QK1、第四开关QK2和第五开关QK3均向活动1端连接，而当联动开关投向活动2端时，则第三开关QK1、第四开关QK2和第五开关QK3均向活动2端连接。这样，操作就简单方便多了，无需对每一个开关进行操作，而只需对联动开关进行操作即可。
综上所述，本发明的优点在于1、可以进行大地杂散电流和杂散电压的测量，从而精确了接地电阻的测量结果；2、可以对接地电阻测量装置与接地电极之间的连接状态进行检测，从而避免因连接出现断点而带来的测量错误；3、测量方法简单，不必反复校对杂散电压的方向。
图1所示为所述现有技术的电路示意图；图2所示为本发明所述的接地电阻测量装置的电路示意图；下面我们结合实施例来进一步描述本发明。
具体实施例最佳实施例参见图2，接地电阻测量装置，包括电流测量回路和电压测量回路，其中1)电流测量回路包括有电源U、电流表A、第一开关LA1、第二开关LA2、第三开关QK1和第四开关QK2、第一电流接地端C1和第二电流接地端C2；●电流表A为一种数字电流表；●电源U为一种超级电容器电源；●第一开关LA1与超级电容器电源U串联连接形成电源电路；●数字电流表A与电源电路串联连接形成表计电路；●第一电流接地端C1、第三开关QK1、表计电路、第四开关QK2和第二电流接地端C2依序串联电连接，●第二开关LA2则并接在电源电路的两端；●第一开关LA1和第二开关LA2L形成联动开关LA；2)电压测量回路则包括有电压表V、第五开关QK3、第一电压接地端P1和第二电压接地端P2，●电压表V为一数字电压表；●第一电压接地端P1、第五开关QK3、电压表V和第二电压接地端P2依序串联电连接；●第三开关QK1、第四开关QK2和第五开关QK3均为双投切开关，且三个开关为三联同向联动开关K，即开关动作方向一致，或都投向活动1端，或都投向活动2端；●第三开关QK1的活动1端与第一电流接地端C1电连接，固定0端与表计电路电连接，而活动2端与第五开关QK3的活动1端电连接；●第四开关QK2的活动1端与第二电流接地端C2电连接，固定0端与表计电路电连接，而活动2端与电压表V电连接；●第五开关QK3的固定0端与电压表V电连接，活动2端悬空。
在进行测量前准备时，第一电流接地端C1、第二电流接地端C2和第一电压接地端P1、第二电压接地端P2分别通过接地电极棒接入所需测量的大地中。
首先进行大地杂散电流的测量和电流接地极连接情况的检测联动开关LA动作，第一开关LA1断开，第二开关LA2闭合，联动开关K动作，第三开关QK1和第四开关QK2均投切在活动1端，此时电流测量回路中形成一无源回路，即第一电流接地端依序通过电流表A、第二开关LA2、第二电流接地端C2和大地而形成一回路，如果此时的电流表A有读数，则该回路中流过必定是大地杂散电流，而电流表的读数为杂散电流的值，从而完成大地杂散电流的测量，使接地电阻在计算过程中可以更为精确，并大大减小了误差。如果此时的电流表无读数，可操作联动开关LA，使第一开关LA1闭合，若有读数，说明此时的杂散电流为0，若电流表仍无读数时，说明两电流接地端与电极棒的连接出现断点，或测量装置自身的电路出现断点，导致线路断开，这样就可以对线路的连接状况进行检测，从而保证测量的顺利进行，并可以减小测量误差。
然后进行大地杂散电压的测量和电压接地极连接情况的检测由于在测量杂散电流时，第五开关QK3闭合，此时的电压表V并接在两电压接地端上，而两接地电压端的电位与电极接地端的电位相等，故电压表V的读数即为大地杂散电压值，从而测得大地杂散电压值。然后联动开关K动作，第五开关QK3、第三开关QK1和第四开关QK2分别投切在活动2端，此时和电流接地端的测量一样，第一电压接地端经第三开关QK1、电流表A和第二开关LA2、第四开关QK2而形成一回路，若此时电流表有读数，则说明电压接地端连接状况正常，若无读数，并且合上第一开关LA1后仍无读数，则说明电压接地端与接地电极的连接有断点，或连接状态不正常。若此时的连接状态不正常，则之前所测的杂散电压值也必然是错误的，需要重新测量。
最后，当一切检测正常后，便可进行接地电阻测量，联动开关K再次动作，第三开关QK1、第四开关QK2和第五开关QK3分别投切在活动1端，此时即处在测量状态。在超级电容器电源作用下，电流测量回路引入一电流流入大地，该电流将叠加在杂散电流上，并改变了接地电阻的电压值，从而可计算出接地电阻 其中R为接地电阻值，U为测量时的电压读数，I为测量时的电流读数，U杂为测量所得的杂散电压值，I杂为测量所得的杂散电流值，二者均为矢量。
本发明未述部分与现有技术相同。
权利要求
1.接地电阻测量装置，包括电流测量回路和电压测量回路，其特征在于，1)电流测量回路包括有电源U、电流表A、第一开关LA1、第二开关LA2、第三开关QK1和第四开关QK2、第一电流接地端C1和第二电流接地端C2；①其中第一开关LA1与电源U串联连接形成电源电路，②电流表A与电源电路串联连接形成表计电路，③第一电流接地端C1、第三开关QK1、表计电路、第四开关QK2和第二电流接地端C2依序串联电连接，④第二开关LA2则并接在电源电路的两端；2)电压测量回路则包括有电压表V、第五开关QK3、第一电压接地端P1和第二电压接地端P2，①第一电压接地端P1、第五开关QK3、电压表V和第二电压接地端P2依序串联电连接，3)第三开关QK1和第四开关QK2均为双投切开关，并且①第三开关QK1的活动1端与第一电流接地端C1电连接，固定0端与表计电路电连接，②第四开关QK2的活动1端与第二电流接地端C2电连接，固定0端与表计电路电连接，③第三开关QK1的活动2端与第五开关QK3的活动端电连接，而第四开关QK2的活动2端则与第二电压接地端电连接。
2.根据权利要求1所述的接地电阻测量装置，其特征在于，电流表A为一种数字显示电流表。
3.根据权利要求1所述的接地电阻测量装置，其特征在于，电压表V为一种数字显示电流表。
4.根据权利要求1所述的接地电阻测量装置，其特征在于，还包括有一微机处理装置，其取样输入端分别与电流表A和电压表V电连接。
5.根据权利要求4所述的接地电阻测量装置，其特征在于，微机处理装置包括有依序电连接的取样装置、运算装置和数据输出装置。
6.根据权利要求1所述的接地电阻测量装置，其特征在于，电源U可以是一种超级电容器电源。
7.根据权利要求1所述的接地电阻测量装置，其特征在于，第一开关LA1和第二开关LA2可以合而为一联动开关LA。
8.根据权利要求1所述的接地电阻测量装置，其特征在于，第五开关QK3也为一种双投切开关，其与第三开关QK1和第四开关QK2形成一三联联动开关K，此时第五开关QK3的固定0端与电压表V电连接，而活动1端与第三开关QK1的活动2端电连接。
9.根据权利要求8所述的接地电阻测量装置，其特征在于，三联联动开关K为一种三联同向联动开关。
10.根据权利要求8所述的接地电阻测量装置，其特征在于，第五开关QK3的活动2端悬空。
全文摘要
本发明涉及一种对地电阻测量装置，特别是一种接地电阻测量装置，其通过对电流测量回路和电压测量回路的连接进行改进，通过两个联动开关的操作对测量装置进行检测和操作。本发明的优点在于1.可以进行大地杂散电流和杂散电压的测量，从而精确了接地电阻的测量结果；2.可以对接地电阻测量装置与接地电极之间的连接状态进行检测，从而避免因连接出现断点而带来的测量错误；3.测量方法简单，不必反复校对杂散电压的方向。
文档编号G01R27/20GK1584610SQ0315281
公开日2005年2月23日 申请日期2003年8月19日 优先权日2003年8月19日
发明者罗明览, 雷龙武, 王劲军, 罗湘梅 申请人:福建省电力勘测设计院, 罗明览