专利名称：输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法及其仪器的制作方法
技术领域：
本发明涉及杆塔冲击接地电阻测量方法及相关仪器。具体 的说是一种易于携带、操作方便、测量准确、抗干扰强的冲击 接地电阻测量方法和测量仪器。
背景技术：
在本发明提出之前，本领域对冲击接地电阻的测量与计算 有以下几种方法
1. 在理论分析的基础上对具体接地装置建立数学物理模 型，通过解偏微分方程或者差分方程，从而计算求出该接地装 置的冲击接地电阻。这种方法的缺点是建立数学物理模型困难， 求解复杂繁琐，而且不同的接地装置有不同的数学物理模型， 通用性差，结果无法验证。
2. 进行模拟试验，主要针对集中接地体，而且其尺寸小， 不能完全模拟真实情况。
3. 利用测量得到的工频接地电阻乘以冲击系数，求出冲击 接地电阻，由于是利用间接手段求出冲击接地电阻，其结果的 可靠性较差。
4. 根据经验公式迸行估算，虽然计算简单方便，但其缺点
是准确性低，只能用于估算。
对应于以上几种测量与计算方法，目前部分高校和科研院 所设计的冲击接地电阻测量仪器，产生的冲击电流幅值大多在
5A以下，信噪比不高，测量精度不高，主要用作试验研究，尚 不具备工程推广应用的条件。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种重量 轻、体积小，方便工作人员携带至野外进行实地测量，准确性高、抗干扰能力强的输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法及其 仪器。
为实现上述目的，本发明所设计的输电线路杆塔冲击接地电 阻测量方法，包括如下步骤
通过一个冲击电流发生器产生一个入射电流注入大地，并
通过数据采集装置采集杆塔接地体的电压和电流，再用MCU控
制板对采集到的数据进行处理与线性放大计算，求出接地体在 标准雷电流作用下的电压响应，得到等效的电压", 、电流峰值 L，最后根据工程定义公式wa ="w//m ，求出该杆塔冲击接地 电阻。
进一步地，所述入射电流幅值为80 100A。 为实现上述方法而专门设计的输电线路杆塔冲击接地电阻 测量仪，它包括由电流极引线接线头Hl和H2、接地装置接 线头H3和H4、可控硅A、充电板B、倍压发生器C、电压采集 板D、电流采集板E、电池F和主控板G组成，其中电流极引 线接线头Hl与充电板B和倍压发生器C连接后接到主控板G 上形成充电回路，可控硅A串联进该电路控制充放电的断接， 电压采集板D连接电压极引线接线头H2和接地装置接线头H3 后，再接到主控板G上，电流采集板E连接电流极引线接线头 Hl和接地装置接线头H4后，再接到主控板G上，电池F直接 连到主控板G上。
进一步地，所述电池(F)为整个测量系统供电。 本发明与现有技术对比，充分显示其优越性在于 重量轻、体积小，方便工作人员携带至野外进行实地测量， 准确性高、抗干扰能力强。
图1为本发明的输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法的原 理示意图2为本发明的输电线路杆塔冲击接地电阻测量仪的电路集成模块结构示意图。
图中电流极引线接线头HI 电流极引线接线头H2 电
流极引线接线头H3 电流极引线接线头H4 可控硅A 充电 板B 倍压发生器C 电压采集板D 电流采集板E 电池F 主控板G
具体实施例方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细 描述。
如图1所示，本发明的输电线路杆塔冲击接地电阻测量方 法的核心部分包括冲击电流发生器、高速数据采集板、MCU
控制板和和数据显示四部分。工作时，通过冲击电流发生装置 产生一个测量用的冲击电流注入大地，由数据采集装置即时采
集到分压器、分流器上的电压、电流分量，并传送到MCU控制 板，进行数据处理，并进行线性放大计算，求出接地体在标准 雷电流作用下的电压响应，得到等效的电压 、电流峰值^， 最后根据工程定义公式，求出该杆塔冲击接地电阻， 得到目的数据，最后通过显示装置将计算结果显示出来。
测量中，系统MCU控制板收到测量指令后，根据充电电压 默认值控制冲击电流发生器的充电回路对电容器充电。充电完 成后断开充电回路，然后触发放电回路产生冲击电流入射接地 装置；同时测量部分工作，将经过分流器和分压器以及射随跟 踪后的电流电压波形，得到的取样结果存于原始数据区。采样 完成后，MCU控制板对采集到的数据进行平滑滤波，然后与标 准雷电流波形结合进行巻积运算，求出接地体在标准雷电流作 用下的电压响应，将此响应电压的最大值找出，除以标准雷电 流最大值，即得杆塔冲击接地电阻值。得出的冲击接地电阻值 送LCD显示。若采样得到的电流波形数据或电压波形数据过量 程或太小，不利于得到足够高的测量精度，则自动调节充电电 压，以得到最高的电阻测量精度。流最高幅值可达IOOA，最大电压幅值可达1000V。冲击电流的
波头时间为iys。其数据采集装置为模拟采集器，采样频率为
5MHZ。其使用步骤如下
1、 完全断开被测杆塔塔身与地网的连接；
2、 根据三极法进行接线、布线，此时要保证仪器处于关机状 态；
3、 开机，自检后，按"测量"键进行测量；
4、 读取测量值；
5、 自动读取三次测试数据，显示平均值。
权利要求
1.一种输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法，它是通过一个冲击电流发生器产生一个入射电流注入大地，并通过数据采集装置采集杆塔接地体的电压和电流，再用MCU控制板对采集到的数据进行处理与线性放大计算，求出接地体在标准雷电流作用下的电压响应，得到等效的电压um、电流峰值im，最后根据工程定义公式Rch＝um/im，求出该杆塔冲击接地电阻。
2. 根据权利要求1所述的输电线路杆塔冲击接地电阻测量 方法，其特征在于，所述入射电流幅值为80 100A。
3. —种用于实现权利要求1所述方法的输电线路杆塔冲击 接地电阻测量仪，其特征在于，它包括由电流极引线接线头(H1禾BH2)、接地装置接线头(H3和H4)、可控硅(A)、充 电板(B)、倍压发生器(C)、电压采集板(D)、电流采集板(E)、 电池(F)和主控板(G)组成，其中电流极引线接线头(Hl) 与充电板(B)和倍压发生器(C)连接后接到主控板(G)上 形成充电回路，可控硅(A)串联进该电路控制充放电的断接， 电压采集板(D)连接电压极引线接线头(H2)和接地装置接线 头(H3)后，再接到主控板(G)上，电流采集板(E)连接电 流极引线接线头(Hl)和接地装置接线头(H4)后，再接到主 控板(G)上，电池(F)直接连到主控板(G)上。
4. 根据权利要求3所述的输电线路杆塔冲击接地电阻测量 仪，其特征在于，所述电池(F)为整个测量系统供电。
全文摘要
输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法及其仪器。该方法是通过冲击电流发生器产生入射电流注入大地，数据采集装置采集杆塔接地体电压和电流，再用MCU控制板对采集到的数据进行处理与线性放大，求出接地体在标准雷电流作用下的电压响应，得到等效电压u<sub>m</sub>、电流峰值i<sub>m</sub>，最后根据公式R<sub>ch</sub>＝u<sub>m</sub>/i<sub>m</sub>即得杆塔冲击接地电阻。该设备包括电流极引线接线头、接地装置接线头、可控硅、充电板、倍压发生器、电压采集板、电流采集板、电池和主控板，电流极引线接线头与充电板和倍压发生器连接后接到主控板上，可控硅串联进该电路，电压采集板与电压极引线接线头、接地装置接线头和主控板连接，电流采集板与电流极引线接线头、接地装置接线头和主控板连接，电池直接连到主控板上。
文档编号G01R27/20GK101650389SQ20091006359
公开日2010年2月17日 申请日期2009年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者杜雪松, 冕 范, 袁明仁, 进 谭 申请人:国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司