专利名称：一种接地网试验系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力领域，更具体地说，涉及一种接地网试验系统。
背景技术：
近些年来，国内多处变电站所形成的扩大事故，多数接地网本身以及其周边的电气属性的不合格有关，比如，当接地电阻过大则发生接地故障时，使中性点电压偏移增大，可能使健全相和中性点电压过高，超过绝缘要求的水平而造成设备损坏。接地电阻过大，除了接地网本身电阻率过大以外，和接地网周边的土壤电阻率也有着密切的关系。此外，当接地网周围的跨步电压超过安全电压值的时候，会直接威胁到变电站运行人员、变电检修人员人身安全.[0003]接地系统的接地电阻是否合格直接关系到变电站运行人员、变电检修人员人身安全；由于土壤对接地装置具有腐蚀作用，随着运行时间的加长，接地装置已有腐蚀，影响变电站的安全运行；此外，接地网周边的土地结造成土壤电阻率的变化也会影响接地网的接地性能；因此，必须大力加强对地网的定期监测。在现有技术中，一般采用工频大电流法来对接地设备进行接地网进行试验，获取接地网的接地电阻、接地网周边的土壤电阻率和接地网周边的跨步电压等参数，以判断接地网的安全性。由于受系统流入地网电流的干扰以及试验引线线间的干扰，所以现有技术中，规程要求在进行试验时，试验电流不得小于50A以减少干扰对测量结果的影响，由此，就出现了试验设备笨重，试验过程复杂，试验人员工作强度大等诸多问题。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型实施例提供一种接地网试验系统。本实用新型实施例是这样实现的:一种接地网试验系统，包括:地桩、与工频相差设定频率的电源、人体模拟电阻、参数获取装置和运算装置；所述地桩包括电流桩和电压桩；参数获取装置用于获取根据直线法测得的所述电流桩的电流值和所述电压桩的电压值，以及，用于获取根据四极等距法测得的第一地桩和第二地桩之间的距离、所述第二地桩和第三地桩之间的距离和电阻值，以及，用于分别获取第一人体模拟电阻和第二人体模拟电阻两端的电压值；所述运算装置用于根据设定的公式计算和获取的所述电流值、电压值、距离及电阻值计算接地电阻、土壤电阻率、接触电阻和跨步电阻。优选的，在本实用新型实施例中，所述设定频率为5赫兹。优选的，在本实用新型实施例中，所述电流桩的电阻值小于80欧姆。优选的，在本实用新型实施例中，所述电压桩的电阻值小于200欧姆。优选的，在本实用新型实施例中，所述电源的供电电流为I至5安培。[0015]优选的，在本实用新型实施例中，所述电源的电流为正弦波。优选的，在本实用新型实施例中，所述电流桩的埋入深度大于0.5米。优选的，在本实用新型实施例中，所述电压桩的埋入深度大于0.5米。优选的，在本实用新型实施例中，所述第一地桩和第二地桩之间的距离为5m、10m、20m、30m 或 40m。从上述的技术方案可以看出，在本实用新型实施例中，在进行接地电阻、土壤电阻率、接触电压和跨步电压的试验时，并采用非工频的电流来测量接地装置的电阻。由于采用非工频的电流来进行测量，所以避免了工频对测量电流的干扰，所以也就不必采用大电流的来进行测量，由于小电流电源的体积小，操作简便，所以本实用新型实施例有效地减小了测量电源的体积，减轻了试验人员的工作强度。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例中所述接地网试验系统在进行接地电阻试验的连接示意图；图2为本实用新型实施例中所述接地网试验系统在进行土壤电阻率试验的连接示意图；图3为本实用新型实施例中所述接地网试验系统在进行跨步电压及接触电压试验的连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。现有技术中，采用工频大电流法来对接地设备进行各项试验，在这种方式中，规程要求试验电流不得小于50A，由此，就出现了试验设备笨重，试验过程复杂，试验人员工作强度大等诸多问题。为此，在本实用新型实施例中，提供了一种接地网试验系统，包括:地桩、与工频相差设定频率的电源、人体模拟电阻、参数获取装置和运算装置；地桩包括电流桩和电压桩；参数获取装置用于获取根据直线法测得的电流桩的电流值和电压桩的电压值，以及，用于获取根据四极等距法测得的第一地桩和第二地桩之间的距离、第二地桩和第三地桩之间的距离和电阻值，以及，用于分别获取第一人体模拟电阻和第二人体模拟电阻两端的电压值；运算装置用于根据设定的公式计算和获取的电流值、电压值、距离及电阻值计算接地电阻、土壤电阻率、接触电阻和跨步电阻。[0029]如图1所示，在对接地网的接地电阻进行试验时，需要先将电流桩I和电压桩2设置为与接地网3呈同一直线分布；然后，将电流桩I与接地网3边缘的距离设置为被测接地网对角线长度的4至5倍，电压桩2与地网边缘的距离为电流桩I与接地网3边缘的距离的0.5至0.6倍；设置好电压桩和电流桩后，将与工频相差设定频率的电源4正极连接接地网3，负极连接电流桩I ;电源4供电后，参数获取装置具体的可以是万用表，通过万用表可以测得的电流桩I的电流值和电压桩2的电压值为参数计算接地网3的电阻值。最后，可以通过运算装置，根据设定的公式计算和获取的电流值和电压值计算接地电阻。如图2所示，在对接地网的周边进行土壤电阻率试验时，需要使用四个地桩，具体的，地桩可以是电流桩或电压桩。具体的方式为，将第一地桩21、第二地桩22、第三地桩23和第四地桩24在同一直线分布设置并打入地下，所述第一地桩21和第二地桩22之间的距离设为与第三地桩23和第四地桩24之间的距离相等；将第一地桩21、第二地桩22、第三地桩23和第四地桩24打入地下的深度设为相同，且深度小于第一地桩21和第二地桩22之间的距离的1/20 ;将与工频相差设定频率的电源4正极连接第一地桩21，负极连接第四地桩24。通过参数获取装置，还可以测得第三地桩23和第四地桩24之间的电阻值；接着，通过运算装置，根据设定的公式计，以第一地桩21和第二地桩22之间的距离、所述第二地桩22和第三地桩23之间的距离和电阻值为参数，计算土壤电阻率。具体的，用于计算土壤电阻率的预设的公式可以为P =2 JiaR (a+b)/b ;其中，P为电阻率；a为所述第一地桩和第二地桩之间的距离；b为所述第三地桩和第四地桩之间的距离；R为所述第三地桩和第四地桩之间土壤电阻的电阻值。优选的，在本实用新型实施例中，还可以将第一地桩和第二地桩之间的距离设为与第二地桩和第三地桩之间的距离相等，即a=b ;此时，具体的预设的公式可以为P=2:naR;其中，P为电阻率；a为所述第一地桩和第二地桩之间的距离；R为所述第三地桩和第四地桩之间土壤电阻的电阻值。如图3所示，在对接地网进行跨步电压及接触电压的试验时，首先，在接地装置3和设于预设位置电流桩32接入与工频相差设定频率的电源4 ;在本实用新型实施例中，采用了工频不同频率的电源4，这样使得接地装置3与电流桩32之间由该电源产生的电位分布区的电流频率与工频有所区别，从而避免了工频干扰。此外，还需要将第一人体模拟电阻34的两端设置为具有固定的预设距离；为了模拟人体的跨步距离所受到的电压，在本实用新型实施例中，将人体模拟电阻34的两端之间的距离有所规范，以尽量的接近人体的实际距离，具体的预设距离可以为I米。在接地装置3与电流桩32之间将第一人体模拟电阻34的两端接地；接地装置3、电流桩32和第一人体模拟电阻34的两端呈直线分布；为了使人体模拟电阻34的两端距离能够在接地电流的电位分布区中的获得最大跨步电压，需要将接地装置3、电流桩32和第一人体模拟电阻34的两端呈直线分布。参数获取装置，具体的可以是选频电压表，通过选频电压表5测量第一人体模拟电阻34两端的电压值，此电压值即为跨步电压。[0041]由于在本实用新型实施例中，采用了非工频的电源4，所以在测量人体模拟电阻34所产生的跨步电压时，需要通过选频电压表5来测量非工频的电源4所产生的电流。其频率可以根据非工频的电源4的频率进行相应的配置。在进行接触电压试验时，需要将第二人体模拟电阻6的一端与接地装置3连接，另一端与距接地装置设定距离的地面接地连接；接地装置3、电流桩32和所述第二人体模拟电阻6的接地端呈直线分布；所述第二人体模拟电阻6与接地装置3连接高度为距离地面
1.8 米。为了测量接触电压，在本实用新型实施例中，还在距接地装置3 —个跨步距离的位置接设有另一个人体模拟电阻，以模拟人员接触接地装置3时所承受的电压。具体的，与接地装置3连接的位置可以是模拟人体的高度，比如可以是1.8米。参数获取装置，具体的可以是选频电压表，通过选频电压表7测量所述第二人体模拟电阻6两端的电压，此电压即为接触电压。与测量跨步电压类似，在测量接触电压时，需要通过选频电压表7来测量非工频的电源4所产生的电流。其频率可以根据非工频的电源4的频率进行相应的配置。本实用新型实施例中，采用与工频频率不同的电流作为测量电流，从而极大地避免了工频电流的干扰，由于受到工频电流的干扰较小，所以通过较小的测量电流就可以得到较精确的试验结果。实际应用中，在实施本实用新型实施例中的接地网的各项试验前，需要首先检查实验的电流线、电压线以及接地装置是否有短路的情况。在本实用新型实施例中，与工频相差设定的频率可以为5赫兹，由于工频电流的频率为50赫兹，所以，也就是说本实用新型实施例中的测量电流可以为45赫兹或55赫兹；由于本实用新型实施例中的试验电流频率与工频电流频率相差不大，所以试验结果与实际结果的误差很小，从而使得最终结果较为精确。与现有技术中试验电流与采用工频电流需要较大的电流值不同，在本实用新型实施例中，可将试验电流设置的小得多，具体的，可以为I安培至5安培中的任意电流值。此外，在实际应用中，本实用新型实施例具体可以将电源的电流设置为正弦波。为了使试验结果更加的精确，需要避免电流桩的电阻设置的过大，在本实用新型实施例中，为了保证试验结果的精确性，需要将电流桩的电阻值设置为小于80欧姆。与电流桩的设置类似，进一步的，在本实用新型实施例中，还需要将电压桩的电阻值设置为小于200欧姆。进一步的，在本实用新型实施例中，为了保证电流桩与大地的充分接触以尽量的减少电流桩与大地的接触电阻，可以将电流桩的埋入深度设置为大于0.5米。与电流桩的埋入方式原理类似，进一步的，在本实用新型实施例中，为了保证电压桩与大地的充分接触以尽量的减少电压桩与大地的接触电阻，可以将电压桩的埋入深度设置为大于0.5米。此外，在本实用新型实施例中，还包括在装设电流桩时，在所述电流桩的装设位置浇水。为了尽量的减少电流桩在插入地面后与地面的接触电阻，避免由此影响试验结果，还可以在装设电流桩时在电流桩装设的位置浇水，从而使电流桩与地面的接触更加的充分，进而有效地降低电流桩与地面间的接触电阻。综上所述，在本实用新型实施例中，通过将电压桩、电流桩与接地装置呈直线设置，并采用非工频的电流来测量接地装置的电阻。由于采用非工频的电流来进行试验，所以避免了工频对测量电流的干扰，所以也就不必采用大电流的来进行试验，由于小电流电源的体积小，操作简便，所以本实用新型实施例有效地减小了测量电源的体积，减轻了试验人员的工作强度。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种接地网试验系统，其特征在于，包括:地桩、与工频相差设定频率的电源、人体模拟电阻、参数获取装置和运算装置； 所述地桩包括电流桩和电压桩； 参数获取装置用于获取根据直线法测得的所述电流桩的电流值和所述电压桩的电压值，以及，用于获取根据四极等距法测得的第一地桩和第二地桩之间的距离、所述第二地桩和第三地桩之间的距离和电阻值，以及，用于分别获取第一人体模拟电阻和第二人体模拟电阻两端的电压值； 所述运算装置用于根据设定的公式计算和获取的所述电流值、电压值、距离及电阻值计算接地电阻、土壤电阻率、接触电阻和跨步电阻。
2.根据权利要求1所述接地网试验系统，其特征在于，所述设定频率为5赫兹。
3.根据权利要求2所述接地网试验系统，其特征在于，所述电流桩的电阻值小于80欧姆。
4.根据权利要求3所述接地网试验系统，其特征在于，所述电压桩的电阻值小于200欧姆。
5.根据权利要求4所述接地网试验系统，其特征在于，所述电源的供电电流为I至5安培。
6.根据权利要求5所述接地网试验系统，其特征在于，所述电源的电流为正弦波。
7.根据权利要求 6所述接地网试验系统，其特征在于，所述电流桩的埋入深度大于0.5米。
8.根据权利要求7所述接地网试验系统，其特征在于，所述电压桩的埋入深度大于0.5米。
9.根据权利要求8所述接地网试验系统，其特征在于，所述第一地桩和第二地桩之间的距离为 5m、10m、20m、30m 或 40m。
专利摘要本实施例公开了一种接地网试验系统，包括地桩、与工频相差设定频率的电源、人体模拟电阻、参数获取装置和运算装置；地桩包括电流桩和电压桩；参数获取装置用于获取根据直线法测得的电流桩的电流值和电压桩的电压值，以及，用于获取根据四极等距法测得的第一地桩和第二地桩之间的距离、第二地桩和第三地桩之间的距离和电阻值，以及，用于分别获取第一人体模拟电阻和第二人体模拟电阻两端的电压值；运算装置用于根据设定的公式计算计算接地电阻、土壤电阻率、接触电阻和跨步电阻。本实用新型通过采用非工频的电流来进行试验。避免了工频对测量电流的干扰，所以也就不必采用大电流的来进行测量，所以本实施例减小了测量电源的体积。
文档编号G01R27/20GK203084089SQ201220522978
公开日2013年7月24日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者朱瑾, 王勇光, 卢雷, 任伟宏, 吴明, 刘亮泽 申请人:宁波市鄞州供电局, 国家电网公司