一种异频法接地电阻测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及接地电阻测量，尤其涉及一种接地电阻测量装置。一种异频法接地电阻测量装置，它包括大功率变频信号源，该信号源连接一个隔离变压器、隔离变压器的另一端包括一个由接地网、电压极和电流极、一个测电流的可调频万用表、一个测电压的可调频万用表构成的具有三极电流和电压测试回路，其中电流极距地网的位置为地网对角线长度的3-5倍，电压极的位置在地网与电流极之间的零电位点。本实用新型结构简单，取材方便，成本低廉。
【专利说明】一种异频法接地电阻测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及接地电阻测量，尤其涉及一种接地电阻测量装置。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的不断发展，冶金行业已全面进入电气自动化阶段。电力设备的可靠、安全运行，使人们更加认识到了接地技术的重要性。但我国钢厂遍布大江南北，由于地理地势、自然环境等因素的不同，接地电阻大小随着土壤变化而变化，能够准确的测量电随着我国经济的不断发展，冶金行业已全面进入电气自动化阶段。电力设备的可靠、安气设备的接地电阻显得尤为重要。
[0003]接地电阻的定义:大地对于通过它的电流的阻碍作用，即接地处电气设备与接地点之间的电压与电流之比。由数学表达式得R=u/I (I)
[0004]从土壤介质的物理表达式又可得知R= ξ P /C (2)
[0005]式中，ξ——为土壤的介电常数
[0006]P——为土壤的电阻率
[0007]C——为接地装置的电容
[0008]从公式中可以看出地网接地电阻的测量，由于受地势、土壤电阻率、电力系统零序电流的干扰以及高频干扰等各种干扰，使得ξ、P的不断变化，测试结果产生很大的误差。特别是大型接地网接地电阻一般很小(一般在0.5 Ω以下)，干扰带来的相对误差更大。测量结果的不准确性带来的损失是可想而知的。例如损坏设备、地网误改造等，还会带来严重的安全隐患。目前，测试接地网工频接地电阻值的方法很多，主要由接地电阻表法、夹角法、电位降法和异频法。
[0009]接地电阻表法:测试仪本身有自备电源，不需要另外的电源设备，测试仪便于携带，使用方法简单。测量时，不必经过繁复的计算，即可直接从仪器上读出被测接地体的接地电阻值。有许多测试仪还可消除接地棒、辅助接地体的接地电阻，以及外界的杂散电流对测量结果所产生的影响，使测量更为准确。这种方法适用于对误差要求不是很严格，及远离城镇地区或供电不便的情况下进行测量。
[0010]夹角法:使用夹角法要满足下面几个条件:(I)接地极为半球体。(2) 土壤电阻率P均匀。(3)测试距离c远远大于r。一般变电站接地网只能近似满足前两个条件。对于第三个条件，当C较小时对测量结果的影响不明显，因此当C大于!的4倍以上即可满足工程测量要求，如对于220kV变电站而言，接地网半径r能达到80m左右，因此电位极、电流极达到400m即可，比较容易实现。
[0011]电位降法:电位降法是GB:T17949.1- 2000国标《接地阻抗测量导则》推荐的测量方法，其测量接线与直线法类似，其原理是设置一个电流极固定不动，将电位极沿着电流极与接地极的连线移动进行多次测量，每一点分别测出一个视在接地阻抗，画出接地阻抗的移动变化曲线，该曲线转入水平阶段的接地阻抗值，即为待测接地网的真实接地阻抗。这种方法不需要接地极为半球体和土壤电阻率均匀的假设条件，但要多次进行测量分析，同时要求电流极要在接地极的作用范围以外，即电流极要足够远。如果电流极在接地极的作用范围以内，则曲线的水平部分不明显，难以得出正确结果
[0012]以上三种方法因受地势、施工环境的影响都在一定程度上都存在着局限性，很难实现接地电阻的准确测量。
[0013]异频法是在被测地网注入一个非工频信号，一般是取在工频信号附近的几个赫兹的信号作为测量的输入信号。试验电流一般在3~20A，相比传统工频法测量，需要的电流非常小。丰富的实测经验表明，由于集肤效应等因素的影响，该异频信号不能太高也不能过低，一般理想的测量频率范围在40-60Ηζ。该频率距工频很近，因此，要求电压和电流测量设备的通频带不仅可变，而且很窄，对测试设备技术要求很高。市场上有专用的设备，多为国外厂家生产，进口价格不菲。
【发明内容】
[0014]本实用新型旨在克服现有技术的缺陷，提供一种异频法接地电阻测量装置。本实用新型结构简单，取材方便，成本低廉。
[0015]为了解决上述技术问题，本实用新型一种异频法接地电阻测量装置，它包括大功率变频信号源，该信号源连接一个隔离变压器、隔离变压器的另一端包括一个由接地网、电压极和电流极、一个测电流的可调频万用表、一个测电压的可调频万用表构成的具有三极电流和电压测试回路，其中电流极距地网的位置为地网对角线长度的3-5倍，电压极的位置在地网与电流极之间的零电位点。
[0016]所述的一种异频法接地电阻测量装置，所述测电流的可调频万用表通过一个柔性电流线圈连接在电流测试回路中。
[0017]本实用新型解决了地中零序电流的干扰、高频干扰和带电运行的干扰，使测试结果更为精确；而且，使用小电流进行测试，设备的容量和体积、测试电缆可以做到很小，便于现场设备搬用、布线和测试；测试电流小，安全性好；可以长时间的输出电流而不损坏设备和测试电缆；测试成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明:
[0019]图1为本实用新型示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，搭建以接地网1、电压极2和电流极3为三级的测试回路。其中电流极距地网的位置一般为地网I对角线长度的3-5倍，电压极的位置在地网与电流极之间的零电位点。异频法测试设备由大功率变频信号源4、隔离变压器5以及可调频率万用表6、7构成。变频信号源主要为测量接地系统注入激励源，它输出频率为f的大功率信号，该频率在40Hz到60Hz之间，与电网工频50Hz偏移量为4/。大功率信号进入耦合变压器，耦合变压器将设备与设备隔离，匹配回路阻抗，输出较大的信号。原理上通过测量流经地网的电流I，以及在地往上产生压降U，则接低阻抗为Z=U/I。可调频率万用表6的主要功能是配合抗干扰能力强的电流线圈8，采集电压和电流信号，将从待测接地系统得到的电流、电压信号进行有源滤波，以抑制测量现场的工频干扰，对滤波后的信号进行调整，计算得出测试结果。需要将测试结果换算成工频情况。研究表明接地阻抗测试值在工频附近较小频率变化范围内的变化可以认为是线性的，通常在测试过程中以两个对称于工频50Hz的频率的测试结果为一组，取算数平均值即可等效为工频下的接地阻抗，公式为:
[0021]
【权利要求】
1.一种异频法接地电阻测量装置，其特征在于，它包括大功率变频信号源，该信号源连接一个隔离变压器、隔离变压器的另一端包括一个由接地网、电压极和电流极、一个测电流的可调频万用表、一个测电压的可调频万用表构成的具有三极电流和电压测试回路，其中电流极距地网的位置为地网对角线长度的3-5倍，电压极的位置在地网与电流极之间的零电位点。
2.根据权利要求1所述的一种异频法接地电阻测量装置，其特征在于，所述测电流的可调频万用表通过一个柔性电流线圈连接在电流测试回路中。
【文档编号】G01R27/20GK203672976SQ201320835413
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】刘星, 张振宇, 李雪峰, 刘民业 申请人:中国二十冶集团有限公司