一种杆塔接地电阻测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种杆塔接地电阻测量方法，属于电工仪表领域，利用该方法进行接地电阻测量时，先对钳形表进行自检，然后利用自检后的钳形表进行测量，钳形表包括电压互感器和电流互感器；对钳形表自检包括电流自检和电压自检：所述电流自检是利用钳形表内部的交流恒流源模块产生多档幅值不同的电流信号流过第一根导线，利用电流互感器测量信号的大小，得到电流真实值与测量值的关系并保存，所述电压自检是利用电压互感器将多档幅值不同的电压信号感应至杆塔接地引下线和第二根导线，得到实际电压与感应电压的关系。与现有技术相比，通过电压自检和电流自检，提高了电压、电流的测量精度，进而提高了所测接地电阻的精度。
【专利说明】_种杆塔接地电阻测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电工仪表领域，特别是指一种杆塔接地电阻测量方法。
【背景技术】
[0002]接地电阻测试仪在电力领域中广泛应用于输电线路杆塔接地性能的测量。其中，钳形表是应用最为广泛的接地电阻测量设备。
[0003]钳形表的内部结构由电压互感器、电流互感器、电压产生电路以及电流回测电路组成，其工作原理如下:电压产生电路发出固定频率的正弦波，并驱动电压互感器，电压互感器将该电压信号感应至被测输电线路杆塔中，此时输电线路的接地回路将出现电流，再利用电流互感器将该电流信号感应回来，并经过电流回测电路处理，可得到该电流值的大小，所发出的电压值与回测的电流值之间的比值，即为输电线路杆塔的接地电阻值。
[0004]上述钳形表测量杆塔接地电阻阻值的精确度有赖于电压互感器感应至杆塔电压的精度以及通过电流互感器回测电流的精度。一般的钳形表功能均比较简单，并未在提高上述两部分电路精度的问题上深入研宄。由于电压、电流测量精确度不高，而测量电阻值为电压与电流的比值，从而导致测得的接地电阻的阻值与实际的阻值偏差较大。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种杆塔接地电阻测量方法，它能够提高钳形表的电流、电压测量精度，进而提高钳形表测量杆塔接地电阻的精确度。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下:
[0007]一种杆塔接地电阻测量方法，先对钳形表进行自检，然后利用自检后的钳形表进行测量，其中，所述钳形表包括电压互感器和电流互感器；
[0008]所述对钳形表进行自检包括电流自检和电压自检:
[0009]所述电流自检是:将第一根导线穿过所述电流互感器的钳口处，此时，关闭所述电压互感器，利用钳形表内部的交流恒流源模块产生多档幅值不同的电流信号流过所述第一根导线，利用所述电流互感器得到电流信号的测量值，通过比较所述交流恒流源模块产生的实际电流与所述电流互感器测得的电流大小，再利用插值法得到电流真实值与测量值的曲线关系，以供在后续测量时计算电流大小的真实值；
[0010]所述电压自检是:将第二根导线穿过所述电压互感器的钳口处，并且保持所述第二根导线两端开路，利用所述电压互感器将多档幅值不同的电压信号感应至杆塔接地引下线和所述第二根导线，所述第二根导线两端的电压即杆塔接地引下线的电压，通过比较所述电压互感器原端输入电压与所述第二根导线两端电压大小，再利用插值法得到电压真实值与测量值的曲线关系，以供在后续测量时计算电压大小的真实值。
[0011]进一步的，所述第一根导线和第二根导线是同一导线。
[0012]进一步的，所述钳形表包括MCU模块、信号发生器、带通滤波器和相位测量模块，所述MCU模块的控制信号输出端与所述信号发生器的信号输入端相连，所述信号发生器的输出端与所述带通滤波器的输入端相连，所述带通滤波器的输入端和输出端均与所述相位测量模块的输入端相连，所述相位测量模块的输出端接入所述MCU模块的数据信号输入端;
[0013]所述对钳形表进行自检还包括相位选择自检:
[0014]所述相位选择自检是:在所述MCU模块的控制下，所述信号发生器发射一定频率的电信号经过所述带通滤波器，所述相位测量模块测量滤波前后的相位，并传输至所述MCU模块，在所述MCU模块内部计算出经过所述带通滤波器前后的相位差，
[0015]如果该相位差小于一定阈值，则后续测量接地电阻时采用此频率的信号，否则，根据相位超前或滞后不同情况，改变信号发生器发射频率，直至所述相位差满足要求为止。
[0016]进一步的，所述相位选择自检中在所述带通滤波器的中心频点附近选择频率信号。
[0017]本发明具有以下有益效果:
[0018]在实际测量时，首先，通过一根导线穿过电流互感器的钳口处，并且关闭所述电压互感器，利用钳形表内部的交流恒流源模块产生与测量频率相同的信号并流入该导线，利用互感器采集此信号，接着，改变电流幅值大小，多测几组数据，得到实际输入值与线路电压感应值的关系，以供在后续测量时计算电流大小的真实值，实现电流自检；然后，通过一根两端不闭合的导线，穿过电压互感器钳口处，对电压互感器施加不同的电压信号，并检测导线两端的电压差，得到实际输入值与线路电压感应值的关系，以供在后续测量时计算电压大小的真实值，实现电压自检；通过电流自检和电压自检，提高了电流、电压的测量精度，进而提高了所测接地电阻的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的杆塔接地电阻测量方法的流程图；
[0020]图2为使用本发明的杆塔接地电阻测量方法时钳形表的连接示意图；
[0021]图3为本发明的杆塔接地电阻测量方法中相位选择自检所对应的电路部分的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0023]如图1-2所示，本发明提供一种杆塔接地电阻测量方法，先对钳形表24进行自检，然后利用自检后的钳形表24进行测量，其中，钳形表24包括电压互感器21和电流互感器22 ；
[0024]对钳形表24进行自检包括电流自检11和电压自检12:
[0025]电流自检11是:将第一根导线穿过所述电流互感器22的钳口处，此时，关闭所述电压互感器21，利用钳形表24内部的交流恒流源模块产生多档幅值不同的电流信号流过第一根导线，利用电流互感器22得到电流信号的测量值，通过比较所述交流恒流源模块产生的实际电流与所述电流互感器22测得的电流大小，再利用插值法得到电流真实值与测量值的曲线关系，以供在后续测量时计算电流大小的真实值。
[0026]电压自检2是:将第二根导线穿过电压互感器21的钳口处，并且保持第二根导线两端开路，利用电压互感器21将多档幅值不同的电压信号感应至杆塔接地引下线和第二根导线，第二根导线两端的电压即杆塔接地引下线的电压，通过比较电压互感器21原端输入电压与第二根导线两端电压大小，再利用插值法得到电压真实值与测量值的曲线关系，以供在后续测量时计算电压大小的真实值。
[0027]一般的，钳表型接地电阻测试仪釆用开口式互感器进行测量，包括电压互感器21和电流互感器22，这种开口互感器中感应电流的环节被断开了，也就是感应磁芯不是一个密闭的整体，在缝隙处磁路效率降低了。由于测量时很难做到完全贴合，所以在感应效果和精度上会有一定影响，从而产生测量误差。
[0028]由于电压互感器21的一致性较差以及互感器磁芯闭合程度的不同，即使是在电压互感器21的一次侧施加相同的电压，则在输电线路杆塔的引下线上所感应出的电压值也有所不同，该电压误差会严重影响输电线路杆塔接地电阻测量的精度。
[0029]由于上述同样的原因以及温湿度等环境因素的影响，电流互感器22回读的数据并不能精确反应输电线路杆塔接地引下线中电流的情况。
[0030]利用本发明所提供的方法进行测量时，首先，通过一根导线穿过电流互感器22的钳口处，并且关闭电压互感器21，利用钳形表内部的交流恒流源模块产生与测量频率相同的信号并流入该导线，利用互感器采集此信号，接着，改变电流幅值大小，多测几组数据，得到实际输入值与线路电压感应值的关系，以供在后续测量时计算电流大小的真实值，实现电流自检11 ;然后，通过一根两端不闭合的导线，穿过电压互感器21钳口处，对电压互感器21施加不同的电压信号，并检测导线两端的电压差，得到实际输入值与线路电压感应值的关系，以供在后续测量时计算电压大小的真实值，实现电压自检12 ;通过电流自检11和电压自检12，提高了电流、电压的测量精度，进而提高了所测接地电阻的精度。实际工作中，第一根导线和第二根导线优选是同一导线。
[0031]此外，如图3所示，钳形表包括MCU模块31、信号发生器32、带通滤波器33和相位测量模块34，MCU模块31的控制信号输出端与信号发生器32的信号输入端相连，信号发生器32的输出端与带通滤波器33的输入端相连，带通滤波器33的输入端和输出端均与相位测量模块34的输入端相连，相位测量模块34的输出端接入MCU模块31的数据信号输入端;
[0032]输电线路杆塔接地回路并非纯阻性，若直接采用电压与电流比值的方法测量接地电阻阻值，其发出电压与回测电流之间存在一定的相位差，若忽略该指标，则实际测量值为输电线路杆塔的接地阻抗值而非接地电阻值，而影响输电线路杆塔接地性能的实际为杆塔接地电阻值而肖_阻抗值。
[0033]所以，如图1所示，为使结果更精确，对钳形表进行自检还包括相位选择自检13:
[0034]相位选择自检3是:在MCU模块31的控制下，信号发生器32发射一定频率的电信号经过带通滤波器33，相位测量模块34测量滤波前后的相位，并传输至MCU模块31，在MCU模块31内部计算出经过带通滤波器33前后的相位差，如果该相位差小于一定阈值，则后续测量接地电阻时采用此频率的信号，否则，根据相位超前或滞后不同情况，改变信号发生器32发射频率，直至所述相位差满足要求为止。
[0035]与现有技术相比，目前的钳形表24接地电阻测试仪中在信号处理时通常采用带通滤波器33来获得信号，由于带通滤波器33受环境等因素的影响，其滤波的中心频点也会发生变化，如不采取相应措施，一方面测量信号有可能有所衰减，另一方面会产生较大的相位误差，从而产生较严重的测量误差，本发明采用相位滤波，避免了环境引起带通滤波器33中心频率点的偏移以及接地回路本身非阻性对测量结果的影响使测量结果更接近于实际电阻值。
[0036]为了使相位选择自检过程进行得更快，优先在带通滤波器33的中心频点附近选择频率信号。。
[0037]最后，如图1所示，当进行完电流自检、电压自检、相位选择自检时，接下来就可以对接地电阻进行检测14 了。
[0038]本发明的有益效果如下:
[0039]1、在实际测量时，首先，通过一根两端不闭合的导线，穿过电压互感器，对电压互感器施加不同的电压信号，得到实际输入值与线路电压感应值的关系，实现电压自检；然后，通过一个导线穿过电流互感器，信号电路内部的交流恒流源模块产生与测量频率相同的信号并流入该导线利用互感器采集此信号，得到实际输入值与线路电压感应值的关系，实现电流自检，通过电压自检和电流自检，提高了电压，电流的测量精度，进而提高了所测接地电阻的精度。
[0040]2、与现有技术相比，本发明采用相位滤波，避免了环境引起带通滤波器中心频率点的偏移以及接地回路本身非阻性对测量结果的影响，使测量结果更接近于实际电阻值。
[0041]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种杆塔接地电阻测量方法，其特征在于，先对钳形表进行自检，然后利用自检后的钳形表进行测量，其中，所述钳形表包括电压互感器和电流互感器； 所述对钳形表进行自检包括电流自检和电压自检: 所述电流自检是:将第一根导线穿过所述电流互感器的钳口处，此时，关闭所述电压互感器，利用钳形表内部的交流恒流源模块产生多档幅值不同的电流信号流过所述第一根导线，利用所述电流互感器得到电流信号的测量值，通过比较所述交流恒流源模块产生的实际电流与所述电流互感器测得的电流大小，再利用插值法得到电流真实值与测量值的曲线关系，以供在后续测量时计算电流大小的真实值； 所述电压自检是:将第二根导线穿过所述电压互感器的钳口处，并且保持所述第二根导线两端开路，利用所述电压互感器将多档幅值不同的电压信号感应至杆塔接地引下线和所述第二根导线，所述第二根导线两端的电压即杆塔接地引下线的电压，通过比较所述电压互感器原端输入电压与所述第二根导线两端电压大小，再利用插值法得到电压真实值与测量值的曲线关系，以供在后续测量时计算电压大小的真实值。
2.根据权利要求1所述的一种杆塔接地电阻测量方法，其特征在于，所述第一根导线和第二根导线是同一导线。
3.根据权利要求1或2所述的一种杆塔接地电阻测量方法，其特征在于，所述钳形表包括MCU模块、信号发生器、带通滤波器和相位测量模块，所述MCU模块的控制信号输出端与所述信号发生器的信号输入端相连，所述信号发生器的输出端与所述带通滤波器的输入端相连，所述带通滤波器的输入端和输出端均与所述相位测量模块的输入端相连，所述相位测量模块的输出端接入所述MCU模块的数据信号输入端； 所述对钳形表进行自检还包括相位选择自检: 所述相位选择自检是:在所述MCU模块的控制下，所述信号发生器发射一定频率的电信号经过所述带通滤波器，所述相位测量模块测量滤波前后的相位，并传输至所述MCU模块，在所述MCU模块内部计算出经过所述带通滤波器前后的相位差，如果该相位差小于一定阈值，则后续测量接地电阻时采用此频率的信号，否则，根据相位超前或滞后不同情况，改变信号发生器发射频率，直至所述相位差满足要求为止。
4.根据权利要求3所述的一种杆塔接地电阻测量方法，其特征在于，所述相位选择自检中在所述带通滤波器的中心频点附近选择频率信号。
【文档编号】G01R27/20GK104502724SQ201410619014
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】鲁守银, 刘存根 申请人:济南鲁智电子科技有限公司