一种油罐接地网电阻测试仪的制作方法

本实用新型涉及储油罐区的安全监测领域，尤其涉及一种油罐接地网电阻测试仪。

背景技术：

本部分旨在为权利要求书中陈述的本实用新型的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

近年来，油罐雷击着火事故频繁发生，产生的社会影响、后果及经济损失都十分严重。在石油化工行业中，油品储存设施基本采用钢质金属油罐，具有一定高度，比一般建筑物更易引雷电，而它所储存的油品、化工原料绝大多数为易燃、易爆物质，一旦遭雷击，不能及时泄放，势必引发爆炸和火灾事故的发生，后果不堪设想。油罐接地地网状态的好坏对于受雷击油罐区域的安全有着极其重要的作用。

目前，测量油罐接地网状态的方法主要是人工通过手持仪器对接地网电阻进行测试，这种测试方法浪费人力物力，且效率低下，不能直观快速的监测地网运行状态。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种油罐接地网电阻测试仪，可以实时检测接地网的接地电阻，监控接地网的运行状态。

为了达到上述目的，本实用新型实施例提供一种油罐接地网电阻测试仪，包括：感应线圈、脉冲电路、测试回路、数据转换电路以及信号发送电路；其中，所述感应线圈套设在所述油罐接地网的接地引下线上，并连接所述脉冲电路，所述测试回路连接所述接地引下线和数据转换电路，所述数据转换电路连接所述信号发送电路；所述脉冲电路产生脉冲电流并发送至所述感应线圈，所述感应线圈通过电磁感应产生通过所述接地引下线的感应电流，所述测试回路根据所述感应电流生成接地电阻值，所述数据转换电路将所述接地电阻值转换为电信号并通过所述信号发送电路向外传送。

进一步地，所述信号发送电路包括有线传输模块及/或无线传输模块。

进一步地，所述有线传输模块为RS485有线通信模块。

进一步地，所述无线传输模块为ZigBee或GPS无线通信传输模块。

进一步地，所述测试仪还包括外壳，将所述感应线圈、脉冲电路、测试回路、数据转换电路以及信号发送电路密封在内。

进一步地，所述外壳的材质为铝。

进一步地，所述测试仪还包括防雷模块，其耐雷电冲击电流值为120kA，雷电冲击电流的波形为8/20us。

进一步地，所述测试回路包括脉冲电流信号测试线路、电压信号激励线路、接地电阻采集回路、接地电阻数据处理回路。

本实用新型实施例的油罐接地网电阻测试仪，能够直观快速的监测地网运行状态，对出现问题的地网及时做出整改，从而保证油罐区域地网的正常运行，减少因雷击不能正常泄放而带来的油罐爆炸事件，保证了工作区域的人员、财产安全。

附图说明

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，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，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的油罐接地网电阻测试仪的结构示意图；

图2为利用本实用新型实施例的油罐接地网电阻测试仪进行回路电阻测试的示意图；

图3为利用本实用新型实施例的油罐接地网电阻测试仪进行三点法测试的示意图；

图4为利用本实用新型实施例的油罐接地网电阻测试仪搭建的接地电阻在线检测系统的结构示意图。

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做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。

本实用新型的油罐接地网电阻测试仪的原理是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。输出信号是电流对时间的微分，通过一个对输出的电压信号进行积分的电路，就可以真实还原输入电流，从而测试测试点电阻。

图1为本实用新型实施例的油罐接地网电阻测试仪的结构示意图。如图所示，包括：感应线圈11、脉冲电路12、测试回路13、数据转换电路14以及信号发送电路 15。其中，所述感应线圈11套设在所述油罐接地网的接地引下线上，并连接所述脉冲电路12，所述测试回路13连接所述接地引下线和数据转换电路14，所述数据转换电路14连接所述信号发送电路15。

所述脉冲电路12产生脉冲电流并发送至所述感应线圈11，所述感应线圈11通过电磁感应产生通过所述接地引下线的感应电流，所述测试回路13根据所述感应电流生成接地电阻值，所述数据转换电路14将所述接地电阻值转换为电信号并通过所述信号发送电路15向外传送。

在本实施例中，感应线圈11是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。脉冲电路12产生一个激励脉冲信号，感应线圈在被测回路上感应一个脉冲电势E，在电势的作用下将在被测回路产生电流I，根据脉冲电势E和电流I，通过公式R＝E/I 即可得到被测回路电阻。

在本实施例中，所述信号发送电路15包括有线传输模块及/或无线传输模块。并且，所述有线传输模块可以为RS485有线通信模块，所述无线传输模块可以包括 ZigBee或GPS无线通信传输模块。当然，本领域技术人员应该知悉，有线传输模块和无线传输模块并不限于此，还可以采用其他传输模块，例如蓝牙模块等。

在本实施例中，所述测试仪还包括外壳，将所述感应线圈、脉冲电路、测试回路、数据转换电路以及信号发送电路密封在内，所述外壳的材质为铝，以进行屏蔽设计，且具有防雨淋、防尘、耐高温、低腐、阻燃等特性，以确保油罐环境长时间在线监测的高精度、高稳定性和高可靠性。

在本实施例中，所述测试仪还包括防雷模块，其耐雷电冲击电流值为120kA，雷电冲击电流的波形为8/20us，能够保证受雷击时能够准确检测地网运行情况。

在本实施例中，所述测试回路13包括脉冲电流信号测试线路、电压信号激励线路、接地电阻采集回路、接地电阻数据处理回路等，因此，利用本实用新型实施例的测试仪进行油罐接地网电阻测试时，其包括在线监测油罐区域接地引下线的连接状况、回路接地电阻以及金属回路联结电阻等功能。

(1)回路电阻监测

如图2所示，回路电阻包括A点对地的接地电阻值、接地引下线金属导体的阻值、油罐的阻值、接地引下线与油罐之间的连接电阻值(接触电阻)、B点对地的接地电阻值的综合值。对形成上述回路的接地系统，可以直接安装测试仪监测，若没有形成回路的接地系统，需要增加辅助接地极使其形成回路，再安装监测仪，见后述单点接地系统。若监测仪测试出的地网A、地网B回路的综合值为R＝R_A+R_B+R_油罐+R_{接地引下线}，那地网A、地网B两个并联起来对地的实际接地电阻值一定小于等于R/2Ω，据此可以判断地网A并联了地网B后的实际接地电阻值是否合格。若地网A、地网B 两者加起来的接地电阻值小于工程标准要求值，那地网A、地网B都是合格的。

(2)金属回路的联结电阻监测

若地网A、地网B在地面上、下都连接在一起，则测试仪测试出的是金属回路的电阻值，其值一般很小，零点几欧姆，这就是金属回路的联结电阻值，也是等电位电阻值，不是接地电阻值。所以本实用新型的测试仪也能非常方便地监测金属回路的联结电阻值。

在大型罐区地网中，它们在地下都是一个整体的大型地网，同时有多根接地引下线引出地面，并在地面上也连接在一起的。对于这样的大型接地系统，其地网最大对角线距离一般几百米到几千米，测试这样的大型地网的接地电阻是非常麻烦和困难的。若真有其接地电阻不合格，那问题也是出在接地引下线与地网间的连接位置，工程改造就是开挖接地引下线位置，再重新焊接接地引下线。实际是不可能把地下的整个网进行改造，否则整个地网、地面工程都将推倒重建，这是不可能的，除非整个工程报废。

所以，对于大型地网，可以在主接地引下线和支接地引下线上安装测试仪，监测接地引下线与地下网间的连接状况就可以了，通过监测其金属回路联结电阻值来判断接地引下线的接地状况。

(3)单点接地系统

若地网A、地网B之间若在地面上没有连接在一起，则地网A、地网B为独立的单点接地。则监测仪不能直接测试单点接地系统的接地电阻值，会显示“OL”溢出符号，表示超出监测仪的上量限。此时需要增加一个或两个辅助地极，构成回路，再安装监测仪。对于近距离内有2个或2个以上的单点接地系统，可以将各单点接地系统的接地引下线在地面上用金属导体连接起来，形成回路，再安装本监测仪监测。

(4)三点法

图3中，被测试接地极为A，另做的两个辅助地极为B、C。地极A、B、C在地面上连接在一起。在三个接地极的接地引下线上分别安装一个监测仪，能精确测试出 A点的接地电阻值。计算如下：

R1＝R_A+R_B∥R_c；

R2＝R_B+R_A∥R_c；

R3＝R_c+R_A∥R_B；

其中：R1、R2、R3为测试仪的监测结果；R_A、R_B、R_c为三个接地极对地的接地电阻值。通过对上述三个三元方程求解，可以精确得出被测接地极R_A的接地电阻值，同时也知道辅助地极R_B、R_c的接地电阻值及R_A、R_B、R_c三点并联后的接地电阻值。

三点法监测还带来另外一个优点：由于增加的辅助地极B、C是并联于被测接地极A，这样并联后的实际接地电阻值会小于R_AR_A∥R_B∥R_c＜R_A，起到改善被测接地极的作用。实际施工时，辅助地极B、C的接地电阻值要求控制在被测试接地系统工程标准要求值的10倍以内，若工程要求接地电阻值不能超过4Ω，那么R_c＜40Ω、 RB＜40Ω，当然R_B、R_c越小越好，更能改善被测接地系统。

利用本实用新型实施例的测试仪，可以组建接地电阻在线检测系统。如图4所示，接地电阻在线检测系统由以下几个部分组成：测试仪、RS485信号线和DC12V电源线、信号转换单元、无线发射单元、互联网/有线传输、无线接收单元、集中器、智能管理器、预警接收设备、监控平台等。

油罐接地网在线检测系统是专为在线监测接地引下线的连接状况、回路接地电阻、金属回路联结电阻而精心设计制造的。在线测试、非接触测量、地线穿心通过、无需自监、实时监测、采用RS485有线通信或ZigBee/GPRS无线通信传输数据，实现远程在线监测。测试仪内置传感器与电路板，铝壳屏蔽设计，测试仪自身防雷达 100kA(8/20us)，内部完全封闭，具有防雨淋、防尘、耐高低温、防腐、阻燃等特性。确保油罐环境长时间在线监测的高精度、高稳定性、高可靠性。

油罐接地网在线检测系统，可以组建成有线网络系统或无线网络系统使用。有线网络系统通过RS485通讯协议传输数据，由集中器、软件、DC12电源、电脑等组成，适合于近距离接地电阻监测。无线网络系统通过RS485、ZigBee/GPRS通讯协议传输数据，由集中器、ZigBee收发模块、GPRS模块、SIM通讯卡、软件、DC12V电源、电脑/手机等组成，适合于远距离接地电阻监测。有线网络系统适合于近距离内监测、无线网络系统不受距离限制。监控软件可以实时采集接地电阻值，记录数据自动存储报表，方便历史查询、分析监测点接地阻值的变化情况。

本实用新型实施例的油罐接地网电阻测试仪，能够直观快速的监测地网运行状态，对出现问题的地网及时做出整改，从而保证油罐区域地网的正常运行，减少因雷击不能正常泄放而带来的油罐爆炸事件，保证了工作区域的人员、财产安全。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。