用于家庭电路的接地电阻测试仪的制作方法

本发明涉及接地电阻测试装置技术领域，具体为用于家庭电路的接地电阻测试仪。

背景技术：

接地线是生命线，良好的接地是保护用电设备安全和人生安全的保证，所以在房屋建设时，埋设接地桩是重要的一环，建设单位必须对接地电阻进行测试，以满足接地要求。虽然在房屋建设初期，建设单位是专门测试过接地电阻的，肯定也是符合要求的。但是接地桩是埋在土壤里的，随着时间的推移，接地桩会氧化腐蚀，它与大地、引出线之间的接触电阻会慢慢变大，甚至有时会腐蚀断裂。因此，对于使用多年的房屋，定期测试接地回路的电阻是非常必要的。目前对各类接地电阻测试仪和市场产品情况，虽然该类产品品种繁多，但可大致分为以下四类：

第一类：手摇式接地电阻测试仪，使用手摇发电，价格在300～500元之间。

优点：能测量单点接地点的接地电阻，无需220v工作电源。

缺点：需要在与接地点一条直线上分别相距20m和40m的位置打入辅助接地桩，需要解扣(解扣即为需要分离设备的接地线路)。使用时需一边手摇发电，一边反复调节量程倍率开关和测量刻度盘调节旋钮，直到检流计指针指到零刻度，并且要保持在120转/分钟的手摇速度，测量刻度盘刻度再乘以量程倍率才能得到接地电阻值。

第二类：便携式数字接地电阻测试仪，价格较高。

优点：能测量单点接地点的接地电阻，无需手摇发电，测试电流可达到安培级，电阻测量精度要比手摇的高。通过各种按键操作，数字显示测量结果。

缺点：需要220v工作电源，与手摇式一样，需要在与接地点一条直线上分别相距20m和40m的位置打入辅助接地桩，需要解扣(解扣即为需要分离设备的接地线路)。

第三类：手持式数字接地电阻测试仪，价格因品牌和功能不同，在300多元至5000多元不等。

优点：能测量单点接地点的接地电阻，采用电池供电，无需外接工作电源。通过各种按键操作，数字显示测量结果。

缺点：与手摇式一样，需要在与接地点一条直线上分别相距20m和40m的位置打入辅助接地桩，需要解扣。由于采用电池供电，测试电流只有ma级，电阻测量精度要比便携式的低。

第四类：手持钳型接地电阻测试仪，价格因品牌和功能不同，在800多元至8000多元不等。

优点：采用电池供电，无需外接工作电源，无需接线，无需解扣，通过各种按键操作，数字显示测量结果。

缺点：不能测量单点接地的接地电阻，至少需要二个接地点且接地点通过架空地线形成回路，由于采用电池供电，测试电流只有ma级，电阻测量精度要比便携式数字接地电阻测试仪的低。

根据以上现有接地电阻测试仪分析可知，第一至三类，测量时需要解扣，特别备适合于房屋基建初期每个接地桩的接地电阻，对于已经建成交付使用的房屋，一般找不到接地桩的位置，同时也无法解除各家的接地线(非建设单位，不允许解除设备接地线)，而且小区道路已硬化，虽然有绿化，但要找到与接点桩在一条直线上相距20m、40m的二个辅助接地桩的位置是可遇不可求，更何况要找到房屋接地桩除非有房屋建筑图纸。

第四类使用最方便，无需接线，无需220v工作电源，使用时无需解扣，特别适用于地网建成后的日常维护，而且它测量的接地电阻不仅包含接地桩的接地电阻，也包含了接地线引出处的接触电阻等接地网的回路电阻。但必须至少有2个接地点，而且各接地点架空地线能看得见，特别适合企业厂房。对于商品房，虽然在建设时有多个接地桩，且也连在一起，但都在地平线下方，房屋建成后根本找不到回路。

因此对于已经建成的商品房屋，目前市场上的接地电阻测试仪无法正常测量，设计一款能在线测试家庭电路接地电阻的仪器非常有必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供用于家庭电路的接地电阻测试仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于家庭电路的接地电阻测试仪，包括四线制接线，分别为第一火线接线，第二火线接线，第一接地线，第二接地线，第一火线接线与第一接地线之间连接有电压传感器，第二火线接线与一个第一开关的进线端连接，第一开关的出线端与一个负载电阻的进线端连接，负载电阻的出线端与和第二接地线之间连接有电流传感器，第二火线接线和第二接地线还连接至一个电源变压器和整流滤波稳压器，经过变压整流滤波稳压后给2个ad转换模块和一个mcu微控制器供电，电压传感器的信号输出至其中一个ad转换模块，电流传感器的信号输出至另一个ad转换模块，2个ad转换模块均将信号输送至mcu微控制器上，mcu微控制器对信号进行计算后输出至2个lcd液晶显示器。本发明采用采用电力系统低压回路的火线与接地线之间连接负载，通过测试空载电压u0、负载电压u、负载电流i，根据闭合电路欧姆定律来测量回路的接地电阻r：r＝(u0-u)/i，家庭电路的火线与地线既是测试信号，也是工作电源，设置2个lcd液晶显示器，一个显示电压，带载时交替显示电压和电流，另一个显示测试结果，即接地电阻r。

作为优选，还包括外接电阻，外接电阻与负载电阻并联。

作为优选，负载电阻的电阻为220ω。采用内置220ω负载，测试电流约1a，测试电阻的分辨率可达0.0001ω，对小于1ω的回路电阻，可外接最大10a的负载，大大提高测量精度，特别对于接线处的接触电阻，小电流是测不准其接触电阻的。

作为优选，负载电阻的功率为220w。

作为优选，mcu微控制器上还设置有一个三极管和一个继电器，mcu微控制器上还设置有一个测试按钮，测试按钮按下时mcu微控制器输出高电平使三极管导通、继电器工作。

作为优选，继电器控制第一开关的开合。

作为优选，第二火线接线和第二接地线还连接至一个ac/dc开关电源模块，ac/dc开关电源模块为继电器供电。

作为优选，第二火线接线经过一个第二开关后再连接至电源变压器和整流滤波稳压器。

测量方法为：当继电器不动作时，第一开关k1不连通，电压传感器测量的是第一火线接线与第一接地线地线之间的空载电压u0，当继电器动作时，第一开关连通，电压传感器测量的是第二火线接线与第二接地线之间的带负载电压u，电流传感器测量的是回路中的电流i，根据闭合电路欧姆定律：u0＝u+ir。

公式中r为接地电阻，变形可得r＝(u0-u)/i。

电压传感器、电流传感器输出的信号经ad转换模块转换后，送至mcu微控制器，mcu微控制器通过计算，将电压、电流交替显示其中一个lcd液晶显示器上，接地电阻显示在另一个lcd液晶显示器上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明无需辅助接地桩、无需解扣、可测单点接地，采用在线测试整个电源系统回路的接地电阻，不仅考核了接地桩的接地电阻，同时也考核了变压器中性点接地点的接地电阻，还考核了接地线的接触电阻，火线与地线间的电压既是测试电压，也是工作电压，无需内置电源，也无需再外接工作电源，接线简单，而且本发明不仅内置负载电阻，操作方便，还可以通过并联的外接电阻接入多个额外的电阻，从而进一步提高测试精度。

附图说明

图1为本发明原理框图。

图中：l1为第一火线接线，l2为第二火线接线，ep1为第一接地线，ep2为第二接地线，k为继电器，sb为测试按钮，rl为负载电阻，dd为lcd液晶显示器，k1为第一开关，k2为第二开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供用于家庭电路的接地电阻测试仪，包括四线制接线，分别为第一火线接线l1，第二火线接线l2，第一接地线ep1，第二接地线ep2，第一火线接线l1与第一接地线ep1之间连接有电压传感器，第二火线接线l2与一个第一开关k1的进线端连接，第一开关k1的出线端与一个负载电阻的进线端连接，负载电阻的出线端与和第二接地线ep2之间连接有电流传感器，第二火线接线l2和第二接地线ep2还连接至一个电源变压器和整流滤波稳压器，经过变压整流滤波稳压后给2个ad转换模块和一个mcu微控制器供电，电压传感器的信号输出至其中一个ad转换模块，电流传感器的信号输出至另一个ad转换模块，2个ad转换模块均将信号输送至mcu微控制器上，mcu微控制器对信号进行计算后输出至2个lcd液晶显示器dd。

还包括外接电阻，外接电阻与负载电阻并联。

负载电阻的电阻为220ω。

负载电阻的功率为220w。

mcu微控制器上还设置有一个三极管和一个继电器k，继电器k的规格为线圈电压dc12v，触点容量ac20a@250v，mcu微控制器上还设置有一个测试按钮sb，测试按钮sb的型号为ad16有灯无锁按钮，测试按钮sb按下时mcu微控制器输出高电平、三极管导通、继电器k工作。

其中第一开关k1为继电器k的触点开关。

继电器k控制第一开关k1的开合。

第二火线接线l2和第二接地线ep2还连接至一个ac/dc开关电源模块，ac/dc开关电源模块为继电器k供电。

第二火线接线l1经过一个第二开关k2后再连接至电源变压器和整流滤波稳压器，第二开关k2为工作电源开关，型号为r9-1*2船型开关。

测量方法为：当继电器k不动作时，第一开关k1不连通，电压传感器测量的是第一火线接线l1与第一接地线地线ep1之间的空载电压u0，当继电器k动作时，第一开关k1连通，电压传感器测量的是第二火线接线l2与第二接地线ep2之间的带负载电压u，电流传感器测量的是回路中的电流i，根据闭合电路欧姆定律：u0＝u+ir。

公式中r为接地电阻，变形可得r＝(u0-u)/i。

电压传感器、电流传感器输出的信号经ad转换模块转换后，送至mcu微控制器，mcu微控制器通过计算，将电压、电流交替显示其中一个lcd液晶显示器dd上，接地电阻显示在另一个lcd液晶显示器dd上。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。