一种双钳口接地电阻测试装置的制作方法

本技术涉及接地电阻测试，特别是涉及一种双钳口接地电阻测试装置。

背景技术：

1、接地系统是维护电力系统安全可靠运行、保障电气仪表设备与运行人员安全的重要措施。由于接地电阻的变化范围较大，现场的情况又千差万别，因此准确、高效的对接地电阻准确测量是保障接地系统安全的关键。

2、目前，传统的测量接地电阻的仪器是手摇式接地电阻测试仪。手摇式接地电阻测试仪测试精度不高，必须打地桩测量，操作复杂。

技术实现思路

1、本实用新型针对传统测量接地电阻的仪器，存在测试精度低，操作复杂的技术问题，提供一种双钳口接地电阻测试装置，该装置以单片机为控制核心，采用交流变频测量法，实现了接地电阻的准确在线测量，而且不需要辅助地极和断开设备接地线；具有成本低、测量精度高、抗干扰能力强、功耗低、自动化程度高、使用操作简单等优点。

2、为此，本实用新型的技术方案是，一种双钳口接地电阻测试装置，包括控制器、前置放大模块、程控滤波模块、低频变频信号发生模块、低通滤波模块滤、功率放大模块、分压模块、采样模块、电压钳口和电流钳口；低频变频信号发生模块采用数字式信号发生器得到低频交流电压信号，低频交流电压信号经低通滤波模块滤波和功率放大模块放大后耦合到被测地线回路中；电压钳口的耦合电压通过分压模块和采样模块采集后传输至控制器；电流钳口的感应电流通过前置放大模块和程控滤波模块滤波后传输至控制器。

3、优选地，控制器采用单片机c8051f006，前置放大模块采用仪用放大器ad620，程控滤波模块采用有源滤波器max260，通过并行总线与c8051f006单片机连接。

4、优选地，控制器内集成了flashrom、ram、模数转换器、数模转换器、可编程定时器阵列模块。

5、优选地，低频交流电压信号为正弦波信号，低频交流电压信号通过改变定时中断的间隔时间以改变其频率。

6、优选地，控制器采用片内可编程增益放大器实现量程切换；采用片内模数转换器子系统测量电压钳口的耦合电压和电流钳口的感应电流以及地线回路中的干扰电流；采用片内可编程定时器阵列测量干扰电流的频率；采用片内数模转换器子系统产生低频可变频率的正弦波信号；采用片内温度传感器实现温度检测；使用片内电压比较器实现电池欠压告警；使用片内串行口将测量数据上传到上位机。

7、优选地，该测试装置内部时钟为2mhz，外部时钟为20mhz，当开始测量时，该测试装置便切换到外部时钟运行。

8、优选地，该测试装置还包括干扰电流频率测量模块。

9、优选地，测量电压钳口的耦合电压和电流钳口的感应电流时，程控滤波模块工作在带通滤波方式；测量干扰电流时，程控滤波模块工作在低通滤波方式。

10、优选地，该测试装置还包括壳体，壳体上设有显示器，显示器的下方设有档位旋转和按键指示板，按键指示板的下方设有电压钳接口和电流钳接口，档位旋转的下方设有usb接口和串口接口。

11、优选地，按键指示板上设有电源开关按键、上调节按键、下调节按键、记录按键、背光按键、报警按键、删除按键、设置按键和报警指示灯。

12、本实用新型的有益效果是，该装置以单片机为控制核心，采用c8051f006单片机单个芯片即可完成接地电阻的测量，从而简化了系统硬件设计，降低了系统成本和功耗，延长了供电电池的使用寿命。

13、采用交流变频测量法，低频变频信号发生模块采用数字式信号发生器得到连续的正弦波信号（即低频交流电压信号），通过改变定时中断的间隔时间以改变正弦波信号的频率，产生的正弦波信号经低通滤波模块滤波和功率放大模块放大后耦合到被测地线回路中，实现了接地电阻的准确在线测量，而且不需要辅助地极和断开设备接地线；具有成本低、测量精度高、抗干扰能力强、功耗低、自动化程度高、使用操作简单等优点。

技术特征：

1.一种双钳口接地电阻测试装置，其特征在于，包括控制器、前置放大模块、程控滤波模块、低频变频信号发生模块、低通滤波模块滤、功率放大模块、分压模块、采样模块、电压钳口和电流钳口；所述低频变频信号发生模块采用数字式信号发生器得到低频交流电压信号，所述低频交流电压信号经低通滤波模块滤波和功率放大模块放大后耦合到被测地线回路中；所述电压钳口的耦合电压通过分压模块和采样模块采集后传输至控制器；所述电流钳口的感应电流通过前置放大模块和程控滤波模块滤波后传输至控制器。

2.根据权利要求1所述的一种双钳口接地电阻测试装置，其特征在于，所述控制器采用单片机c8051f006，所述前置放大模块采用仪用放大器ad620，所述程控滤波模块采用有源滤波器max260，通过并行总线与c8051f006单片机连接。

3.根据权利要求2所述的一种双钳口接地电阻测试装置，其特征在于，所述控制器内集成了flashrom、ram、模数转换器、数模转换器、可编程定时器阵列模块。

4.根据权利要求3所述的一种双钳口接地电阻测试装置，其特征在于，所述控制器采用片内可编程增益放大器实现量程切换；采用片内模数转换器子系统测量电压钳口的耦合电压和电流钳口的感应电流以及地线回路中的干扰电流；采用片内可编程定时器阵列测量干扰电流的频率；采用片内数模转换器子系统产生低频可变频率的正弦波信号；采用片内温度传感器实现温度检测；使用片内电压比较器实现电池欠压告警；使用片内串行口将测量数据上传到上位机。

5.根据权利要求1所述的一种双钳口接地电阻测试装置，其特征在于，所述低频交流电压信号为正弦波信号，所述低频交流电压信号通过改变定时中断的间隔时间以改变其频率。

6.根据权利要求1所述的一种双钳口接地电阻测试装置，其特征在于，所述测试装置内部时钟为2mhz，外部时钟为20mhz；当开始测量时，所述测试装置便切换到外部时钟运行。

7.根据权利要求1所述的一种双钳口接地电阻测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括干扰电流频率测量模块。

8.根据权利要求1所述的一种双钳口接地电阻测试装置，其特征在于，测量电压钳口的耦合电压和电流钳口的感应电流时，所述程控滤波模块工作在带通滤波方式；测量干扰电流时，所述程控滤波模块工作在低通滤波方式。

9.根据权利要求1所述的一种双钳口接地电阻测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括壳体，所述壳体上设有显示器，所述显示器的下方设有档位旋转和按键指示板，所述按键指示板的下方设有电压钳接口和电流钳接口，所述档位旋转的下方设有usb接口和串口接口。

10.根据权利要求9所述的一种双钳口接地电阻测试装置，其特征在于，所述按键指示板上设有电源开关按键、上调节按键、下调节按键、记录按键、背光按键、报警按键、删除按键、设置按键和报警指示灯。

技术总结
本技术提供一种双钳口接地电阻测试装置，涉及接地电阻测试技术领域。包括控制器、前置放大模块、程控滤波模块、低频变频信号发生模块、低通滤波模块滤、功率放大模块、分压模块、采样模块、电压钳口和电流钳口；低频变频信号发生模块采用数字式信号发生器得到低频交流电压信号，低频交流电压信号经低通滤波模块滤波和功率放大模块放大后耦合到被测地线回路中；电压钳口的耦合电压通过分压模块和采样模块采集后传输至控制器；电流钳口的感应电流通过前置放大模块和程控滤波模块滤波后传输至控制器。具有成本低、测量精度高、抗干扰能力强、功耗低、自动化程度高、使用操作简单等优点。

技术研发人员：王红岩,马斌
受保护的技术使用者：王红岩
技术研发日：20230728
技术公布日：2024/1/25