一种变频法接地电阻测量系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种变频法接地电阻测量系统，包括变频电源模块、信号采集模块、中央处理模块、通信模块和PC上位机。电流极C和电压极P分别与接地极G相连构成等腰三角形。变频电源模块为接地极G注入变频激励源。信号采集模块能采集电流和电压信号并进行有源滤波，滤除工频信号干扰，后进行调整和A/D转换送至中央处理模块。中央处理模块进行数字滤波，得到各频率下的接地电阻值并传输至PC上位机。PC上位机利用插值法对接收数据进行插值，求得固定频率下的工频接地电阻值。采用上述结构后，操作性强，能实现实时测量和多次重复测量，有效消除工频干扰和偶然因素对接地电阻测量的影响，且注入电流小，大大缩短测量引线长度，提高了工作效率。
【专利说明】
一种变频法接地电阻测量系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及接地电阻测量技术领域，特别是一种变频法接地电阻测量系统。
【背景技术】
[0002]接地电阻的测量是衡量接地系统是否达到规程的重要因素，也是现行防雷安全检测的重要内容。随着我国输电线路电压等级的不断提高，对电力系统的安全可靠运行提出了更高的要求，电气设备接地的安全性和可靠性显得尤为重要。现行的接地电阻测试方法主要有电位降法、四极法、大电流法和异频法等。
[0003]电位降法需要测出不同电位极位置对应的视在电阻值，作出视在电阻值随电位极位置改变时的变化曲线，找出曲线平坦段所对应的接地电阻值即为接地极的接地电阻，该方法工作量大，需反复测量，且不易绘制出电位降曲线。
[0004]四极法测量接地电阻时需要四个测量用的电极，其测量电流达到几十安培，要求电流极的接地电阻比较小，在高土壤电阻率地区难以达到，不能很好地适应现场的要求。
[0005]大电流法是通过施加几十安培的测量电流，提高测量电路的信噪比，消除地中杂散电流的影响来测量接地电阻，其需要具有一定长度和宽度的电流引线和相当大容量的测量电流源，同时要求电流极的接地电阻比较小，在实际测量中实现起来比较困难。
[0006]异频法通过注入不同于工频的信号来实现接地电阻的测量，能有效的避开工频及其奇次谐波频率处地中杂散电流对测量结果的影响，且注入电流小、电平低、安全性好;布线强度减小;可以进行多次重复测量，消除了偶然因素的影响。由于异频法采用异于工频电流的测试电流，因此测得的接地电阻数值就会与工频电流下测得的值有偏差，而且采用的测试电流频率与工频电流频率相差越远，测量的误差越大。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种变频法接地电阻测量系统，该变频法接地电阻测量系统采用异于工频的测试电流，得到不同频率下的接地电阻值，进而利用插值法对所得数据进行插值，求得固定频率下的工频接地电阻。该系统操作性强，能够实现实时测量和多次重复测量，有效消除工频干扰和偶然因素对接地电阻测量的影响，且注入电流小，大大缩短测量引线长度，极大地提高了工作效率。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0009]—种变频法接地电阻测量系统，包括接地极G、电流极C、电压极P、变频电源模块、信号采集模块、中央处理模块、通信模块和PC上位机。
[0010]电流极C和电压极P分别与接地极G相连，并构成等腰三角形，电流极C至接地极G之间的距离等于电压极P至接地极G之间的距离。
[0011 ]变频电源模块，能为接地极G注入变频激励源。
[0012]信号采集模块，分别与电流极C和电压极P相连接，能采集电流极C中电流信号和电压极P中的电压信号，并对采集的电流和电压信号进行有源滤波，滤除工频信号干扰，再将滤波后的电流和电压信号进行调整和A/D转换后，送至中央处理模块。
[0013]中央处理模块，能将所得到的电流和电压数据，进行数字滤波，得到各频率下的接地电阻值，并将各频率下的接地电阻值通过通信模块传输至PC上位机。
[0014]PC上位机，能利用插值法对接收到的各频率下的接地电阻值进行插值，求得固定频率下的接地电阻值。
[0015]还包括与中央处理模块相连接的显示模块。
[0016]电流极C至接地极G之间的距离为接地极G直径的两倍。
[0017]所述等腰三角形的顶角为30°。
[0018]所述变频激励源为频率在30?200Hz范围内且除工频以及工频奇数倍频率外的正弦交流电源。
[0019]所述固定频率为50Hz。
[0020]本实用新型采用上述结构后，操作性强，能够实现实时测量，有效消除工频干扰对接地电阻测量的影响，且注入电流小，大大缩短测量引线长度，极大地提高了工作效率，更好地维护设备以及电力系统的安全。
【附图说明】
[0021]图1显示了本实用新型一种变频法接地电阻测量系统的结构示意图。
[0022]其中有:1.变频电源模块;2.信号采集模块;3.中央处理模块;4.显示模块;5.GPRS通信模块;6.PC上位机;7.电流极C; 8.电压极P; 9.接地极G。
[0023]另外，dl表示接地极G的直径;d2表示电压极P至接地极G之间的距离；Θ表示等腰三角形的顶角。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0025]如图1所示，一种变频法接地电阻测量系统，包括接地极G 9、电流极C 7、电压极P
8、变频电源模块1、信号采集模块2、中央处理模块3、显示模块4、通信模块和PC上位机6。
[0026]电流极C和电压极P分别与接地极G相连，并构成等腰三角形，电流极C至接地极G之间的距离(也即等腰三角形的腰长)等于电压极P至接地极G之间的距离d2。这样设置，能减小引线之间的互感，进而减小测量误差。
[0027]优选，电流极C至接地极G之间的距离为接地极G直径dl的两倍，也即d2=2dl，从而缩短了引线的长度。
[0028]进一步，上述等腰三角形的顶角Θ优选为30°。这样设置，能够补偿因零电位靠近接地体而引起的误差，将其移到30°非零位处，从而增加电压值修正测量结果，消除测量带来的误差。
[0029]变频电源模块，优选连接在电流极C至接地极G之间的引线上，能为接地极G注入变频激励源。
[0030]上述变频激励源优选为频率在30?200Hz范围变化的正弦交流电源，另外，还需排除工频以及工频的奇数倍频率，如50Hz和150Hz，因工频以及工频的奇数倍频率对测量的干扰很明显，很严重。
[0031]另外，变频电源模块还具有过流、过压、过载、欠压的保护功能。
[0032]信号采集模块，分别与电流极C和电压极P相连接，能采集电流极C中电流信号和电压极P中的电压信号，并对采集的电流和电压信号进行有源滤波，去掉互感的影响，滤除工频信号干扰，再将滤波后的电流和电压信号进行调整和A/D转换后，送至中央处理模块。
[0033]中央处理模块，能将所得到的电流和电压数据，进行数字滤波，得到各频率下的接地电阻值，并将各频率下的接地电阻值通过通信模块传输至PC上位机。
[0034]其中，通信模块优选为GPRS通信模块5。
[0035]PC上位机，能利用插值法对接收到的各频率下的接地电阻值进行插值，求得固定频率，(如50Hz )下的接地电阻值。
[0036]上述显示模块与中央处理模块相连接。
[0037]采用上述结构后，采用异于工频的测试电流，得到不同频率下的接地电阻值，进而利用插值法对所得数据进行插值，求得固定频率下的工频接地电阻。该系统操作性强，能够实现实时测量和多次重复测量，有效消除工频干扰和偶然因素对接地电阻测量的影响，且注入电流小，大大缩短测量引线长度，极大地提高了工作效率。
[0038]以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种变频法接地电阻测量系统，其特征在于:包括接地极G、电流极C、电压极P、变频电源模块、信号采集模块、中央处理模块、通信模块和PC上位机； 电流极C和电压极P分别与接地极G相连，并构成等腰三角形，电流极C至接地极G之间的距离等于电压极P至接地极G之间的距离； 变频电源模块，能为接地极G注入变频激励源； 信号采集模块，分别与电流极C和电压极P相连接，能采集电流极C中电流信号和电压极P中的电压信号，并对采集的电流和电压信号进行有源滤波，滤除工频信号干扰，再将滤波后的电流和电压信号进行调整和A/D转换后，送至中央处理模块； 中央处理模块，能将所得到的电流和电压数据，进行数字滤波，得到各频率下的接地电阻值，并将各频率下的接地电阻值通过通信模块传输至PC上位机； PC上位机，能利用插值法对接收到的各频率下的接地电阻值进行插值，求得固定频率下的接地电阻值。2.根据权利要求1所述的变频法接地电阻测量系统，其特征在于:还包括与中央处理模块相连接的显示模块。3.根据权利要求1所述的变频法接地电阻测量系统，其特征在于:电流极C至接地极G之间的距离为接地极G直径的两倍。4.根据权利要求1所述的变频法接地电阻测量系统，其特征在于:所述等腰三角形的顶角为30° ο5.根据权利要求1所述的变频法接地电阻测量系统，其特征在于:所述变频激励源为频率在30?200Hz范围内且除工频以及工频奇数倍频率外的正弦交流电源。6.根据权利要求1所述的变频法接地电阻测量系统，其特征在于:所述固定频率为50Hz。
【文档编号】G01R27/20GK205484570SQ201620260582
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】行鸿彦, 何贵先
【申请人】南京信息工程大学