一種桿塔接地電阻測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種桿塔接地電阻測量方法，屬于電工儀表領(lǐng)域，利用該方法進(jìn)行接地電阻測量時，先對鉗形表進(jìn)行自檢，然后利用自檢后的鉗形表進(jìn)行測量，鉗形表包括電壓互感器和電流互感器；對鉗形表自檢包括電流自檢和電壓自檢：所述電流自檢是利用鉗形表內(nèi)部的交流恒流源模塊產(chǎn)生多檔幅值不同的電流信號流過第一根導(dǎo)線，利用電流互感器測量信號的大小，得到電流真實(shí)值與測量值的關(guān)系并保存，所述電壓自檢是利用電壓互感器將多檔幅值不同的電壓信號感應(yīng)至桿塔接地引下線和第二根導(dǎo)線，得到實(shí)際電壓與感應(yīng)電壓的關(guān)系。與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過電壓自檢和電流自檢，提高了電壓、電流的測量精度，進(jìn)而提高了所測接地電阻的精度。
【專利說明】_種桿塔接地電阻測量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電工儀表領(lǐng)域，特別是指一種桿塔接地電阻測量方法。

【背景技術(shù)】
[0002]接地電阻測試儀在電力領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用于輸電線路桿塔接地性能的測量。其中，鉗形表是應(yīng)用最為廣泛的接地電阻測量設(shè)備。
[0003]鉗形表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由電壓互感器、電流互感器、電壓產(chǎn)生電路以及電流回測電路組成，其工作原理如下:電壓產(chǎn)生電路發(fā)出固定頻率的正弦波，并驅(qū)動電壓互感器，電壓互感器將該電壓信號感應(yīng)至被測輸電線路桿塔中，此時輸電線路的接地回路將出現(xiàn)電流，再利用電流互感器將該電流信號感應(yīng)回來，并經(jīng)過電流回測電路處理，可得到該電流值的大小，所發(fā)出的電壓值與回測的電流值之間的比值，即為輸電線路桿塔的接地電阻值。
[0004]上述鉗形表測量桿塔接地電阻阻值的精確度有賴于電壓互感器感應(yīng)至桿塔電壓的精度以及通過電流互感器回測電流的精度。一般的鉗形表功能均比較簡單，并未在提高上述兩部分電路精度的問題上深入研宄。由于電壓、電流測量精確度不高，而測量電阻值為電壓與電流的比值，從而導(dǎo)致測得的接地電阻的阻值與實(shí)際的阻值偏差較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種桿塔接地電阻測量方法，它能夠提高鉗形表的電流、電壓測量精度，進(jìn)而提高鉗形表測量桿塔接地電阻的精確度。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下:
[0007]一種桿塔接地電阻測量方法，先對鉗形表進(jìn)行自檢，然后利用自檢后的鉗形表進(jìn)行測量，其中，所述鉗形表包括電壓互感器和電流互感器；
[0008]所述對鉗形表進(jìn)行自檢包括電流自檢和電壓自檢:
[0009]所述電流自檢是:將第一根導(dǎo)線穿過所述電流互感器的鉗口處，此時，關(guān)閉所述電壓互感器，利用鉗形表內(nèi)部的交流恒流源模塊產(chǎn)生多檔幅值不同的電流信號流過所述第一根導(dǎo)線，利用所述電流互感器得到電流信號的測量值，通過比較所述交流恒流源模塊產(chǎn)生的實(shí)際電流與所述電流互感器測得的電流大小，再利用插值法得到電流真實(shí)值與測量值的曲線關(guān)系，以供在后續(xù)測量時計算電流大小的真實(shí)值；
[0010]所述電壓自檢是:將第二根導(dǎo)線穿過所述電壓互感器的鉗口處，并且保持所述第二根導(dǎo)線兩端開路，利用所述電壓互感器將多檔幅值不同的電壓信號感應(yīng)至桿塔接地引下線和所述第二根導(dǎo)線，所述第二根導(dǎo)線兩端的電壓即桿塔接地引下線的電壓，通過比較所述電壓互感器原端輸入電壓與所述第二根導(dǎo)線兩端電壓大小，再利用插值法得到電壓真實(shí)值與測量值的曲線關(guān)系，以供在后續(xù)測量時計算電壓大小的真實(shí)值。
[0011]進(jìn)一步的，所述第一根導(dǎo)線和第二根導(dǎo)線是同一導(dǎo)線。
[0012]進(jìn)一步的，所述鉗形表包括MCU模塊、信號發(fā)生器、帶通濾波器和相位測量模塊，所述MCU模塊的控制信號輸出端與所述信號發(fā)生器的信號輸入端相連，所述信號發(fā)生器的輸出端與所述帶通濾波器的輸入端相連，所述帶通濾波器的輸入端和輸出端均與所述相位測量模塊的輸入端相連，所述相位測量模塊的輸出端接入所述MCU模塊的數(shù)據(jù)信號輸入端;
[0013]所述對鉗形表進(jìn)行自檢還包括相位選擇自檢:
[0014]所述相位選擇自檢是:在所述MCU模塊的控制下，所述信號發(fā)生器發(fā)射一定頻率的電信號經(jīng)過所述帶通濾波器，所述相位測量模塊測量濾波前后的相位，并傳輸至所述MCU模塊，在所述MCU模塊內(nèi)部計算出經(jīng)過所述帶通濾波器前后的相位差，
[0015]如果該相位差小于一定閾值，則后續(xù)測量接地電阻時采用此頻率的信號，否則，根據(jù)相位超前或滯后不同情況，改變信號發(fā)生器發(fā)射頻率，直至所述相位差滿足要求為止。
[0016]進(jìn)一步的，所述相位選擇自檢中在所述帶通濾波器的中心頻點(diǎn)附近選擇頻率信號。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0018]在實(shí)際測量時，首先，通過一根導(dǎo)線穿過電流互感器的鉗口處，并且關(guān)閉所述電壓互感器，利用鉗形表內(nèi)部的交流恒流源模塊產(chǎn)生與測量頻率相同的信號并流入該導(dǎo)線，利用互感器采集此信號，接著，改變電流幅值大小，多測幾組數(shù)據(jù)，得到實(shí)際輸入值與線路電壓感應(yīng)值的關(guān)系，以供在后續(xù)測量時計算電流大小的真實(shí)值，實(shí)現(xiàn)電流自檢；然后，通過一根兩端不閉合的導(dǎo)線，穿過電壓互感器鉗口處，對電壓互感器施加不同的電壓信號，并檢測導(dǎo)線兩端的電壓差，得到實(shí)際輸入值與線路電壓感應(yīng)值的關(guān)系，以供在后續(xù)測量時計算電壓大小的真實(shí)值，實(shí)現(xiàn)電壓自檢；通過電流自檢和電壓自檢，提高了電流、電壓的測量精度，進(jìn)而提高了所測接地電阻的精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的桿塔接地電阻測量方法的流程圖；
[0020]圖2為使用本發(fā)明的桿塔接地電阻測量方法時鉗形表的連接示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明的桿塔接地電阻測量方法中相位選擇自檢所對應(yīng)的電路部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0023]如圖1-2所示，本發(fā)明提供一種桿塔接地電阻測量方法，先對鉗形表24進(jìn)行自檢，然后利用自檢后的鉗形表24進(jìn)行測量，其中，鉗形表24包括電壓互感器21和電流互感器22 ；
[0024]對鉗形表24進(jìn)行自檢包括電流自檢11和電壓自檢12:
[0025]電流自檢11是:將第一根導(dǎo)線穿過所述電流互感器22的鉗口處，此時，關(guān)閉所述電壓互感器21，利用鉗形表24內(nèi)部的交流恒流源模塊產(chǎn)生多檔幅值不同的電流信號流過第一根導(dǎo)線，利用電流互感器22得到電流信號的測量值，通過比較所述交流恒流源模塊產(chǎn)生的實(shí)際電流與所述電流互感器22測得的電流大小，再利用插值法得到電流真實(shí)值與測量值的曲線關(guān)系，以供在后續(xù)測量時計算電流大小的真實(shí)值。
[0026]電壓自檢2是:將第二根導(dǎo)線穿過電壓互感器21的鉗口處，并且保持第二根導(dǎo)線兩端開路，利用電壓互感器21將多檔幅值不同的電壓信號感應(yīng)至桿塔接地引下線和第二根導(dǎo)線，第二根導(dǎo)線兩端的電壓即桿塔接地引下線的電壓，通過比較電壓互感器21原端輸入電壓與第二根導(dǎo)線兩端電壓大小，再利用插值法得到電壓真實(shí)值與測量值的曲線關(guān)系，以供在后續(xù)測量時計算電壓大小的真實(shí)值。
[0027]一般的，鉗表型接地電阻測試儀釆用開口式互感器進(jìn)行測量，包括電壓互感器21和電流互感器22，這種開口互感器中感應(yīng)電流的環(huán)節(jié)被斷開了，也就是感應(yīng)磁芯不是一個密閉的整體，在縫隙處磁路效率降低了。由于測量時很難做到完全貼合，所以在感應(yīng)效果和精度上會有一定影響，從而產(chǎn)生測量誤差。
[0028]由于電壓互感器21的一致性較差以及互感器磁芯閉合程度的不同，即使是在電壓互感器21的一次側(cè)施加相同的電壓，則在輸電線路桿塔的引下線上所感應(yīng)出的電壓值也有所不同，該電壓誤差會嚴(yán)重影響輸電線路桿塔接地電阻測量的精度。
[0029]由于上述同樣的原因以及溫濕度等環(huán)境因素的影響，電流互感器22回讀的數(shù)據(jù)并不能精確反應(yīng)輸電線路桿塔接地引下線中電流的情況。
[0030]利用本發(fā)明所提供的方法進(jìn)行測量時，首先，通過一根導(dǎo)線穿過電流互感器22的鉗口處，并且關(guān)閉電壓互感器21，利用鉗形表內(nèi)部的交流恒流源模塊產(chǎn)生與測量頻率相同的信號并流入該導(dǎo)線，利用互感器采集此信號，接著，改變電流幅值大小，多測幾組數(shù)據(jù)，得到實(shí)際輸入值與線路電壓感應(yīng)值的關(guān)系，以供在后續(xù)測量時計算電流大小的真實(shí)值，實(shí)現(xiàn)電流自檢11 ;然后，通過一根兩端不閉合的導(dǎo)線，穿過電壓互感器21鉗口處，對電壓互感器21施加不同的電壓信號，并檢測導(dǎo)線兩端的電壓差，得到實(shí)際輸入值與線路電壓感應(yīng)值的關(guān)系，以供在后續(xù)測量時計算電壓大小的真實(shí)值，實(shí)現(xiàn)電壓自檢12 ;通過電流自檢11和電壓自檢12，提高了電流、電壓的測量精度，進(jìn)而提高了所測接地電阻的精度。實(shí)際工作中，第一根導(dǎo)線和第二根導(dǎo)線優(yōu)選是同一導(dǎo)線。
[0031]此外，如圖3所示，鉗形表包括MCU模塊31、信號發(fā)生器32、帶通濾波器33和相位測量模塊34，MCU模塊31的控制信號輸出端與信號發(fā)生器32的信號輸入端相連，信號發(fā)生器32的輸出端與帶通濾波器33的輸入端相連，帶通濾波器33的輸入端和輸出端均與相位測量模塊34的輸入端相連，相位測量模塊34的輸出端接入MCU模塊31的數(shù)據(jù)信號輸入端;
[0032]輸電線路桿塔接地回路并非純阻性，若直接采用電壓與電流比值的方法測量接地電阻阻值，其發(fā)出電壓與回測電流之間存在一定的相位差，若忽略該指標(biāo)，則實(shí)際測量值為輸電線路桿塔的接地阻抗值而非接地電阻值，而影響輸電線路桿塔接地性能的實(shí)際為桿塔接地電阻值而肖_阻抗值。
[0033]所以，如圖1所示，為使結(jié)果更精確，對鉗形表進(jìn)行自檢還包括相位選擇自檢13:
[0034]相位選擇自檢3是:在MCU模塊31的控制下，信號發(fā)生器32發(fā)射一定頻率的電信號經(jīng)過帶通濾波器33，相位測量模塊34測量濾波前后的相位，并傳輸至MCU模塊31，在MCU模塊31內(nèi)部計算出經(jīng)過帶通濾波器33前后的相位差，如果該相位差小于一定閾值，則后續(xù)測量接地電阻時采用此頻率的信號，否則，根據(jù)相位超前或滯后不同情況，改變信號發(fā)生器32發(fā)射頻率，直至所述相位差滿足要求為止。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，目前的鉗形表24接地電阻測試儀中在信號處理時通常采用帶通濾波器33來獲得信號，由于帶通濾波器33受環(huán)境等因素的影響，其濾波的中心頻點(diǎn)也會發(fā)生變化，如不采取相應(yīng)措施，一方面測量信號有可能有所衰減，另一方面會產(chǎn)生較大的相位誤差，從而產(chǎn)生較嚴(yán)重的測量誤差，本發(fā)明采用相位濾波，避免了環(huán)境引起帶通濾波器33中心頻率點(diǎn)的偏移以及接地回路本身非阻性對測量結(jié)果的影響使測量結(jié)果更接近于實(shí)際電阻值。
[0036]為了使相位選擇自檢過程進(jìn)行得更快，優(yōu)先在帶通濾波器33的中心頻點(diǎn)附近選擇頻率信號。。
[0037]最后，如圖1所示，當(dāng)進(jìn)行完電流自檢、電壓自檢、相位選擇自檢時，接下來就可以對接地電阻進(jìn)行檢測14 了。
[0038]本發(fā)明的有益效果如下:
[0039]1、在實(shí)際測量時，首先，通過一根兩端不閉合的導(dǎo)線，穿過電壓互感器，對電壓互感器施加不同的電壓信號，得到實(shí)際輸入值與線路電壓感應(yīng)值的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)電壓自檢；然后，通過一個導(dǎo)線穿過電流互感器，信號電路內(nèi)部的交流恒流源模塊產(chǎn)生與測量頻率相同的信號并流入該導(dǎo)線利用互感器采集此信號，得到實(shí)際輸入值與線路電壓感應(yīng)值的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)電流自檢，通過電壓自檢和電流自檢，提高了電壓，電流的測量精度，進(jìn)而提高了所測接地電阻的精度。
[0040]2、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用相位濾波，避免了環(huán)境引起帶通濾波器中心頻率點(diǎn)的偏移以及接地回路本身非阻性對測量結(jié)果的影響，使測量結(jié)果更接近于實(shí)際電阻值。
[0041]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種桿塔接地電阻測量方法，其特征在于，先對鉗形表進(jìn)行自檢，然后利用自檢后的鉗形表進(jìn)行測量，其中，所述鉗形表包括電壓互感器和電流互感器； 所述對鉗形表進(jìn)行自檢包括電流自檢和電壓自檢: 所述電流自檢是:將第一根導(dǎo)線穿過所述電流互感器的鉗口處，此時，關(guān)閉所述電壓互感器，利用鉗形表內(nèi)部的交流恒流源模塊產(chǎn)生多檔幅值不同的電流信號流過所述第一根導(dǎo)線，利用所述電流互感器得到電流信號的測量值，通過比較所述交流恒流源模塊產(chǎn)生的實(shí)際電流與所述電流互感器測得的電流大小，再利用插值法得到電流真實(shí)值與測量值的曲線關(guān)系，以供在后續(xù)測量時計算電流大小的真實(shí)值； 所述電壓自檢是:將第二根導(dǎo)線穿過所述電壓互感器的鉗口處，并且保持所述第二根導(dǎo)線兩端開路，利用所述電壓互感器將多檔幅值不同的電壓信號感應(yīng)至桿塔接地引下線和所述第二根導(dǎo)線，所述第二根導(dǎo)線兩端的電壓即桿塔接地引下線的電壓，通過比較所述電壓互感器原端輸入電壓與所述第二根導(dǎo)線兩端電壓大小，再利用插值法得到電壓真實(shí)值與測量值的曲線關(guān)系，以供在后續(xù)測量時計算電壓大小的真實(shí)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種桿塔接地電阻測量方法，其特征在于，所述第一根導(dǎo)線和第二根導(dǎo)線是同一導(dǎo)線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種桿塔接地電阻測量方法，其特征在于，所述鉗形表包括MCU模塊、信號發(fā)生器、帶通濾波器和相位測量模塊，所述MCU模塊的控制信號輸出端與所述信號發(fā)生器的信號輸入端相連，所述信號發(fā)生器的輸出端與所述帶通濾波器的輸入端相連，所述帶通濾波器的輸入端和輸出端均與所述相位測量模塊的輸入端相連，所述相位測量模塊的輸出端接入所述MCU模塊的數(shù)據(jù)信號輸入端； 所述對鉗形表進(jìn)行自檢還包括相位選擇自檢: 所述相位選擇自檢是:在所述MCU模塊的控制下，所述信號發(fā)生器發(fā)射一定頻率的電信號經(jīng)過所述帶通濾波器，所述相位測量模塊測量濾波前后的相位，并傳輸至所述MCU模塊，在所述MCU模塊內(nèi)部計算出經(jīng)過所述帶通濾波器前后的相位差，如果該相位差小于一定閾值，則后續(xù)測量接地電阻時采用此頻率的信號，否則，根據(jù)相位超前或滯后不同情況，改變信號發(fā)生器發(fā)射頻率，直至所述相位差滿足要求為止。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種桿塔接地電阻測量方法，其特征在于，所述相位選擇自檢中在所述帶通濾波器的中心頻點(diǎn)附近選擇頻率信號。
【文檔編號】G01R27/20GK104502724SQ201410619014
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】魯守銀, 劉存根 申請人:濟(jì)南魯智電子科技有限公司