本發(fā)明涉及雷電防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種沖擊接地電阻的測(cè)量方法及裝置。

背景技術(shù)：

沖擊接地電阻是對(duì)某種特定波形的電流流過接地裝置時(shí)，在該接地裝置上所產(chǎn)生的電壓情況的一種描述。由于接地裝置中存在寄生的結(jié)構(gòu)電感，所以使得測(cè)量出的接地裝置的輸出電壓和電流的波形不一定相同，因此定義沖擊接地電阻為電壓波形的峰值與特定電流波形峰值的比值。

現(xiàn)有技術(shù)中，在測(cè)量沖擊接地電阻時(shí)，通常使用低頻信號(hào)電流作為接入信號(hào)進(jìn)行測(cè)量沖擊接地電阻。然而，使用該低頻信號(hào)電流進(jìn)行測(cè)量會(huì)因?yàn)闆]有考慮寄生電感的影響，使得測(cè)量結(jié)果嚴(yán)重偏小，特別是當(dāng)多點(diǎn)接地時(shí)，各點(diǎn)之間的聯(lián)線電感的作用被測(cè)量條件弱化，使得測(cè)量結(jié)果更為不準(zhǔn)確。因而需要采用高頻信號(hào)電流作為接入信號(hào)才符合實(shí)際工程中對(duì)沖擊接地電阻測(cè)量的需求。

因而，現(xiàn)有技術(shù)中提供了一種沖擊大電流裝置，該裝置使用沖擊大電流波形作為接入信號(hào)注入接地裝置進(jìn)行測(cè)量沖擊接地電阻。雖然這種測(cè)量方法符合對(duì)沖擊接地電阻測(cè)量的需求，但該沖擊大電流裝置沖擊大電流裝置是由高壓大電容儲(chǔ)能、控制點(diǎn)火間隙擊穿、將電容上所儲(chǔ)的電壓施加在包括被測(cè)接地體的整個(gè)放電回路上，這樣使得其比較笨重，無法帶到現(xiàn)場(chǎng)使用，通常只在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用，且整個(gè)電流回路阻抗不同會(huì)引起該沖擊大電流裝置輸出的電流波形不同，需有經(jīng)驗(yàn)的工程師調(diào)整波形使得在不同阻抗下輸出同一電流波形，由于該裝置在整個(gè)過程中都處于時(shí)域范圍內(nèi)，使得該電流波形在現(xiàn)場(chǎng)不易進(jìn)行調(diào)整，這樣使得輸出的波形不滿足規(guī)定電流波形的要求，從而導(dǎo)致根據(jù)上述的電流波形所計(jì)算出的沖擊接地電阻的阻值不準(zhǔn)確，沒有可參考性(相較于真實(shí)阻值較遠(yuǎn))。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供沖擊接地電阻的測(cè)量方法及裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的由于整個(gè)電流回路阻抗不同會(huì)引起輸出的電流波形不同所導(dǎo)致的測(cè)量出的沖擊接地電阻的阻值不具可參考性的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種沖擊接地電阻的測(cè)量方法，所述方法包括：

向接地體注入等幅電流輸入信號(hào)，所述等幅電流輸入信號(hào)的頻率從雷電流所含的基波頻率掃頻至雷電流所含的最高頻率；

在不同頻率下測(cè)量接地體的電壓響應(yīng)序列和輸出電流響應(yīng)序列；

對(duì)輸出的電流響應(yīng)序列進(jìn)行修正得到恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列，并根據(jù)輸出的電流響應(yīng)序列和所述恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列進(jìn)行修正，得到第一電壓響應(yīng)序列；

根據(jù)所述恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和所述第一電壓響應(yīng)序列以及雷電流波形頻譜展開序列確定所述接地體的沖擊接地電阻。

本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，提供一種沖擊接地電阻的測(cè)量裝置，所述裝置包括：

信號(hào)發(fā)生器，用于向接地體注入等幅電流輸入信號(hào)，所述等幅電流輸入信號(hào)的頻率從雷電流所含的基波頻率掃頻至雷電流所含的最高頻率；

處理器，用于在不同頻率下支持測(cè)量接地體的電壓響應(yīng)序列和輸出電流響應(yīng)序列；

所述處理器，還用于對(duì)輸出的電流響應(yīng)序列進(jìn)行修正得到恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列，并根據(jù)輸出的電流響應(yīng)序列和所述恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列進(jìn)行修正，得到第一電壓響應(yīng)序列；

所述處理器，還用于根據(jù)所述恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和所述第一電壓響應(yīng)序列以及雷電流波形頻譜展開序列確定所述接地體的沖擊接地電阻。。

本發(fā)明實(shí)施例中提供的沖擊接地電阻的測(cè)量方法及裝置，通過向接地體注入等幅電流輸入信號(hào)，該等幅電流輸入信號(hào)的頻率從雷電流所含的基波頻率掃頻至雷電流所含的最高頻率；在不同頻率下測(cè)量接地體的電壓響應(yīng)序列和輸出電流響應(yīng)序列；對(duì)輸出的電流響應(yīng)序列進(jìn)行修正得到恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列，并根據(jù)輸出的電流響應(yīng)序列和所述恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列進(jìn)行修正得到第一電壓響應(yīng)序列；根據(jù)恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和第一電壓響應(yīng)序列以及雷電流波形頻譜展開序列確定接地體的沖擊接地電阻。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本方案通過向接地體注入等幅電流輸入信號(hào)，該等幅電流輸入信號(hào)的頻率從雷電流所含的基波頻率掃頻至雷電流所含的最高頻率，使得測(cè)量的過程處于頻域坐標(biāo)下，然后在頻域坐標(biāo)中對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列和輸出的電流響應(yīng)序列進(jìn)行修正，得到恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和第一電壓響應(yīng)序列，然后用該恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和第一電壓響應(yīng)序列確定接地體的沖擊接地電阻，由于本方案中對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列和電流響應(yīng)序列依據(jù)恒流方案的原理進(jìn)行了修正，使得修正后的恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列能夠滿足規(guī)定電流波形的要求，從而使得最終所確定出的沖擊接地電阻的阻值較為準(zhǔn)確且具有可參考性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種沖擊接地電阻的測(cè)量方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的雷電流的時(shí)域波形和頻域幅頻特性圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種等幅電流輸出信號(hào)的頻譜圖形和測(cè)量的電壓響應(yīng)序列的頻譜圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種測(cè)量電路的原理圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種沖擊接地電阻的測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例基于圖5提供的外圍硬件電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本方案的核心思想是通過在頻域進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合沖擊接地電阻的定義在時(shí)域進(jìn)行計(jì)算處理，由于時(shí)域與頻域是相互可以轉(zhuǎn)換的2個(gè)數(shù)學(xué)空間，借助于這兩個(gè)空間進(jìn)行沖擊接地電阻的測(cè)量，使得所測(cè)量的結(jié)果具有有效性和可實(shí)現(xiàn)性。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種沖擊接地電阻的測(cè)量方法，如圖1所示，該方法包括：

101、向接地體注入等幅電流輸入信號(hào)。

其中，上述的等幅電流輸入信號(hào)的頻率從雷電流所含的基波頻率掃頻至雷電流所含的最高頻率。

優(yōu)選的，上述的步驟101的執(zhí)行主體為信號(hào)發(fā)生器。

示例性的，數(shù)學(xué)上，上述的雷電流的波形為雙指數(shù)函數(shù)i(t)，參照下面的公式一。

i(t)＝b*(e^-t/τ1-e^-t/τ2)，(公式一)

其中，公式一中的b為電流的幅值，τ1為波形衰減的時(shí)間常數(shù)，τ2為波頭上升時(shí)間常數(shù)；t為時(shí)間變量。該公式一對(duì)應(yīng)的波形圖如圖2中的(a)所示。

對(duì)上述的公式一進(jìn)行適當(dāng)?shù)臅r(shí)域內(nèi)延拓后使之成為周期函數(shù)，做i(t)所含頻譜分量解析，轉(zhuǎn)化到頻域分析，可得到如下面的公式二。該公式二對(duì)應(yīng)的波形圖如圖2中的(b)所示的幅頻特性。

bn(k)＝∫[i(t)*(cos(k*w*t)+j*sin(k*w*t))]dt，(公式二)

其中，上述的k為諧波次數(shù)，w為基波角頻率，且w＝2πf，t為時(shí)間變量，∫[]dt為積分運(yùn)算標(biāo)識(shí)。

示例性的，上述的幅頻特性bn(k)可預(yù)先存儲(chǔ)到裝置或儀器的存儲(chǔ)空間內(nèi)。信號(hào)發(fā)生器在裝置或儀器中的處理器的操作控制下，按照上述的公式二中對(duì)電流波形進(jìn)行頻譜解析時(shí)的基波頻率和諧波頻率，從基波頻率f1開始，逐頻率點(diǎn)改變輸出的測(cè)量工作頻率，掃頻到雷電流信號(hào)所含的最高頻率fn。在頻域中向被測(cè)接地體發(fā)出一組等幅電流信號(hào)，其頻譜為an(k)’，見圖3中的(a)所示。如果an(k)’為等幅值，則相當(dāng)于在時(shí)域中發(fā)出一個(gè)單位電流脈沖函數(shù)δ(t)。

102、在不同頻率下測(cè)量接地體的電壓響應(yīng)序列和輸出電流響應(yīng)序列。

示例性的，由于實(shí)際接地體中存在高頻阻抗，在不同頻率下的測(cè)量出的接地體的電壓和儀器或裝置輸出電流值是不一樣的，信號(hào)發(fā)生器輸出的電流幅值將會(huì)因工作頻率不同而改變，不能滿足輸出單位電流脈沖函數(shù)δ(t)的要求，所以必須實(shí)際測(cè)量和記錄所輸出的電流幅值an(k)。

示例性的，如圖4所示的測(cè)量電路的原理圖，通過該圖4就可以測(cè)量得到在不同頻率下接地體的電壓響應(yīng)序列和輸出電流響應(yīng)序列。在被測(cè)沖擊接地電阻z(ω)上測(cè)量電壓和輸出電流，實(shí)測(cè)得到頻域內(nèi)的電壓響應(yīng)頻譜序列cn(k)和儀器或裝置輸出的電流響應(yīng)序列an(k)，對(duì)應(yīng)的測(cè)量的電壓響應(yīng)序列cn(k)的頻譜圖如圖3中的(b)所示。其中：圖4中恒壓信號(hào)源s(由信號(hào)發(fā)生器和功率放大器組成)如果保持恒定電壓輸出幅值，不同的頻率下被測(cè)阻抗z(ω)不同，電流i(ω)的幅值就不同。圖4中的r為恒壓信號(hào)源s的內(nèi)阻，其所示的機(jī)內(nèi)地是恒壓信號(hào)源s輸出電流的回收參考點(diǎn)，大地是被測(cè)接地體的相對(duì)電位參考點(diǎn)。

示例性的，上述的不同頻率對(duì)應(yīng)公式二中的基波頻率和諧波頻率。從基波頻率f1到最高頻率fn。

103、對(duì)輸出的電流響應(yīng)序列進(jìn)行修正得到恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列，并根據(jù)輸出的電流響應(yīng)序列和恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列進(jìn)行修正，得到第一電壓響應(yīng)序列。

示例性的，如果輸出的電流響應(yīng)序列an(k)為同一值，則cn(k)就是被測(cè)接地體的頻域電壓響應(yīng)序列。但由于接地體中的高頻阻抗的存在，使得最終上述的輸出的電流響應(yīng)序列an(k)不是同一直，因此需要采用硬件負(fù)反饋或數(shù)學(xué)處理方法對(duì)該an(k)進(jìn)行處理得到恒定幅值的電流響應(yīng)序列。硬件負(fù)反饋的方式在很寬的頻率范圍中可能會(huì)因?yàn)樨?fù)載造成的延時(shí)作用產(chǎn)生自激，會(huì)不穩(wěn)定。所以這里采用通過數(shù)學(xué)方法修正輸出的電流響應(yīng)序列。參考圖4，利用z(ω)上的電壓與信號(hào)源s為線性正比關(guān)系，在計(jì)算時(shí)以基波頻率下的電流幅值為基礎(chǔ)，其它頻率下的電壓相對(duì)其按比例提高，相當(dāng)于等效信號(hào)源s的電壓輸出幅值提高，實(shí)際按比例提高電壓的響應(yīng)幅值，使電流幅值視為同一值，從而得到恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和第一電壓響應(yīng)序列。

示例性的，上述的步驟103具體包含以下內(nèi)容：

103a1、將測(cè)量的電壓響應(yīng)序列帶入第一電壓修正公式中，得到第一電壓響應(yīng)序列。

103b1、將輸出的電流響應(yīng)序列帶入第一電流修正公式中，得到恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列；

示例性的，上述的第一電壓修正公式為：

cn(k)＝u(k)*i(1)/i(k)，(公式三)

示例性的，上述的第一電流修正公式為：

an(k)＝i(1)，(公式四)

其中：上述的公式三和四中的k＝1～n，上述的u(k)為測(cè)量的電壓響應(yīng)序列中的第k次諧波信號(hào)數(shù)據(jù)，上述的i(k)為輸出的電流響應(yīng)序列中的第k次諧波信號(hào)數(shù)據(jù)，上述的i(1)為輸出的電流響應(yīng)序列中的電流基波數(shù)據(jù)，上述的cn(k)為第一電壓響應(yīng)序列，上述的an(k)為恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列。

為了降低儀器或裝置自身的缺陷對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，需要對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列和電流響應(yīng)序列進(jìn)行通道不平整度修正?？蛇x的，在上述的步驟103之前，該方法還包括以下內(nèi)容：

103a2、根據(jù)電壓通道修正系數(shù)對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列進(jìn)行修正，并根據(jù)電流通道修正系數(shù)對(duì)測(cè)量的電流響應(yīng)序列進(jìn)行修正，得到修正后的第二電壓響應(yīng)序列和第二電流響應(yīng)序列。

示例性的，上述的步驟103a2具體包括以下內(nèi)容：

a1、將電壓通道修正系數(shù)帶入第二電壓修正公式中，得到第二電壓響應(yīng)序列，并將電流通道修正系數(shù)帶入第二電流修正公式中，得到第二電流響應(yīng)序列。

示例性的，上述的第二電壓修正公式為：

u(k)’＝kx_u(k)*u(k)，(公式五)

其中，上述的u(k)’為第二電壓響應(yīng)序列，上述的kx_u(k)為電壓通道修正系數(shù)，上述的u(k)為測(cè)量的電壓響應(yīng)序列。

示例性的，上述的第二電流修正公式為：

i(k)’＝kx_i(k)*i(k)，(公式六)

其中，上述的i(k)’為第二電流響應(yīng)序列，上述的kx_i(k)為電流通道修正系數(shù)，上述的i(k)為輸出的電流響應(yīng)序列。

示例性的，上述的電流通道修正系數(shù)：kx_i(k)＝i(1)/i(k)，上述的電壓通道修正系數(shù)為：kx_u(k)＝u(1)/u(k)，其中：k＝1～n,u(1)和i(1)對(duì)應(yīng)測(cè)量和輸出的基波數(shù)據(jù)，u(k)和i(k)對(duì)應(yīng)測(cè)量和輸出的第k次諧波數(shù)據(jù)。上述的電流通道修正系數(shù)和電壓通道修正系數(shù)是在處理器(例如：?jiǎn)纹瑱C(jī))控制下，控制繼電器切合，投入校正單元替換外部被測(cè)信號(hào)輸出輸入端回路，對(duì)響應(yīng)幅值進(jìn)行校正，修正儀器的電壓輸入通道和電流測(cè)量通道的頻率響應(yīng)不平整度；即修正對(duì)應(yīng)頻率的電流通道修正系數(shù)kx_i(k)、電壓通道修正系數(shù)kx_u(k)。該kx_i(k)、kx_u(k)被保存在處理器的非易失存儲(chǔ)器中，在測(cè)試處理過程中調(diào)用。

示例性的，基于上述的步驟103a2，上述的步驟103具體包含以下內(nèi)容：

103a3、將第二電壓響應(yīng)序列帶入第一電壓修正公式中，得到第一電壓響應(yīng)序列。

103b3、將第二電流響應(yīng)序列帶入第一電流修正公式中，得到恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列。

其中，上述的第一電壓修正公式仍然為上述的公式三，上述的第一電流修正公式也仍然為上述的公式四，只是上述的公式三中的u(k)為第二電壓響應(yīng)序列中的第k次諧波信號(hào)數(shù)據(jù)，上述的公式三中的i(k)為第二電流響應(yīng)序列中的第k次諧波信號(hào)數(shù)據(jù)，上述的i(1)為第二電流響應(yīng)序列中的電流基波數(shù)據(jù)，而對(duì)于cn(k)仍然為第一電壓響應(yīng)序列，上述的an(k)仍然為恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列。

104、根據(jù)恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和第一電壓響應(yīng)序列以及雷電流波形頻譜展開序列確定接地體的沖擊接地電阻。

示例性的，基于上述的步驟103a1和103a2，或者上述的步驟103a3和103b3中的恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和第一電壓響應(yīng)序列，以及雷電流波形頻譜展開序列確定接地體的沖擊接地電阻。

為了使得最終確定出的接地體的沖擊接地電阻的阻值更加準(zhǔn)確，優(yōu)選的采用上述的步驟103a3和103b3中的恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和第一電壓響應(yīng)序列，以及雷電流波形頻譜展開序列確定接地體的沖擊接地電阻。

示例性的，上述的步驟104具體包含以下內(nèi)容：

104a、對(duì)恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列以及雷電流波形頻譜展開序列做傅里葉反變換計(jì)算得到時(shí)域電流波形，并對(duì)第一電壓響應(yīng)序列以及雷電流波形頻譜展開序列做傅里葉反變換計(jì)算得到時(shí)域電壓波形。

示例性的，步驟104a可以通過以下的公式七和公式八來實(shí)現(xiàn)。具體的公式七和公式八分別如下所示：

其中，上述的公式七中的an[k]為恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列，i(t)為時(shí)域電流波形；上述的公式八中的cn[k]為第一電壓響應(yīng)序列，u(t)為時(shí)域電壓波形；公式七和公式八中的bn[k]為雷電流波形頻譜展開序列，e^jkφ為傅里葉變換因子，其中：ω為雷電流波形做頻域解析時(shí)的基波角頻率。

104b、確定時(shí)域電流波形中的最大電壓值以及時(shí)域電壓波形中的最大電壓值。

示例性的，時(shí)域電壓波形u(t)和電流波形i(t)在數(shù)學(xué)上只是按順序排列的數(shù)據(jù)點(diǎn)，可以通過逐點(diǎn)比較的方法找到u(t)和i(t)波形中的最大值umax和imax。

104c、根據(jù)最大電壓值和最大電流值確定接地體的沖擊接地電阻。

示例性的，根據(jù)沖擊接地電阻的定義，通過r＝umax/imax得到?jīng)_擊接地電阻值。該結(jié)果在數(shù)學(xué)上與沖擊電流實(shí)測(cè)法完全等價(jià)，而且不受回路阻抗因頻率改變對(duì)電流波形分析的影響。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本方案通過向接地體注入等幅電流輸入信號(hào)，該等幅電流輸入信號(hào)的頻率從雷電流所含的基波頻率掃頻至雷電流所含的最高頻率，使得測(cè)量的過程處于頻域坐標(biāo)下，然后在頻域坐標(biāo)中對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列和輸出的電流響應(yīng)序列進(jìn)行修正，得到恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和第一電壓響應(yīng)序列，然后用該恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和第一電壓響應(yīng)序列確定接地體的沖擊接地電阻，由于本方案中對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列和電流響應(yīng)序列依據(jù)恒流方案的原理進(jìn)行了修正，使得修正后的恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列能夠滿足規(guī)定電流波形的要求，從而使得最終所確定出的沖擊接地電阻的阻值較為準(zhǔn)確且具有可參考性。

下面將基于圖1對(duì)應(yīng)的沖擊接地電阻的測(cè)量方法的實(shí)施例中的相關(guān)描述對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種沖擊接地電阻的測(cè)量裝置進(jìn)行介紹。以下實(shí)施例中與上述實(shí)施例相關(guān)的技術(shù)術(shù)語、概念等的說明可以參照上述的實(shí)施例，這里不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種沖擊接地電阻的測(cè)量裝置，如圖5所示，該裝置包括：信號(hào)發(fā)生器21和處理器22，其中：

信號(hào)發(fā)生器21，用于向接地體注入等幅電流輸入信號(hào)，該等幅電流輸入信號(hào)的頻率從雷電流所含的基波頻率掃頻至雷電流所含的最高頻率。

處理器22，用于在不同頻率下支持測(cè)量接地體的電壓響應(yīng)序列和輸出電流響應(yīng)序列。

處理器22，還用于對(duì)輸出的電流響應(yīng)序列進(jìn)行修正得到恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列，并根據(jù)輸出的電流響應(yīng)序列和恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列進(jìn)行，修正得到第一電壓響應(yīng)序列。

處理器，還用于根據(jù)恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和第一電壓響應(yīng)序列以及雷電流波形頻譜展開序列確定接地體的沖擊接地電阻。

示例性的，上述的處理器包括但不限于單片機(jī)。

示例性的，上述的處理器22在對(duì)輸出的電流響應(yīng)序列進(jìn)行修正得到恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列，并根據(jù)輸出的電流響應(yīng)序列和恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列進(jìn)行修正，得到第一電壓響應(yīng)序列時(shí)，具體用于：

將測(cè)量的電壓響應(yīng)序列帶入第一電壓修正公式中，得到第一電壓響應(yīng)序列。

將輸出的電流響應(yīng)序列帶入第一電流修正公式中，得到恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列。

示例性的，上述的第一電壓修正公式為：

cn(k)＝u(k)*i(1)/i(k)，(公式三)

示例性的，上述的第一電流修正公式為：

an(k)＝i(1)，(公式四)

其中：上述的公式三和四中的k＝1～n，上述的u(k)為測(cè)量的電壓響應(yīng)序列中的第k次諧波信號(hào)數(shù)據(jù)，上述的i(k)為輸出的電流響應(yīng)序列中的第k次諧波信號(hào)數(shù)據(jù)，上述的i(1)為輸出的電流響應(yīng)序列中的電流基波數(shù)據(jù)，上述的cn(k)為第一電壓響應(yīng)序列，上述的an(k)為恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列。

可選的，上述的處理器22還用于：

根據(jù)電壓通道修正系數(shù)對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列進(jìn)行修正，并根據(jù)電流通道修正系數(shù)對(duì)輸出的電流響應(yīng)序列進(jìn)行修正，得到修正后的第二電壓響應(yīng)序列和第二電流響應(yīng)序列。

示例性的，上述的處理器22在根據(jù)電壓通道修正系數(shù)對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列進(jìn)行二次修正，并根據(jù)電流通道修正系數(shù)對(duì)輸出的電流響應(yīng)序列進(jìn)行修正，得到修正后的第二電壓響應(yīng)序列和第二電流響應(yīng)序列時(shí)，具體用于：

將電壓通道修正系數(shù)帶入第二電壓修正公式中，得到第二電壓響應(yīng)序列，并將電流通道修正系數(shù)帶入第二電流修正公式中，得到第二電流響應(yīng)序列。

示例性的，上述的第二電壓修正公式為：

u(k)’＝kx_u(k)*u(k)，(公式五)，

其中，上述的u(k)’為第二電壓響應(yīng)序列，上述的kx_u(k)為電壓通道修正系數(shù)，上述的u(k)為測(cè)量的電壓響應(yīng)序列。

示例性的，上述的第二電流修正公式為：

i(k)’＝kx_i(k)*i(k)，(公式六)

其中，上述的i(k)’為第二電流響應(yīng)序列，上述的kx_i(k)為電流通道修正系數(shù)，上述的i(k)為輸出的電流響應(yīng)序列。

示例性的，上述的電流通道修正系數(shù)：kx_i(k)＝i(1)/i(k)，上述的電壓通道修正系數(shù)為：kx_u(k)＝u(1)/u(k)，其中：k＝1～n,u(1)和i(1)對(duì)應(yīng)測(cè)量和輸出的基波數(shù)據(jù)，u(k)和i(k)對(duì)應(yīng)測(cè)量和輸出的第k次諧波數(shù)據(jù)。上述的電流通道修正系數(shù)和電壓通道修正系數(shù)是在處理器(例如：?jiǎn)纹瑱C(jī))控制下，控制繼電器切合，投入校正單元替換外部被測(cè)信號(hào)輸出輸入端回路，對(duì)響應(yīng)幅值進(jìn)行校正，修正儀器的電壓輸入通道和電流測(cè)量通道的頻率響應(yīng)不平整度；即修正對(duì)應(yīng)頻率的電流通道修正系數(shù)kx_i(k)、電壓通道修正kx_u(k)。該kx_i(k)、kx_u(k)被保存在處理器的非易失存儲(chǔ)器中，在測(cè)試處理過程中調(diào)用。

示例性的，上述的處理器22在根據(jù)恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和第一電壓響應(yīng)序列以及雷電流波形頻譜展開序列確定接地體的沖擊接地電阻時(shí)，具體用于：

對(duì)恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列以及雷電流波形頻譜展開序列做傅里葉反變換計(jì)算得到時(shí)域電流波形，并對(duì)第一電壓響應(yīng)序列以及雷電流波形頻譜展開序列做傅里葉反變換計(jì)算得到時(shí)域電壓波形。

示例性的，上述的處理器22可以通過以下的公式七和公式八來計(jì)算得到時(shí)域電壓波形和時(shí)域電流波形。具體的公式七和公式八分別如下所示：

其中，上述的公式七中的an[k]為恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列，i(t)為時(shí)域電流波形；上述的公式八中的cn[k]為第一電壓響應(yīng)序列，u(t)為時(shí)域電壓波形；公式七和公式八中的bn[k]為雷電流波形頻譜展開序列，e^jkφ為傅里葉變換因子，其中：ω為雷電流波形做頻域解析時(shí)的基波角頻率。

確定時(shí)域電流波形中的最大電壓值以及所述時(shí)域電壓波形中的最大電壓值。

示例性的，時(shí)域電壓波形u(t)和電流波形i(t)在數(shù)學(xué)上只是按順序排列的數(shù)據(jù)點(diǎn)，可以通過逐點(diǎn)比較的方法找到u(t)和i(t)波形中的最大值umax和imax。

根據(jù)最大電壓值和所述最大電流值確定接地體的沖擊接地電阻。

示例性的，根據(jù)沖擊接地電阻的定義，通過r＝umax/imax得到?jīng)_擊接地電阻值。該結(jié)果在數(shù)學(xué)上與沖擊電流實(shí)測(cè)法完全等價(jià)，而且不受回路阻抗因頻率改變對(duì)電流波形分析的影響。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本方案通過向接地體注入等幅電流輸入信號(hào)，該等幅電流輸入信號(hào)的頻率從雷電流所含的基波頻率掃頻至雷電流所含的最高頻率，使得測(cè)量的過程處于頻域坐標(biāo)下，然后在頻域坐標(biāo)中對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列和輸出的電流響應(yīng)序列進(jìn)行修正，得到恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和第一電壓響應(yīng)序列，然后用該恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列和第一電壓響應(yīng)序列確定接地體的沖擊接地電阻，由于本方案中對(duì)測(cè)量的電壓響應(yīng)序列和電流響應(yīng)序列依據(jù)恒流方案的原理進(jìn)行了修正，使得修正后的恒定幅值的第一電流響應(yīng)序列能夠滿足規(guī)定電流波形的要求，從而使得最終所確定出的沖擊接地電阻的阻值較為準(zhǔn)確且具有可參考性。

下面將給出本發(fā)明實(shí)施例的硬件電路的實(shí)施例，這里的處理器以單片機(jī)為例進(jìn)行說明。

如圖6所示，可以得知：信號(hào)發(fā)生器301在單片機(jī)302的控制下，發(fā)出測(cè)量流程所指定頻率序列的正弦信號(hào)，使儀器或裝置的整個(gè)測(cè)量過程處于頻域坐標(biāo)中，由單片機(jī)302根據(jù)電流和電壓通道的測(cè)量值大小，調(diào)整高頻信號(hào)輸出功率放大器303的放大倍數(shù)，控制高頻信號(hào)功率放大器303的輸出電壓幅值。

示例性的，上述的單片機(jī)可以選用atm32芯片，該atm32芯片中除了足夠的程序空間外，還提供了一定的隨機(jī)存儲(chǔ)器空間用于采樣數(shù)據(jù)計(jì)算的臨時(shí)存放和修正系數(shù)的存放空間。上述的信號(hào)發(fā)生器可以采用數(shù)字頻率合成技術(shù)(簡(jiǎn)稱：dds)器件；可以采用型號(hào)為x9313的數(shù)字電位器控制功率放大器的輸出電壓幅值。

根據(jù)操作人員的輸入命令單片機(jī)302控制繼電器304，將自校標(biāo)準(zhǔn)單元305或外部的被測(cè)信號(hào)輸出輸入端306連接進(jìn)儀器或裝置的測(cè)量回路，使儀器或裝置處于自?；蛘y(cè)量狀態(tài)。

示例性的，上述的繼電器可以采用4刀2擲的5v電壓工作的繼電器，常閉觸點(diǎn)接于外部的被測(cè)信號(hào)輸出輸入端，常開觸點(diǎn)接于自校標(biāo)準(zhǔn)單元。根據(jù)被測(cè)對(duì)象的范圍，上述的自校標(biāo)準(zhǔn)單元選用0.2％精度的100歐標(biāo)準(zhǔn)電阻。

本發(fā)明實(shí)施例中的沖擊接地電阻的測(cè)量裝置中的輸出電壓信號(hào)是相對(duì)裝置機(jī)內(nèi)地的，與該裝置相對(duì)外界大地的實(shí)際電位所在無關(guān)，具體的可以參考圖3中所示的內(nèi)容。

電流測(cè)量回路307將從流過被測(cè)信號(hào)輸出輸入端306的所有電流收集到一個(gè)接在機(jī)內(nèi)地的取樣電阻上，該取樣電阻上的電壓正比于輸出的電流，經(jīng)適當(dāng)放大后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器308。電壓測(cè)量回路采用抗共模信號(hào)的電壓輸入電路309，其輸入端口從被測(cè)的外界接地電阻上取樣。電壓信號(hào)經(jīng)過50hz濾波器電路310，對(duì)可能存在的現(xiàn)場(chǎng)工頻干擾信號(hào)做10倍的抑制，最后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器308，與電流信號(hào)同時(shí)進(jìn)行測(cè)量。

示例性的，上述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器308選用雙通道可同時(shí)測(cè)量的帶采樣保持器的高速度高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器，要求其信號(hào)通過頻率可達(dá)2mhz，采樣速度大于100khz的芯片。利用混疊效應(yīng)原理，對(duì)頻率300khz以下的重復(fù)信號(hào)波形進(jìn)行采集。

優(yōu)選的，上述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以采用的型號(hào)為ad7656，精度為16bits，采樣頻率最高為250khz,帶有采樣保持器，信號(hào)通過頻率為2mhz；輸入通道分別接于電流、電壓和電池測(cè)量通道。可以在單片機(jī)的支持下，做2mhz以內(nèi)信號(hào)的混疊采樣測(cè)量。

上述的裝置還外接有液晶顯示屏311，該液晶顯示屏311除了顯示波形和數(shù)據(jù)外，所帶的觸摸功能將支持簡(jiǎn)單的人機(jī)對(duì)話操作選擇。

上述的裝置在測(cè)量過程結(jié)束后，進(jìn)行計(jì)算時(shí)，通過供電管理電路312將與測(cè)量有關(guān)部分電路所需要的工作電源切除，降低電池消耗。在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)保持顯示供電，在一段時(shí)間不操作時(shí)，將通過自動(dòng)關(guān)機(jī)電路313將整個(gè)裝置的電源關(guān)閉，保護(hù)電池。

可選的，上述的裝置還包括工作電源和專用充電電路314，該工作電源為采用2節(jié)3.7v的鋰電池，其工作模式為各自獨(dú)立充電、串聯(lián)放電。每個(gè)電池配有專屬的充電管理電路，保證充電可靠。

可選的，上述的裝置還設(shè)置有電池電壓測(cè)量電路315，在開機(jī)和測(cè)量過程中檢查電池電壓，在電壓低于電池規(guī)定的低限值時(shí)，給出提示后關(guān)機(jī)。

通過以上的實(shí)施方式的描述，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說明，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過程，在此不再贅述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊或單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：u盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。