一種便攜式接地電阻測試儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及接地電阻測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于輸電線路桿塔的便攜式接地電阻測試。
【背景技術(shù)】
[0002]接地電阻測試儀是摒棄了傳統(tǒng)的人工手搖發(fā)電工作方式，采用先進(jìn)的大規(guī)模集成電路，應(yīng)用DC/AC變換技術(shù)將三端鈕、四端鈕測量方式合并為一種機(jī)型的新型數(shù)字接地電阻測試儀。適用于電力、郵電、鐵路、通信、礦山等部門測量各種裝置的接地電阻以及測量低電阻的導(dǎo)體電阻值。
[0003]目前比較常用的兩種接地電阻測試儀包括:ZC_8型接地電阻測試儀和鉗形接地電阻測試儀。
[0004]ZC-8型接地電阻測試儀在進(jìn)行測試時(shí)打開引下線與桿塔的連接，將搖表連接到其中一根接地引下線上，然后在距離桿塔20m的位置打一個(gè)電極粧，作為電壓極，在距離桿塔40m的位置打另外一個(gè)電極粧，作為電流極，通過操作搖表測量該接地引下線對(duì)地的接地電阻，最后分別測量各引下線的接地電阻值。
[0005]鉗形接地電阻測試儀采用非接觸式測量方法，測量時(shí)無需布置電流極和電壓極，只要將鉗表夾在線路桿塔接地引下線上，便能測量接地電阻。利用鉗型表進(jìn)行接地電阻測量時(shí)需要桿塔單點(diǎn)接地，在保留桿塔其中一條引下線的前提下打開其他腿，然后將鉗型表鉗住接地的引下線進(jìn)行測量。
[0006]但是，上述兩種接地電阻測試儀結(jié)構(gòu)存在如下不足:
[0007]1) 一般輸電線路桿塔的引下線配置為四條，測量前需將所有的引下線解開，并鋪設(shè)十幾米甚至幾十米的導(dǎo)線連接至輔助地極，工作量大且勞動(dòng)強(qiáng)度高，流程繁瑣。冬季作業(yè)時(shí)由于氣溫太低，導(dǎo)線的線皮變脆，容易折損。另外測量結(jié)果與巡檢人員的技能水平和責(zé)任心有很大關(guān)系，如果作業(yè)時(shí)沒有正確布置電壓極和電流極，結(jié)果往往會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。
[0008]2)解開接地引下線是有一定危險(xiǎn)性的，對(duì)于出現(xiàn)故障的地方，接地引下線流通的瞬間電流可達(dá)到13.7A，當(dāng)解開最后一根接地引下線的一瞬間便會(huì)有電火花產(chǎn)生并伴有燒灼現(xiàn)象。
[0009]3)為了使引下線可靠地連接到桿塔上，部分線路的引下線連接螺栓已經(jīng)進(jìn)行了加固，解開引下線的難度較大。
[0010]4)在山區(qū)進(jìn)行測量時(shí)，由于土壤電阻率高、接地放射延長線長、地形復(fù)雜等，搖表的電極無法按照規(guī)程要求去布置。在城市地區(qū)進(jìn)行測量時(shí)，由于建筑物比較多，地表硬化率高，也會(huì)出現(xiàn)無法按規(guī)程要求布置電極的情況。
[0011]5)使用鉗形表進(jìn)行接地電阻測量時(shí)需要被接地體單點(diǎn)接地，所以當(dāng)桿塔具有多根接地引下線時(shí)，就必須在解開多余的接地引下線。另外，輸電線路地裝置配置方式不同、鉗形表測量頻率不同等都可能會(huì)對(duì)鉗表法的測量結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。
[0012]6)由于現(xiàn)場環(huán)境(溫度，濕度，電磁環(huán)境)不同，會(huì)對(duì)測量結(jié)果會(huì)造成一定的誤差，在測量之前如未進(jìn)行自檢，則會(huì)使得測量結(jié)果誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提出了一種免解線、省時(shí)省力、多功能的接地電阻測試儀，方便進(jìn)行輸電線路桿塔接地電阻的測量。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0015]—種便攜式接地電阻測試儀，包括:分別設(shè)置在桿塔接地引下線上的電壓互感器和電流互感器、第一單片機(jī)模塊、第一信號(hào)發(fā)生模塊、第一幅值調(diào)整模塊、電壓輸出模塊、第一電流采集模塊和交流恒流源模塊；
[0016]所述第一單片機(jī)模塊與第一信號(hào)發(fā)生模塊和第一電流采集模塊分別連接;第一信號(hào)發(fā)生模塊、第一幅值調(diào)整模塊和電壓輸出模塊依次連接;所述電壓輸出模塊與電壓互感器連接，第一電流采集模塊與電流互感器連接；
[0017]所述交流恒流源模塊與電流互感器連接，用于對(duì)電流互感器的輸出電流進(jìn)行校正。
[0018]所述第一單片機(jī)模塊還與觸摸屏、GPS模塊和GPRS模塊中的至少一個(gè)連接。
[0019]所述交流恒流源模塊包括:第二單片機(jī)模塊、第二信號(hào)發(fā)生模塊、第二幅值調(diào)整模塊、第二電流采集模塊和恒流源產(chǎn)生模塊；
[0020]所述第二單片機(jī)模塊與第二信號(hào)發(fā)生模塊、第二幅值調(diào)整模塊和第二電流采集模塊分別連接，所述第二幅值調(diào)整模塊與恒流源產(chǎn)生模塊連接，所述恒流源產(chǎn)生模塊連接負(fù)載后與第二電流采集模塊連接；
[0021]所述第二單片機(jī)模塊還與第二電源模塊、按鍵、顯示裝置和串口裝置分別連接。
[0022]所述第一單片機(jī)模塊、第一信號(hào)發(fā)生模塊、第一幅值調(diào)整模塊、電壓輸出模塊和第一電流采集模塊均通過第一電源模塊供電；
[0023]所述第二單片機(jī)模塊、第二信號(hào)發(fā)生模塊、第二幅值調(diào)整模塊、第二電流采集模塊和恒流源產(chǎn)生模塊均通過第二電源模塊供電。
[0024]所述第一信號(hào)發(fā)生模塊包括:正弦第一信號(hào)發(fā)生模塊以及與其連接的運(yùn)算放大器;所述第一信號(hào)發(fā)生模塊與第一單片機(jī)模塊通過SPI通信方式進(jìn)行通信。
[0025]所述第一幅值調(diào)整模塊為反向比例放大電路。
[0026]所述電壓輸出模塊包括:功率放大器U12B，所述功率放大器U12B的正極輸入端連接第一幅值調(diào)整模塊的輸出端，功率放大器U12B的負(fù)極輸入端連接電阻R86后接地，功率放大器U12B的輸出端連接分別連接三極管Q19和三極管Q20;在所述三極管Q19和三極管Q20的基極與集電極之間分別連接電阻R80和電阻R79;所述三極管Q19和三極管Q20的發(fā)射極之間串聯(lián)連接電阻R77和電阻R78 ；電阻R83的一端與功率放大器U12B的負(fù)極輸入端連接，另一端連接在電阻R77和電阻R78之間。
[0027]所述第一電流采集模塊包括:依次連接的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路、電壓跟隨器、帶通濾波電路和交/直流轉(zhuǎn)換電路。
[0028]所述交/直流轉(zhuǎn)換電路包括:
[0029]電容C64和電阻R147串聯(lián)連接后接入運(yùn)算放大器U31的負(fù)極輸入端，運(yùn)算放大器U31的正極輸入端接地，運(yùn)算放大器U31的輸出端分別連接三極管Q33的發(fā)射極和三極管Q34的集電極，三極管Q33的發(fā)射極還與三極管Q34的基極，三極管Q33的集電極和基極連接后接至運(yùn)算放大器U31的負(fù)極輸入端;三級(jí)管Q34的基極與集電極連接；
[0030]電阻R149的一端連接運(yùn)算放大器U31的負(fù)極輸入端，另一端連接三級(jí)管Q34的發(fā)射極;三級(jí)管Q34的發(fā)射極串聯(lián)電阻R153后連接至運(yùn)算放大器U32的負(fù)極輸入端，運(yùn)算放大器U32的正極輸入端接地；
[0031]電阻R151的一端連接在電容C64和電阻R147之間，另一端串聯(lián)電阻R155后接至運(yùn)算放大器U32的輸出端；電解電容E46的正極端連接運(yùn)算放大器U32的輸出端，另一端連接運(yùn)算放大器U32的負(fù)極輸入端。
[0032]所述單片機(jī)控制第一信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生正弦波，通過第一幅值調(diào)整模塊調(diào)整出不同幅值的正弦信號(hào)傳遞給電壓輸出模塊，通過電壓輸出模塊驅(qū)動(dòng)電壓互感器，使信號(hào)施加到桿塔的接地引下線上，引下線在感應(yīng)電動(dòng)勢的影響下產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流互感器采集該感應(yīng)電流，通過第一電流采集模塊輸送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)接收到的電流采集信號(hào)計(jì)算接地電阻測量結(jié)果。
[0033]本發(fā)明的有益效果是:
[0034]本發(fā)明通過利用互感器和信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了具有多根引下線的桿塔接地電阻的免解線測量，解決了傳統(tǒng)的測量方法中勞動(dòng)強(qiáng)度大、過程復(fù)雜的問題。
[0035]通過加入GPS定位模塊和GPRS通信模塊實(shí)現(xiàn)了測量信息和位置信息的上傳，使管理人員及時(shí)有效地獲取到電阻儀的實(shí)時(shí)測量信息;為解決桿塔的漏檢和錯(cuò)檢問題提供了一種有效的方式，同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)多線路多桿塔歷史數(shù)據(jù)的科學(xué)管理。
[0036]通過交流恒流源模塊對(duì)電流互感器進(jìn)行校正，避免外部環(huán)境對(duì)測量結(jié)果的影響，減小測量誤差。
【附圖說明】
[0037]圖1是本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)框圖；
[0038]圖2是本發(fā)明第一信號(hào)發(fā)生模塊電路圖；
[0039]圖3是本發(fā)明第一幅值調(diào)整模塊電路；
[0040]圖4是本發(fā)明電壓輸出模塊電路圖；
[0041]圖5是本發(fā)明第一電流采集模塊中的交直流轉(zhuǎn)換電路圖；
[0042]圖6是本發(fā)