一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型實施例提供的接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，與現(xiàn)有技術相比，利用電流采樣信號和電壓采樣信號的主頻率計算待測接地裝置沖擊接地電阻，具有建模簡單，計算方便和精確度高的優(yōu)點；另外，還提供500V、750V等的多個輸出電壓檔位輸出以及30/80us和10/350us等的多波形沖擊電流輸出，具有體積小、移動方便、安全性高并適用于野外開展對待測接地裝置沖擊接地電阻的測試工作。
【專利說明】
—種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及電力系統(tǒng)測量領域，特別是涉及一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，由于我國電力系統(tǒng)容量的不斷擴大，大幅值的入地雷電流已經(jīng)嚴重威脅到電力系統(tǒng)運行人員和電氣設備的安全。為了保證電力系統(tǒng)的安全可靠運行，電力運行及設計部門更加注重接地技術。雷電輸電線路引起的輸電線路事故越來越多，究其原因，是輸電線路桿塔接地裝置沖擊接地電阻和大地網(wǎng)接地電阻過大。因此，有效降低桿塔接地裝置沖擊接地電阻以及大地網(wǎng)接地電阻，是降低輸電線路雷擊故障的一種非常有效的途徑。而作為降低桿塔接地裝置和大地網(wǎng)接地電阻的前提和基礎，有效準確地檢測接地裝置沖擊接地電阻，引起了電力行業(yè)的普遍關注。
[0003]目前接地裝置沖擊接地電阻主要通過以下兩種途徑獲得，但是在實際應用中都存在一定的問題。1、在理論分析的基礎上建立沖擊接地電阻的數(shù)學物理模型，但是此種方法建模困難并且求解繁瑣。2、通過模擬實驗法測量接地裝置沖擊接地電阻，但是現(xiàn)有沖擊設備較笨重，不適合在野外測量。
[0004]因此，有必要對接地裝置沖擊接地電阻的測量進行進一步研究，以彌補現(xiàn)有獲取接地裝置沖擊接地電阻方法存在的缺陷，從而為實現(xiàn)降低輸電線路桿塔接地裝置沖擊接地電阻和大地網(wǎng)接地電阻奠定基礎，保證電力系統(tǒng)的安全可靠運行。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型實施例中提供了一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，以解決現(xiàn)有技術中在獲取接地裝置沖擊接地電阻時存在的建模復雜、計算繁瑣和精確度差；以及現(xiàn)有接地裝置沖擊接地電阻測量裝置體積龐大，移動不便，不適合在野外應用的問題。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型實施例公開了如下技術方案:
[0007]本實用新型實施例公開的一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，包括沖擊電流發(fā)生器、信號采集模塊、主控制器和輸出設備，其中，該沖擊電流發(fā)生器的輸出端電連接至該待測接地裝置，該信號采集模塊的輸入端與該待測接地裝置電連接;該信號采集模塊的輸出端電連接至該主控制器的輸入端，該主控制器的輸出端電連接至該輸出設備。
[0008]優(yōu)選的，該沖擊電流發(fā)生器提供500￥、750￥、1000￥、1250￥、1500￥、1750￥和200(^的電壓輸出。
[0009]優(yōu)選的，該沖擊電流發(fā)生器還提供4/10us、8/20us、30/80us和10/350us的多波形沖擊電流輸出。
[0010]優(yōu)選的，該沖擊電流發(fā)生器還設置有外接電容接口。
[0011]優(yōu)選的，該包括與該待測接地裝置和該沖擊電流發(fā)生器的輸出端電連接的電流輸出通道，以及分別與該待測接地裝置和該信號采集模塊的預處理電路電連接的第一電壓輸入通道、第二電壓輸入通道、電流輸入通道、第一電流線圈輸入通道和第二電流線圈輸入通道，其中，該第一電流線圈輸入通道與對應的該第二電壓輸入通道為復用通道，該第二電流線圈輸入通道與該電流輸入通道為復用通道。
[0012]優(yōu)選的，該信號采集模塊的預處理電路及采樣電路均為PCB電路等長布線。
[0013]優(yōu)選的，該輸出設備為液晶顯示屏或串口打印機，且該主控制器設置有USB接口。
[0014]優(yōu)選的，該主控制器提供有線網(wǎng)絡通訊和無線網(wǎng)絡通訊。
[0015]由以上技術方案可見，本實用新型實施例提供的接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，與現(xiàn)有技術相比，利用電流采樣信號和電壓采樣信號的主頻率計算待測接地裝置沖擊接地電阻，具有建模簡單，計算方便和精確度高的優(yōu)點；另外，還提供500V、750V等的多個輸出電壓檔位輸出以及30/80US和10/350US等的多波形沖擊電流輸出，具有體積小、移動方便、安全性高并適用于野外開展對待測接地裝置沖擊接地電阻的測試工作。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實用新型實施例提供的一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置的原理示意圖；
[0018]圖2為本實用新型實施例提供的一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置的功能框架圖；
[0019]圖3a為本實用新型實施例提供的一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置的一種實驗接線圖；
[0020]圖3b為本實用新型實施例提供的一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置的另一種實驗接線圖；
[0021]圖3c為本實用新型實施例提供的一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置的又一種實驗接線圖；
[0022]符號表示為:
[0023]Rl-分流電阻，R2-第一分壓電阻，R3-第二分壓電阻。
【具體實施方式】
[0024]為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型中的技術方案，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本實用新型保護的范圍。
[0025]參見圖1，為本實用新型實施例提供的一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置的原理示意圖。也可參見圖2，為本實用新型實施例提供的一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置的功能框架圖。
[0026]本實用新型實施例公開的接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，包括沖擊電流發(fā)生器、信號采集模塊、主控制器和輸出設備，其中，該沖擊電流發(fā)生器的輸出端電連接至該待測接地裝置，信號采集模塊的輸入端與該待測接地裝置電連接，該信號采集模塊的輸出端電連接至該主控制器的輸入端，該主控制器的輸出端電連接至輸出設備。此外，有電源系統(tǒng)為該接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置中的所有用電設備進行供電，具體不做贅述。
[0027]沖擊電流發(fā)生器，可以人工模擬雷閃電流，為待測接地裝置提供沖擊電流，為本領域技術人員所熟知。作為一種優(yōu)選方案，本實用新型實施例公開的沖擊電流發(fā)生器，提供充電所需的多個檔位電壓輸出，如500￥、750￥、1000￥、1250￥、1500￥、1750￥和2000￥的電壓輸出。區(qū)別于現(xiàn)有的沖擊電流發(fā)生器提供的輸出電壓，該沖擊電流發(fā)生器提供的輸出電壓在電壓區(qū)間長度保持不變的前提下，區(qū)間上、下限電壓閾值降低，使該沖擊電流發(fā)生器的體積相比現(xiàn)有技術中的沖擊電流發(fā)生器顯著減小，因此使本實用新型實施例公開的接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置整體更具靈活性，不僅適合室內(nèi)應用，更適應野外作業(yè)。
[0028]進一步的，該沖擊電流發(fā)生器還提供多波形沖擊電流輸出，如4/10us、8/20us、30/80us和10/350US的波形沖擊電流輸出，相比于現(xiàn)有技術，本實用新型實施例提供的沖擊電流發(fā)生器具有更大的適用范圍，并能大大降低沖擊電流對計算待測接地裝置沖擊接地電阻造成的誤差。
[0029]進一步的，該沖擊電流發(fā)生器除了內(nèi)部設置1uf/2500V的高壓電容作為沖擊電流源外，還設置有外接電容接口。在使用時，該沖擊電流發(fā)生器可以根據(jù)實際需要，通過該外接電容接口外擴一個高壓電容，起到調(diào)整波形的作用。
[0030]信號采集模塊主要包括預處理電路及采集電路。
[0031]預處理電路主要實現(xiàn)對待測接地裝置產(chǎn)生的電流信號和響應電壓信號進行衰減、共模、濾波及A/D轉(zhuǎn)換處理，其中，衰減電路包括分流器和分壓器，如圖1中的分流電阻Rl與分壓電阻R2和R3所示。當然，對該電流信號和響應電壓信號的預處理操作，還可以包括本實用新型實施例未給出的其它符合本實用新型要求的其它操作，并不以此為限。此外，為了使電路之間無直接的電的連接，可以在電路中設置隔離模塊，如在A/D轉(zhuǎn)換器和存儲器之間設置隔離片。常見電信號的預處理操作為電學領域的常規(guī)操作，為本領域技術人員所熟知，在此不再贅述。
[0032]采樣電路主要利用FPGA芯片實現(xiàn)對信號的采樣。FPGA芯片為多功能、低功耗的現(xiàn)場可編程門陣列，負責控制數(shù)據(jù)的高速采集及存儲，當接收到比較邏輯器件提供的觸發(fā)信號后，會發(fā)出高速采樣的啟動命令，并控制通過總線輸出的采樣數(shù)據(jù)的存儲。利用FPGA芯片構造采樣電路，以完成對所需電信號的采樣，為本領域技術人員所熟知，在此不再贅述。
[0033]進一步的，為了使所有信號都能夠滿足時序要求，并盡可能地減少所有信號在PCB上傳輸延遲的差異，作為一種優(yōu)選方案，該信號采集模塊的預處理電路及采樣電路均為PCB等長布線。
[0034]參見圖3a，為本實用新型實施例提供的一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置的一種實驗接線圖；參見圖3b，為本實用新型實施例提供的一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置的另一種實驗接線圖；參見圖3c，為本實用新型實施例提供的一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置的又一種實驗接線圖。
[0035]作為一種優(yōu)選方案，該信號采集模塊分別包括與該待測接地裝置和該沖擊電流發(fā)生器的輸出端電連接的電流輸出通道，以及分別與該待測接地裝置和該信號采集模塊的預處理電路電連接的第一電壓輸入通道、第二電壓輸入通道、電流輸入通道、第一電流線圈輸入通道和第二電流線圈輸入通道，其中，第一電流線圈輸入通道與第二電壓輸入通道設置為復用通道，第二電流線圈輸入通道與電流輸入通道設置為復用通道，以進一步提高通道利用率。
[0036]本實用新型實施例公開的接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置提供有電流輸出接口、電壓輸出接口 1、電壓輸出接口 2、電流輸入接口、電流線圈輸入接口 I和電流線圈輸入接口2，內(nèi)部分別對應設置該電流輸出通道、第一電壓輸入通道、第二電壓輸入通道、電流輸入通道、第一電流線圈輸入通道和第二電流線圈輸入通道。該電流輸出接口，為該沖擊電流發(fā)生器產(chǎn)生的沖擊電流的輸出輸入接口；電流輸入接口用于采集測量回路中的電流信號；電壓輸出接口 I及電壓輸出接口2分別用于測量回路中的電壓信號，通過測量待測接地裝置的兩個方向或同一個方向上兩個不同位置處的電壓值，感應由沖擊電流波動產(chǎn)生的電壓波動，進而提高測試效率;電流線圈輸入接口用于輸入由外部電流線圈采集的電流信號。
[0037]主控制器，如ARM11(嵌入式開發(fā)板)，用于該接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置的總體控制，分別獲取由信號采集模塊提供的電流采樣信號和電壓采樣信號的主頻率，并利用該電流采樣信號和電壓采樣信號的主頻率計算該待測接地裝置的沖擊接地電阻，計算方法如利用公式R = u/i，計算該電流采樣信號和電壓采樣信號的主頻率的商，作為該沖擊接地電阻。該主控制器將該沖擊接地電阻發(fā)送至輸出設備進行顯示。需要說明的是，獲取常見電信號操作，如獲取電流信號或電壓信號的主頻率，為本領域技術人員所熟知，在此不做贅述。
[0038]作為一種優(yōu)選方案，該主控制器內(nèi)置通訊協(xié)議，可提供有線網(wǎng)絡通訊和無線網(wǎng)絡通訊，用于實現(xiàn)與計算機之間傳輸數(shù)據(jù)，便于實時監(jiān)控操作。
[0039]輸出設備接收主控制器計算出的沖擊接地電阻，并進行顯示。該輸出設備可以為液晶顯示屏(IXD)或串口打印機。進一步的，該主控制器還設置有USB接口，用于導出待測接地裝置的沖擊接地電阻或完成對該主控制器內(nèi)置程序的優(yōu)化升級。
[0040]本實用新型實施例公開的接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，通過利用電流采樣信號和電壓采樣信號的主頻率，計算待測接地裝置的沖擊接地電阻，具備建模簡單、計算過程簡便且計算效率高的優(yōu)點；另外，本實用新型實施例公開的接地裝置沖擊接地電阻的測量方法在計算接地裝置沖擊接地電阻時，幾乎不受待測接地裝置中電容及電感的影響，可有效提高對沖擊接地電阻的計算精度;此外，本實用新型實施例公開的接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，還提供500￥、750￥、1000￥、1250￥、1500￥、1750￥和2000￥的多個輸出電壓檔位輸出以及4/10us、8/20uS、30/80uS和10/350US的多波形沖擊電流輸出，具有體積小、移動方便、安全性高并適用于野外開展對待測接地裝置沖擊接地電阻的測試工作。
[0041 ]需要說明的是，在本文中，諸如“第一”和“第二”等之類的關系術語僅僅用來將一個實體與另一個實體區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的設備中還存在另外的相同要素。
[0042]以上所述僅是本實用新型的【具體實施方式】，使本領域技術人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，其特征在于，包括沖擊電流發(fā)生器、信號采集模塊、主控制器和輸出設備，其中， 所述沖擊電流發(fā)生器的輸出端電連接至所述待測接地裝置，所述信號采集模塊的輸入端與所述待測接地裝置電連接； 所述信號采集模塊的輸出端電連接至所述主控制器的輸入端，所述主控制器的輸出端電連接至所述輸出設備。2.根據(jù)權利要求1所述的接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，其特征在于，所述沖擊電流發(fā)生器提供500V、750V、1000V、1250V、1500V、1750V 和 2000V 的電壓輸出。3.根據(jù)權利要求2所述的接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，其特征在于，所述沖擊電流發(fā)生器還提供4/10us、8/20us、30/80us和10/350us的多波形沖擊電流輸出。4.根據(jù)權利要求2所述的接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，其特征在于，所述沖擊電流發(fā)生器還設置有外接電容接口。5.根據(jù)權利要求1所述的接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，其特征在于，所述信號采集模塊包括與所述待測接地裝置和所述沖擊電流發(fā)生器的輸出端電連接的電流輸出通道，以及分別與所述待測接地裝置和所述信號采集模塊的預處理電路電連接的第一電壓輸入通道、第二電壓輸入通道、電流輸入通道、第一電流線圈輸入通道和第二電流線圈輸入通道，其中，所述第一電流線圈輸入通道與對應的所述第二電壓輸入通道為復用通道，所述第二電流線圈輸入通道與所述電流輸入通道為復用通道。6.根據(jù)權利要求1所述的接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，其特征在于，所述信號采集模塊的預處理電路及采樣電路均為PCB電路等長布線。7.根據(jù)權利要求1所述的接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，其特征在于，所述輸出設備為液晶顯示屏或串口打印機，且所述主控制器設置有USB接口。8.根據(jù)權利要求7所述的接地裝置沖擊接地電阻的測量裝置，其特征在于，所述主控制器提供有線網(wǎng)絡通訊和無線網(wǎng)絡通訊。
【文檔編號】G01R27/20GK205562684SQ201620305604
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】馬御棠, 馬儀, 錢國超, 翟兵, 周仿榮, 高竹青, 曹曉斌, 王科, 丁薇
【申請人】云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院