輸電線路杆塔衝擊接地電阻測量方法及其儀器的製作方法

2023-06-02 14:24:51 1

專利名稱：輸電線路杆塔衝擊接地電阻測量方法及其儀器的製作方法
技術領域：
本發明涉及杆塔衝擊接地電阻測量方法及相關儀器。具體 的說是一種易於攜帶、操作方便、測量準確、抗幹擾強的衝擊 接地電阻測量方法和測量儀器。
背景技術：
在本發明提出之前，本領域對衝擊接地電阻的測量與計算 有以下幾種方法
1. 在理論分析的基礎上對具體接地裝置建立數學物理模 型，通過解偏微分方程或者差分方程，從而計算求出該接地裝 置的衝擊接地電阻。這種方法的缺點是建立數學物理模型困難， 求解複雜繁瑣，而且不同的接地裝置有不同的數學物理模型， 通用性差，結果無法驗證。
2. 進行模擬試驗，主要針對集中接地體，而且其尺寸小， 不能完全模擬真實情況。
3. 利用測量得到的工頻接地電阻乘以衝擊係數，求出衝擊 接地電阻，由於是利用間接手段求出衝擊接地電阻，其結果的 可靠性較差。
4. 根據經驗公式迸行估算，雖然計算簡單方便，但其缺點
是準確性低，只能用於估算。
對應於以上幾種測量與計算方法，目前部分高校和科研院 所設計的衝擊接地電阻測量儀器，產生的衝擊電流幅值大多在
5A以下，信噪比不高，測量精度不高，主要用作試驗研究，尚 不具備工程推廣應用的條件。

發明內容
本發明的目的就是要克服現有技術的不足，提供一種重量 輕、體積小，方便工作人員攜帶至野外進行實地測量，準確性高、抗幹擾能力強的輸電線路杆塔衝擊接地電阻測量方法及其 儀器。
為實現上述目的，本發明所設計的輸電線路杆塔衝擊接地電 阻測量方法，包括如下步驟
通過一個衝擊電流發生器產生一個入射電流注入大地，並
通過數據採集裝置採集杆塔接地體的電壓和電流，再用MCU控
制板對採集到的數據進行處理與線性放大計算，求出接地體在 標準雷電流作用下的電壓響應，得到等效的電壓", 、電流峰值 L，最後根據工程定義公式wa ="w//m ，求出該杆塔衝擊接地 電阻。
進一步地，所述入射電流幅值為80 100A。 為實現上述方法而專門設計的輸電線路杆塔衝擊接地電阻 測量儀，它包括由電流極引線接線頭Hl和H2、接地裝置接 線頭H3和H4、可控矽A、充電板B、倍壓發生器C、電壓採集 板D、電流採集板E、電池F和主控板G組成，其中電流極引 線接線頭Hl與充電板B和倍壓發生器C連接後接到主控板G 上形成充電迴路，可控矽A串聯進該電路控制充放電的斷接， 電壓採集板D連接電壓極引線接線頭H2和接地裝置接線頭H3 後，再接到主控板G上，電流採集板E連接電流極引線接線頭 Hl和接地裝置接線頭H4後，再接到主控板G上，電池F直接 連到主控板G上。
進一步地，所述電池(F)為整個測量系統供電。 本發明與現有技術對比，充分顯示其優越性在於 重量輕、體積小，方便工作人員攜帶至野外進行實地測量， 準確性高、抗幹擾能力強。


圖1為本發明的輸電線路杆塔衝擊接地電阻測量方法的原 理示意圖2為本發明的輸電線路杆塔衝擊接地電阻測量儀的電路集成模塊結構示意圖。
圖中電流極引線接線頭HI 電流極引線接線頭H2 電
流極引線接線頭H3 電流極引線接線頭H4 可控矽A 充電 板B 倍壓發生器C 電壓採集板D 電流採集板E 電池F 主控板G
具體實施例方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細 描述。
如圖1所示，本發明的輸電線路杆塔衝擊接地電阻測量方 法的核心部分包括衝擊電流發生器、高速數據採集板、MCU
控制板和和數據顯示四部分。工作時，通過衝擊電流發生裝置 產生一個測量用的衝擊電流注入大地，由數據採集裝置即時採
集到分壓器、分流器上的電壓、電流分量，並傳送到MCU控制 板，進行數據處理，並進行線性放大計算，求出接地體在標準 雷電流作用下的電壓響應，得到等效的電壓 、電流峰值^， 最後根據工程定義公式，求出該杆塔衝擊接地電阻， 得到目的數據，最後通過顯示裝置將計算結果顯示出來。
測量中，系統MCU控制板收到測量指令後，根據充電電壓 默認值控制衝擊電流發生器的充電迴路對電容器充電。充電完 成後斷開充電迴路，然後觸發放電迴路產生衝擊電流入射接地 裝置；同時測量部分工作，將經過分流器和分壓器以及射隨跟 蹤後的電流電壓波形，得到的取樣結果存於原始數據區。採樣 完成後，MCU控制板對採集到的數據進行平滑濾波，然後與標 準雷電流波形結合進行巻積運算，求出接地體在標準雷電流作 用下的電壓響應，將此響應電壓的最大值找出，除以標準雷電 流最大值，即得杆塔衝擊接地電阻值。得出的衝擊接地電阻值 送LCD顯示。若採樣得到的電流波形數據或電壓波形數據過量 程或太小，不利於得到足夠高的測量精度，則自動調節充電電 壓，以得到最高的電阻測量精度。流最高幅值可達IOOA，最大電壓幅值可達1000V。衝擊電流的
波頭時間為iys。其數據採集裝置為模擬採集器，採樣頻率為
5MHZ。其使用步驟如下
1、 完全斷開被測杆塔塔身與地網的連接；
2、 根據三極法進行接線、布線，此時要保證儀器處於關機狀 態；
3、 開機，自檢後，按"測量"鍵進行測量；
4、 讀取測量值；
5、 自動讀取三次測試數據，顯示平均值。
權利要求
1.一種輸電線路杆塔衝擊接地電阻測量方法，它是通過一個衝擊電流發生器產生一個入射電流注入大地，並通過數據採集裝置採集杆塔接地體的電壓和電流，再用MCU控制板對採集到的數據進行處理與線性放大計算，求出接地體在標準雷電流作用下的電壓響應，得到等效的電壓um、電流峰值im，最後根據工程定義公式Rch＝um/im，求出該杆塔衝擊接地電阻。
2. 根據權利要求1所述的輸電線路杆塔衝擊接地電阻測量 方法，其特徵在於，所述入射電流幅值為80 100A。
3. —種用於實現權利要求1所述方法的輸電線路杆塔衝擊 接地電阻測量儀，其特徵在於，它包括由電流極引線接線頭(H1禾BH2)、接地裝置接線頭(H3和H4)、可控矽(A)、充 電板(B)、倍壓發生器(C)、電壓採集板(D)、電流採集板(E)、 電池(F)和主控板(G)組成，其中電流極引線接線頭(Hl) 與充電板(B)和倍壓發生器(C)連接後接到主控板(G)上 形成充電迴路，可控矽(A)串聯進該電路控制充放電的斷接， 電壓採集板(D)連接電壓極引線接線頭(H2)和接地裝置接線 頭(H3)後，再接到主控板(G)上，電流採集板(E)連接電 流極引線接線頭(Hl)和接地裝置接線頭(H4)後，再接到主 控板(G)上，電池(F)直接連到主控板(G)上。
4. 根據權利要求3所述的輸電線路杆塔衝擊接地電阻測量 儀，其特徵在於，所述電池(F)為整個測量系統供電。
全文摘要
輸電線路杆塔衝擊接地電阻測量方法及其儀器。該方法是通過衝擊電流發生器產生入射電流注入大地，數據採集裝置採集杆塔接地體電壓和電流，再用MCU控制板對採集到的數據進行處理與線性放大，求出接地體在標準雷電流作用下的電壓響應，得到等效電壓um、電流峰值im，最後根據公式Rch＝um/im即得杆塔衝擊接地電阻。該設備包括電流極引線接線頭、接地裝置接線頭、可控矽、充電板、倍壓發生器、電壓採集板、電流採集板、電池和主控板，電流極引線接線頭與充電板和倍壓發生器連接後接到主控板上，可控矽串聯進該電路，電壓採集板與電壓極引線接線頭、接地裝置接線頭和主控板連接，電流採集板與電流極引線接線頭、接地裝置接線頭和主控板連接，電池直接連到主控板上。
文檔編號G01R27/20GK101650389SQ20091006359
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月11日 優先權日2009年8月11日
發明者杜雪松, 冕 範, 袁明仁, 進 譚 申請人:國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司