CN105021897A - 一种免拆接地引下线的杆塔接地电阻测量装置及测量方法 - Google Patents
一种免拆接地引下线的杆塔接地电阻测量装置及测量方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种免拆接地引下线的杆塔接地电阻测量装置及测量方法,其结构为,控制单元连接供电模块和测量保护电路,供电模块依次连接逆变变频电源和电流注入点,电流注入点连接电流测量电路和杆塔塔脚;测量保护电路连接电压测量电路和电流测量电路,电流测量电路连接主机发送模块和主机接收模块,主机发送模块和主机接收模块连接电流传感器,电流传感器连接杆塔塔脚。本发明可减小测试现场的布线难度,提高工作效率,给杆塔接地电阻测试工作带来先进的测试手段,可以极大简化以往现场测试需要拆除接地引下线的繁重工作及电缆线整理工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种杆塔接地电阻测量装置,尤其涉及一种不拆除杆塔接地引下线,并减少各塔角接地极连线的一种杆塔接地电阻测量装置及测量方法,通过短距微波无线传输技术获取实时测试电流信号来测试杆塔接地电阻的装置,属于电力应用领域。
背景技术
送电线路杆塔的接地电阻是衡量杆塔接地是否良好的标准,接地电阻值小可以降低反击跳闸率,提高杆塔的抗雷水平,对线路防雷具有重大现实意义。
杆塔一般都有4个脚,为保证杆塔的接地电阻符合输电线路运行规程要求的限值,在塔基每个脚会有放射性接地极构成的接地网或由环形接地极构成的接地网。近年来在周期性测试线路杆塔接地电阻时,由于杆塔基础土壤沉降和焊接质量原因,出现了在拆除接地引下线与塔身连接点时,因受外力作用导致接地引下线与埋设的接地极或环形接地网脱焊、或拆除测试完毕后无法恢复的情况出现,对线路防雷存在较大的安全隐患。采用传统的三极法或钳表法测试接地电阻时除了需要将接地网与杆塔塔身各塔角的连接点打开,遇到放射型接地极构成的接地网测试时还需要将四个放射接地极与塔身断开后再使用导线全部连接后才可以测试,由于四个塔角的间距过大,当遇到跨越河流或峡谷的塔基时,塔角间距最大时可达到上百米,导致接地极的连接线过长,给现场测试人员带来很大的困难,导致测试效率低下。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题,提供了一种免拆接地引下线的杆塔接地电阻测量装置,解决了现有技术中试效率低的问题。
本发明的另一个目的在于提供一种免拆接地引下线的杆塔接地电阻测量装置的测量方法。
本发明的技术方案如下:
控制单元连接供电模块和测量保护电路,供电模块依次连接逆变变频电源和电流注入点,电流注入点连接电流测量电路和杆塔塔脚;测量保护电路连接电压测量电路和电流测量电路,电流测量电路连接主机发送模块和主机接收模块,主机发送模块和主机接收模块连接电流传感器,电流传感器连接杆塔塔脚。
所述的控制单位连接有显示屏、键盘和打印机。
所述的电流传感器包括1号电流传感器、2号电流传感器、3号电流传感器和4号电流传感器。
所述的1号电流传感器、2号电流传感器、3号电流传感器和4号电流传感器分别连接有发送模块和接收模块。
本发明的测量方法包括下述步骤:
按照三极法要求布置电流极和电压极,选择塔身的任意位置为参考点,将1号电流传感器、2号电流传感器、3号电流传感器和4号电流传感器分别缠绕安装在杆塔的4个塔脚接地引下线处,控制单元检测到键盘输入的指令,同时控制供电模块输出到逆变变频电源,经逆变变频电源流入参考点,参考点电流通过大地流向电流注入点,电流注入点与逆变变频电源连接形成回路;同时电压测量电路获取参考点与参考电压直接的电压值,控制单元通过主机发送模块向四个塔脚的电流互感器发送启动信号,为保证测量的实时性,四个接收模块同时接收启动信号并开始采样,3秒后采样结束,电流互感器采样得到的信号间断性向主机接收模块发送采样数据,发送顺序依次是第四秒1号电流互感器发送,第五秒2号电流互感器发送,第六秒3号电流互感器发送,第七秒4号电流互感器发送,相隔一秒的间断性数据发送可以保证相同频段下信号能够准确识别塔角关系,避免多频段同时发送造成信号的干扰;电流测量电路通过柔性电流钳获取流过四个塔脚的电流值,根据欧姆定律R=U/I计算电阻值,计算结果通过控制单元显示到显示屏。
本发明的优点效果如下:
本发明能在不拆解接地引下线的情况下,同时减少接地极连接线,可方便、快速、准确测试具有单根、两根及以上接地引下线的线路杆塔接地电阻值,提高工作效率及降低测试成本。
本发明小电流测量抗干扰能力强,表现在仪器内置DC/AC逆变电源的功率选用、短路保护、输出电源频率的纯净度、数字滤波处理、电流采样电路、人机界面友好、各单元隔离措施。
本发明测量对象具有可选择性,用户可以直接测试单个塔脚阻抗,亦可测量四个塔脚的并联阻抗;既可测量塔基自然接地的接地阻抗,亦可测量塔基人工接地引下线的电阻或者是二者的并联电阻。
本发明可减小测试现场的布线难度,提高工作效率,给杆塔接地电阻测试工作带来先进的测试手段,可以极大简化以往现场测试需要拆除接地引下线的繁重工作及电缆线整理工作。
本发明不用拆/恢复杆塔接地引下线,从而节省时间;节省人力物力,节约测试成本;采样信号无线传输,减少现场线路连接及工作量;采样信号无线传输,且具有实时性和连续性,测试数据精确。
附图说明
图1杆塔接地测试仪原理框图。
图2杆塔接地电阻测试装置接线图。
图1中, 1、控制单元, 2、显示屏, 3、键盘, 4、打印机, 5、供电模块, 6、测量保护电路, 7、电压测量电路, 8、电流测量电路, 9、主机发送模块, 10、主机接收模块, 11、逆变变频电源, 12、电流注入点,13、1号电流传感器,14、2号电流传感器,15、3号电流传感器, 16、4号电流传感器,17、杆塔,18、1号发送模块,19、2号发送模块,20、3号发送模块,21、4号发送模块,22、1号接收模块,23、2号接收模块,24、3号接收模块,25、4号接收模块,A-D、杆塔塔脚。
图2中,26、测量装置,27、电流互感器,28、电流极***点,29、电压极***点。
具体实施方式
为了使本发明型实现的技术手段、使用方法、装置结构方便明了,结合图示,进一步阐述。
如图1-2所示,控制单元1连接显示屏2、键盘3、打印机4、供电模块5和测量保护电路6,供电模块依次连接逆变变频电源11和电流注入点12,电流注入点连接电流测量电路8和杆塔塔脚;测量保护电路6连接电压测量电路7和电流测量电路8,电流测量电路连接主机发送模块9和主机接收模块10,主机发送模块和主机接收模块连接电流传感器,电流传感器连接杆塔塔脚A-D。
所述的电流传感器包括1号电流传感器13、2号电流传感器14、3号电流传感器15和4号电流传感器16;所述的1号电流传感器连接1号发送模块18和1号接收模块22,2号电流传感器连接2号发送模块19和2号接收模块23,3号电流传感器连接3号发送模块20和3号接收模块24,4号电流传感器连接4号发送模块21和4号接收模块25。
多功能免拆线杆塔接地电阻测试装置接线图,按照三极法要求(直线0.618或30°夹角法)布置电流极和电压极,选择塔身的任意位置为参考点,将电流极C2、电压极P2接到参考点G上,电流极C1接电流极,电压极P1接电压极。每根电极长为50cm、直径2cm的钢棒,电流极C1***在距塔角最大对角线距离(d)为3~4d的地中,通过导线与装置的电流极端口C1连接。电压极P1***位置: 30°夹角法-电压极P1***在电流极C1距杆塔距离1倍左右的地中,电流线与电压线成30°以上夹角;通过导线与测量装置的电压极端口P1连接。使用4个高精度柔性电流互感器,分别缠绕安装在杆塔的4个塔脚接地引下线处,测试仪与柔性电流互感器通讯依靠无线发射与接收模块完成。
由控制单元1检测到键盘3输入的指令,同时控制供电模块5输出到逆变变频电源11,经逆变变频电源流入参考点G,参考点G电流通过大地流向电流注入点12,电流注入点与逆变变频电源11连接形成回路。同时电压取样电路获取参考点G与参考电压直接的电压值,控制单元1通过主机发送模块9向四个塔角的电流互感器发送启动信号,为保证测量的实时性,四个接收端同时接收启动信号并开始采样,3秒后采样结束,电流互感器采样得到的信号间断性向主机接收模块发送采样数据,发送顺序依次是第四秒1号电流互感器发送,第五秒2号电流互感器发送,第六秒3号电流互感器发送,第七秒4号电流互感器发送,相隔一秒的间断性数据发送可以保证相同频段下信号能够准确识别塔角关系,避免多频段同时发送造成信号的干扰。电流取样电路通过柔性电流钳获取流过四个塔角的电流值,根据欧姆定律R=U/I计算电阻值。计算结果通过控制单元显示到显示屏。
柔性电流互感器采样得到电压信号,因柔性电流互感器为空心罗氏线圈,采样信号特别微弱,通过放大电路做进一步处理,放大后的电压信号积分得到电流信号,相位校准电路对电流信号做相位调整,校准后的信号经过采样电路和傅里叶变换依靠无线发送模块将数字信号发射出去。
打印机可根据显示屏命令指示选择数据打印。
本装置采用异频电流测试技术实现免拆接地引下线测量杆塔接地电阻。
本装置增加无线发送及接收模块,减少了现场布线,增强了现场实用性,提高了工作效率。
本发明利用异频抗干扰技术,结合传统伏-安法与钳表法测量原理,在杆塔塔身和远端电流极注入异频电流,使用开口式的柔性宽频罗氏线圈缠绕在杆塔接地引下线上测量各塔角接地引下线的异频电流,测量带宽范围为40Hz-5kHz,对于测量到的电压US和电流IS(IA+IB+IC+ID)信号分别同步进行采样,并进行分散傅里叶级数展开及数字滤波,去除工频50Hz及高频干扰信号,由测量装置对电流、电压信号作频谱分析,将其中的基波分量分离出来,采用欧姆定理计算方法得到被测杆塔的接地电阻。所研制的免拆接地线测试线路杆塔接地电阻的仪器可轻松对任何任何形状的线路杆塔接地电阻进行测量,还可以在电塔的接地并行网络中进行选择性测量,将1条或4条电流传感器(罗氏线圈)安置在杆塔接地引下线与塔身连接点以下或杆塔支撑脚周围(包含混凝土自然基础接地极),这样便可准确的测量杆塔的接地电阻。并且接地引线不需要被断开后进行测量,通过短距微波通讯方式将罗氏线圈测量各条接地引下线中的电流发送到测试主机上,有即可效避免并联接地法的影响,同时也减少了接地极连接线。
本发明可充电供电电源模块与逆变变频电源连接,用于给测试提供电源;主机控制测试电源对杆塔及电流极的注入电流幅值及电压极信号采样;柔性电流互感器缠绕在各个塔角的接地引下线,用于检测流过各个塔角的接地引下线的异频电流,通过无线将测试数据发回给测试主机;由主机对塔角各接地引下线的电流和电压极电压进行同步数据处理及转换;显示装置主机其电压输入端与控制单元和通讯单元连接,控制电压、电流信号的同步采样,在主机上包括一个显示器和一个键盘,显示器用于显示测量数据,键盘控制注入测试电流,同步读取采样数据,计算测试结果。
本发明的电流采样信号经过滤波分析,去除电路中的工频成分,进行分散傅里叶级数展开并进行AD转换得到数字信号,处理得到的数字信号以TTL电平的方式通过315kHz的无线信号传输,设备的主机终端配有信号接收模块,该模块接收到的信号直接用作测试结果计算。
Claims (5)
1.一种免拆接地引下线的杆塔接地电阻测量装置,其特征在于控制单元连接供电模块和测量保护电路,供电模块依次连接逆变变频电源和电流注入点,电流注入点连接电流测量电路和杆塔塔脚;测量保护电路连接电压测量电路和电流测量电路,电流测量电路连接主机发送模块和主机接收模块,主机发送模块和主机接收模块连接电流传感器,电流传感器连接杆塔塔脚。
2.根据权利要求1所述的一种免拆接地引下线的杆塔接地电阻测量装置,其特征在于所述的控制单位连接有显示屏、键盘和打印机。
3.根据权利要求1所述的一种免拆接地引下线的杆塔接地电阻测量装置,其特征在于所述的电流传感器包括1号电流传感器、2号电流传感器、3号电流传感器和4号电流传感器。
4.根据权利要求3所述的一种免拆接地引下线的杆塔接地电阻测量装置,其特征在于所述的1号电流传感器、2号电流传感器、3号电流传感器和4号电流传感器分别连接有发送模块和接收模块。
5.根据权利要求1所述的一种免拆接地引下线的杆塔接地电阻测量装置的测量方法,其特征在于包括下述步骤:
按照三极法要求布置电流极和电压极,选择塔身的任意位置为参考点,将1号电流传感器、2号电流传感器、3号电流传感器和4号电流传感器分别缠绕安装在杆塔的4个塔脚接地引下线处,控制单元检测到键盘输入的指令,同时控制供电模块输出到逆变变频电源,经逆变变频电源流入参考点,参考点电流通过大地流向电流注入点,电流注入点与逆变变频电源连接形成回路;同时电压测量电路获取参考点与参考电压直接的电压值,控制单元通过主机发送模块向四个塔脚的电流互感器发送启动信号,为保证测量的实时性,四个接收模块同时接收启动信号并开始采样,3秒后采样结束,电流互感器采样得到的信号间断性向主机接收模块发送采样数据,发送顺序依次是第四秒1号电流互感器发送,第五秒2号电流互感器发送,第六秒3号电流互感器发送,第七秒4号电流互感器发送,相隔一秒的间断性数据发送可以保证相同频段下信号能够准确识别塔角关系,避免多频段同时发送造成信号的干扰;电流测量电路通过柔性电流钳获取流过四个塔脚的电流值,根据欧姆定律 U/I计算电阻值,计算结果通过控制单元显示到显示屏。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151104 |