CN213398688U - 多功能测试仪及测试*** - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种多功能测试仪及测试***，属于电气测量领域。多功能测试仪包括激励源、运算处理模块和连接模块，连接模块包括多个接线端口，激励源的输出端与连接模块的接线端口连接，激励源的控制端与运算处理模块连接，运算处理模块包括前置放大单元、电流电压转换单元、程控放大单元、模数转换单元和处理单元；处理单元包括激励源控制子单元和接地参数计算子单元，激励源控制子单元与激励源的控制端连接，接地参数计算子单元与激励源控制子单元连接，模数转换单元的输出端与接地参数计算子单元连接。该多功能测试仪可以用于测量接地电阻、土壤电阻率、导通电阻、工频地电压和工频电流等接地参数，而无需再采用其它测试仪。

Description

多功能测试仪及测试***

技术领域

本公开涉及电气测量技术领域，特别涉及一种多功能测试仪及测试***。

背景技术

变电站、发电站等高压电力***为了人员安全和正常工作，通常需要将某些电力设备与大地相连。由于大地内含有水分等电解质，因此能够导电。在电力设备的接地级***大地中时，就会以接地点为球心，形成接地场。流入接地极的电流就会由接地场流入大地。当接地装置接地不良并遭遇雷击时，会产生瞬间大电流从而在接地装置上形成高电压，而形成的高电压会损坏设备，甚至造成人员电击，因此需定期检测接地情况。

目前，常通过检测对接地电阻和导通电阻等接地参数来确定电力设备的接地情况，在检测上述接地参数时可以采用专门的测试仪器进行连线检测。

实用新型内容

本公开实施例提供了一种多功能测试仪及测试***，可以通过一个仪器测量接地电阻、土壤电阻率、导通电阻、工频地电压和工频电流等接地参数，而无需再采用其它测试仪。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种多功能测试仪，所述多功能测试仪包括激励源、运算处理模块和连接模块，所述连接模块包括多个接线端口，所述激励源的输出端与所述连接模块的所述接线端口连接，所述激励源的控制端与所述运算处理模块连接，所述运算处理模块包括前置放大单元、电流电压转换单元、程控放大单元、模数转换单元和处理单元；

所述前置放大单元的输入端和所述电流电压转换单元的输入端分别与所述连接模块的两个所述接线端口连接，所述前置放大单元的输出端和所述电流电压转换单元的输出端均与所述程控放大单元的输入端连接，所述程控放大单元的输出端与所述模数转换单元的输入端连接，所述模数转换单元的输出端与所述处理单元连接；

所述处理单元包括激励源控制子单元和接地参数计算子单元，所述激励源控制子单元与所述激励源的控制端连接，所述接地参数计算子单元与所述激励源控制子单元连接，所述模数转换单元的输出端与所述接地参数计算子单元连接。

可选地，所述激励源包括程控直流电流源、程控交流电流源和程控交流电压源；

所述多个接线端口至少包括C接线端口和CT1接线端口，所述C接线端口可选择性地与所述程控直流电流源和所述程控交流电流源中的一个连接，所述CT1接线端口与所述程控交流电压源连接。

可选地，所述多个接线端口还包括P接线端口、CT2接线端口、Ec接线端口和Ep接线端口，所述P接线端口与所述前置放大单元连接，所述CT2接线端口与所述电流电压转换单元连接，所述Ec接线端口和所述Ep接线端口接地。

可选地，所述多功能测试仪还包括测试导线，所述测试导线包括多根第一测试导线和多根第二测试导线；

所述C接线端口、所述P接线端口、所述Ec接线端口和Ep接线端口分别与一根所述第一测试导线的一端连接，每根所述第一测试导线的另一端均设有探针夹；

所述CT1接线端口和所述CT2接线端口分别与一根所述第二测试导线的一端连接，每根所述第二测试导线的另一端均设有钳子。

可选地，所述运算处理模块还包括滤波器单元，所述滤波器单元的输入端可选择性地与所述前置放大单元和所述电流电压转换单元中的一个连接，所述滤波器单元的输出端与所述程控放大单元的输入端连接。

可选地，所述多功能测试仪还包括第一模式选择开关和第二模式选择开关，所述第一模式选择开关的控制端和所述第二模式选择开关的控制端均与所述激励源控制子单元连接，所述第一模式选择开关和所述第二模式选择开关均为具有三个触点的单刀双掷开关；

所述第一模式选择开关的第一触点与所述程控直流电流源的输出端连接，所述第一模式选择开关的第二触点与所述程控交流电流源的输出端连接，所述第一模式选择开关的第三触点与所述C接线端口连接；

所述第二模式选择开关的第一触点与所述前置放大单元的输出端连接，所述第二模式选择开关的第二触点与所述电流电压转换单元的输出端连接，所述第二模式选择开关的第三触点与所述滤波器单元的输入端连接。

可选地，所述多功能测试仪包括壳体、嵌在所述壳体上的显示面板和功能按键；

所述处理单元还包括接地参数存储子单元，所述接地参数存储子单元与所述接地参数计算子单元连接，所述显示面板与所述接地参数存储子单元和所述接地参数计算子单元连接，所述功能按键与所述接地参数存储子单元和所述接地参数计算子单元连接；

所述激励源和所述运算处理模块均位于所述壳体内，所述连接模块中的所述多个接线端口均设置在所述壳体表面。

可选地，所述多功能测试仪还包括设置在所述壳体表面的模式选择旋钮，所述模式选择旋钮与所述激励源控制子单元和所述接地参数计算子单元连接，所述模式选择旋钮具有多个档位，所述多个档位包括导通电阻测量模式档位、三极法接地电阻测量模式档位、单钳接地电阻测量模式档位、双钳接地电阻测量模式档位、土壤电阻率测量模式档位、工频地电压模式档位和工频电流模式档位中的至少一个。

可选地，所述多功能测试仪还包括设置在所述壳体表面的测试按键，所述测试按键与所述激励源控制子单元和所述接地参数计算子单元连接，所述测试按键具有“ON”和“OFF”两档。

第二方面，提供了一种多功能测试***，所述多功能测试***包括如第一方面所述的多功能测试仪和探针。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过设置一种多功能测试仪，在具体使用时，该多功能测试仪中的激励源可以产生激励信号从接线端口中输出。而运算处理模块中的激励源控制子单元可以控制激励源产生测量所需的激励信号。同时，运算处理模块中的前置放大单元和电流电压转换单元可以通过接线端口获取计算各接地参数所需的电压或电流，并将获取到的电压或电流信号进行放大或电流电压转换处理，处理后的电压信号再经过程控放大单元和模数转换单元再次进行放大和模数转换，得到处理单元所需的数字信号。接着处理模块中的接地参数计算子单元可以根据该数字信号计算接地电阻、土壤电阻率、导通电阻、工频地电压和工频电流等接地参数，功能全面。通过一个仪器测量接地电阻、土壤电阻率、导通电阻、工频地电压和工频电流等接地参数，而无需再采用其它测试仪器，大大提高了测试仪的实用性，从而可以满足测试人员的不同测试需求。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种多功能测试仪的***示意图；

图2是本公开实施例提供的一种多功能测试仪的外部结构示意图；

图3是本公开实施例提供的一种多功能测试仪采用三极法测量接地电阻的测量原理图；

图4是本公开实施例提供的一种多功测试仪采用单钳法测量接地电阻的测量原理图；

图5是本公开实施例提供的一种多功能测试仪采用双钳法测量接地电阻的测量原理图；

图6是本公开实施例提供的一种多功能测试仪测量土壤电阻率的测量原理图；

图7是本公开实施例提供的一种多功能测试仪测量导通电阻的原理图；

图8是本公开实施例提供的一种多功能测试仪测量工频地电压的测量原理图；

图9是本公开实施例提供的一种多功能测试仪测量工频电流的测量原理图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

由于目前市场上的各种测试仪功能通常比较单一，一种测试仪只能测量一种参数。在实际测试环境中，又会出现各种意料之外的情况，有时需要测工频地电压或接地电流。这时候又需要额外的电压表、电流表来辅助测试，耗费人力物力。且当需要测量接地电阻、土壤电阻率、导通电阻、工频地电压和工频电流时，在每次测量完一个参数后，需要将测量仪器的连线进行拆除，然后再更换其它测量仪器，并将连线连到下个测量点继续测量，检测效率低。

图1是本公开实施例提供的一种多功能测试仪的***示意图，如图1所示，该多功能测试仪包括激励源10、运算处理模块20和连接模块30。连接模块30包括多个接线端口，激励源10的输出端与连接模块30的接线端口连接，激励源10的控制端与运算处理模块20连接。运算处理模块20包括前置放大单元21、电流电压转换单元22、程控放大单元23、模数转换单元24和处理单元25。

前置放大单元21的输入端和电流电压转换单元22的输入端分别与连接模块30的两个接线端口连接，前置放大单元21的输出端和电流电压转换单元22的输出端均与程控放大单元23的输入端连接。程控放大单元23的输出端与模数转换单元24的输入端连接，模数转换单元24的输出端与处理单元25连接。

处理单元25包括激励源控制子单元251和接地参数计算子单元252。激励源控制子单元251与激励源10的控制端连接。接地参数计算子单元252与激励源控制子单元251连接，模数转换单元24的输出端与接地参数计算子单元252连接。

本公开实施例通过设置一种多功能测试仪，在具体使用时，该多功能测试仪中的激励源可以产生激励信号从接线端口中输出。而运算处理模块中的激励源控制子单元可以控制激励源产生测量所需的激励信号。同时，运算处理模块中的前置放大单元和电流电压转换单元可以通过接线端口获取计算各接地参数所需的电压或电流，并将获取到的电压或电流信号进行放大或电流电压转换处理，处理后的电压信号再经过程控放大单元和模数转换单元再次进行放大和模数转换，得到处理单元所需的数字信号。接着处理模块中的接地参数计算子单元可以根据该数字信号计算接地电阻、土壤电阻率、导通电阻、工频地电压和工频电流等接地参数，功能全面。通过一个仪器测量接地电阻、土壤电阻率、导通电阻、工频地电压和工频电流等接地参数，而无需再采用其它测试仪器，大大提高了测试仪的实用性，从而可以满足测试人员的不同测试需求。

可选地，运算处理模块20还包括滤波器单元26。滤波器单元26的输入端可选择性地与前置放大单元21和电流电压转换单元22中的一个连接，滤波器单元26的输出端与程控放大单元23的输入端连接。

示例性地，滤波器单元26为滤波器，通过设置滤波器可以过滤干扰信号，保证测量参数地准确性。

可选地，激励源10包括程控直流电流源11、程控交流电流源12和程控交流电压源13。则激励源10可以产生测量所需的直流电流信号、交流电流信号和交流电压信号。

多个接线端口至少包括C接线端口和CT1接线端口，C接线端口可选择性地与程控直流电流源11和程控交流电流源12中的一个连接，CT1接线端口与程控交流电压源13连接。

激励源控制子单元251可以控制程控直流电流源11从C接线端口输出设定大小的直流电流、控制程控交流电流源12从C接线端口输出设定大小的交流电流，或者控制程控交流电压13从CT1接线端口输出设定大小的交流电压。

示例性地，程控直流电流源11可以输出10mA、50mA和200mA的直流电流。程控交流电流源12可以输出1mA、5mA和10mA的交流电流。程控交流电压源13可以输出20V的交流电压。

在本实施例中，程控直流电流源11、程控交流电流源12和程控交流电压源13均由运算放大器和三极管组成，激励源控制子单元251通过控制各激励源中运算放大器的放大倍数即可控制各激励源输出设定大小的电流或电压。

可选地，多功能测试仪还包括第一模式选择开关S1和第二模式选择开关S2，第一模式选择开关S1的控制端和第二模式选择开关S2的控制端均与激励源控制子单元251连接。第一模式选择开关S1和第二模式选择开关S2均为具有三个触点的单刀双掷开关。

第一模式选择开关S1的第一触点与程控直流电流源11的输出端连接，第一模式选择开关S1的第二触点与程控交流电流源12的输出端连接，第一模式选择开关S1的第三触点与C接线端口连接。

第二模式选择开关S2的第一触点与前置放大单元21的输出端连接，第二模式选择开关S2的第二触点与电流电压转换单元22的输出端连接，第二模式选择开关S2的第三触点与滤波器单元26的输入端连接。

在具体使用时，激励源控制子单元251还可以控制第一模式选择开关S1和第二模式选择开关S2中各个触点之间连接，以分别输出测量所需的直流电流、交流电流或交流电压。

当控制第一模式选择开关S1的第一触点和第三触电连接时，激励源10输出直流电流至C接线端口。当控制第一模式选择开关S1的第二触点和第三触电连接时，激励源10输出交流电流至C接线端口。

当控制第二模式选择开关S2的第一触点和第三触电连接时，由P接线端口检测到的信号经过前置放大单元21输出到滤波器单元26。当控制第二模式选择开关S2的第二触点和第三触电连接时，由CT2接线端口检测到的电流信号经过电流电压转换单元22转换成电压信号后输出到滤波器单元26。

可选地，多个接线端口还包括P接线端口、CT2接线端口、Ec接线端口和Ep接线端口，P接线端口与前置放大单元21连接，CT2接线端口与电流电压转换单元22连接，Ec接线端口和Ep接线端口接地。

则测量人员通过设置上述接线端口采用导线连接至不同的测量位置，即可实现采用单钳法、双钳法和三级法测量接地电阻，从而可以根据不同的测量环境选取不同的测量方法测量接地电阻。

示例性地，前置放大单元21将P接线端口采集到的信号进行放大发送至程控放大单元23，电流电压转换单元22将CT2接线端口采集到的电流信号转换成电压信号发送至程控放大单元23，程控放大单元23将接收到的信号的电压放大至模数转换模块24输入要求的电压，并发送至模数转换模块24，模数转换模块24将接收到的模拟信号转换成数字信号发送至处理单元25。

图2是本公开实施例提供的一种多功能测试仪的外部结构示意图，如图2所示，多功能测试仪还包括测试导线40，测试导线40包括多根第一测试导线41和多根第二测试导线42。

C接线端口、P接线端口、Ec接线端口和Ep接线端口分别与一根第一测试导线41的一端连接，每根第一测试导线41的另一端均设有探针夹41a，以便于与探针连接。

CT1接线端口和CT2接线端口分别与一根第二测试导线42的一端连接，每根第二测试导线42的另一端均设有钳子42a，以便于钳接在接地导线上。

可选地，多功能测试仪包括壳体50、嵌在壳体50上的显示面板51和功能按键54。

处理单元25还包括接地参数存储子单元253。接地参数存储子单元253与接地参数计算子单元252连接，显示面板51接地参数存储子单元253和接地参数计算子单元252连接，功能按键54与接地参数存储子单元253和接地参数计算子单元252连接。

激励源10和运算处理模块20均位于壳体50内，连接模块30中的多个接线端口均设置在壳体50表面。

壳体50可以起到保护作用，显示面板51可以用于显示计算出的各个接地参数。通过采用功能按键54，可以用于指示接地参数计算子单元252向接地参数存储子单元253中存储各个接地参数，并读取参数存储子单元253中存储的各个接地参数，显示在显示面板51上。

示例性地，显示面板51为LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)面板。

可选地，多功能测试仪还包括设置在壳体50表面的模式选择旋钮52，模式选择旋钮52与激励源控制子单元251和接地参数计算子单元252连接，模式选择旋钮52具有多个档位。

多个档位包括导通电阻测量模式档位M1、三极法接地电阻测量模式档位M2、单钳接地电阻测量模式档位M3、双钳接地电阻测量模式档位M4、土壤电阻率测量模式档位M5、工频地电压模式档位M6和工频电流模式档位M7中的至少一个。

在具体使用时，通过转动模式选择旋钮52选择不同的档位，即可测量不同的接地参数。其中，在导通电阻测量模式档位M1时可以测量导通电阻，在三极法接地电阻测量模式档位M2、单钳接地电阻测量模式档位M3和双钳接地电阻测量模式档位M4时可以测量接地电阻。

在土壤电阻率测量模式档位M5时可以测量土壤电阻率，在工频地电压模式档位M6时可以测量工频地电压，在工频电流模式档位M7时可以测量工频电流。

当模式选择旋钮52旋转至某一档位时，激励源控制子单元251基于该档位产生的触发信号，控制激励源10输出在该档位模式下所需的设定大小的电流或电压。且激励源控制子单元251还可以基于该档位产生的触发信号控制第一模式选择开关S1的各个触点之间的连接，从而使激励源10输出在该档位模式下所需的直流电流、交流电流或交流电压，同时控制第二模式选择开关S2的各个触点之间的连接，从而使前置放大单元21或电流电压转换单元22与滤波器单元26连接。然后，接地参数计算子单元252可以根据激励源10输出的电流或电压大小以及各接线端口检测到的信号，计算出在该档位模式下的接地参数大小。

例如，当模式选择旋钮52旋转至导通电阻测量模式档位M1时，激励源控制子单元251基于该档位产生的触发信号控制第一模式选择开关S1的第一触点和第三触点连接，使得激励源10为程控直流电流源11，输出直流电流。同时，激励源控制子单元251基于该档位产生的触发信号控制第二模式选择开关S2的第一触点和第三触点连接，使得前置放大单元21与滤波器单元26连接。详细过程可参见下文具体测量过程的相关描述。

可选地，多功能测试仪还包括设置在壳体50表面的测试按键53。测试按键53与激励源控制子单元251和接地参数计算子单元252连接，测试按键53具有“ON”和“OFF”两档。

当测试按键53为“ON”档时，测试开始。测试按键53为“OFF”档时，停止测试。

示例性地，以下简单说明下采用本公开实施例提供的一种多功能测试仪测量各个接地参数时的具体测量过程：

一、测量接地电阻

接地电阻通过输出交流或者直流电流，施加于被测设备的壳体与其安全接地端之间，并且测量电流流过被测设备所产生的压降，然后通过电压与电流比计算出接地导通电阻值。

其中，接地电阻的测试方法通常有三极法、单钳法、双钳法等。三极法测试结果准确，但是需要打辅助探针。单钳法是三极法的延伸，在同时有多个接地极的地网***中，可以通过单钳法定性的分析每一个接地级的接地状态。双钳法可以在不断开接地极的情况下测量接地电阻，也适用于多点接地的场合，缺点是精度低。

图3是本公开实施例提供的一种多功能测试仪采用三极法测量接地电阻的测量原理图，如图3所示，此时模式选择旋钮52旋转至三极法接地电阻测量模式档位M2，上述多功能接地电阻测试仪处于三极法接地电阻测量模式。通过激励源控制子单元251控制第一模式选择开关S1切换激励源10为程控交流电流源12。并通过激励源控制子单元251控制程控交流电流源12输出不同大小的交流电流，达到输出不同测试电流信号的目的，从而可以提高测试精度。电流信号通过C接线端口和Ec接线端口输出电流。通过激励源控制子单元251控制第二模式选择开关S2，使前置放大单元21与滤波器单元26连接。通过前置放大单元21、滤波器单元26、程控放大单元23、模数转换单元24即可测得P接线端口和Ep接线端口获得的电压。最后通过接地参数计算子单元252即可计算出接地电阻，即采用获得的电压值除以程控交流电流源输出的电流值。

图4是本公开实施例提供的一种多功测试仪采用单钳法测量接地电阻的测量原理图，如图4所示，此时模式选择旋钮52旋转至单钳接地电阻测量模式档位M3，上述多功能接地电阻测试仪处于单钳接地电阻测量模式。通过激励源控制子单元251控制第一模式选择开关S1切换激励源10为程控交流电流源12。并通过激励源控制子单元251控制程控交流电流源12输出不同大小的交流电流，达到输出不同测试电流信号的目的，从而可以提高测试精度。电流信号通过C接线端口和Ec接线端口输出电流。在被测接地极上产生压降。通过激励源控制子单元251控制第二模式选择开关S2，使前置放大单元21与滤波器单元26连接，通过前置放大单元21、滤波器单元26、程控放大单元23、模数转换单元24即可测得P接线端口和Ep接线端口测得被测接地极上的压降。接着通过激励源控制子单元251控制第二模式选择开关S2，使电流电压转换单元22与滤波器单元26连接。流经被测支路的电流会在CT2接线端口内感应出感应电流，感应电流经过电流电压转换单元22转换成电压信号。通过滤波器单元26过滤工频干扰信号，再由程控放大单元23放大电压信号，接着模数转换单元24将模拟信号转换成数字信号，最终由接地参数计算子单元252将测得P接线端口和Ep接线端口间电压除以测得的支路电流计算出支路接地电阻。

图5是本公开实施例提供的一种多功能测试仪采用双钳法测量接地电阻的测量原理图，如图5所示，此时模式选择旋钮52旋转至双钳接地电阻测量模式档位M4，上述多功能接地电阻测试仪处于双钳接地电阻测量模式。通过激励源控制子单元251控制第一模式选择开关S1切换激励源10为程控交流电压源13。程控交流电压源13可以输出正弦波信号到CT1接线端口。与CT1接线端口连接的第二测试导线42的另一端的钳子钳住被测接地体引下线，钳子的钳口则会在测试回路中产生激励电压，且激励电压大小为激励源输出的电压信号大小除以钳口的匝比(即原边线圈与副边线圈匝数之比)。再由CT2接线端口外接的钳口测试回路产生的激励电流。通过激励源控制子单元251控制第二模式选择开关S2，使电流电压转换单元22与滤波器单元26连接，通过电流电压转换单元22将激励电流转换为电压信号，经过滤波器单元26、程控放大单元23、模数转换单元24输出至接地参数计算子单元252，最终通过接地参数计算子单元252将激励电压除以激励电流算得接地电阻。

二、测量土壤电阻率

图6是本公开实施例提供的一种多功能测试仪测量土壤电阻率的测量原理图，如图6所示，此时模式选择旋钮52旋转至土壤电阻率测量模式档位M5，上述多功能接地电阻测试仪处于土壤电阻率测量模式。在一条直线上等间距a的布置辅助探针M，依次通过测试导线与Ec、Ep、P、C接线端口连接。通过激励源控制子单元251控制第一模式选择开关S1切换激励源10输出程控交流电流源12，通过C接线端口和Ec接线端口输出电流。通过激励源控制子单元251控制第二模式选择开关S2，使前置放大单元21与滤波器单元26连接。通过前置放大单元21、滤波器单元26、程控放大单元23和模数转换单元24测得P接线端口和Ep接线端口获得的电压，并由接地参数计算子单元252计算出视在电阻，即采用获得的电压值除以程控交流电流源输出的电流值。然后根据测计算得到的视在电阻R以及间距a即可通过以下公式计算出土壤电阻率。

ρ＝2πaR

其中，ρ表示土壤电阻率，a表示相邻两个探针之间的间距，R表示视在电阻。

需要说明的是，此处的视在电阻表示在多功能测试仪的显示面板上显示的可视电阻，为一个中间参数，不具有实际含义。

三、测量导通电阻

其中，导通电阻是指建筑物同一楼层或间隔楼层的接地带与安全接地端之间导通电阻。当电气设备内部发生故障电流时，如果电器没有适当地连接到地网时，就存在电击风险。

图7是本公开实施例提供的一种多功能测试仪测量导通电阻的原理图，如图7所示，此时模式选择旋钮52旋转至导通电阻测量模式档位M1，上述多功能接地电阻测试仪处于导通电阻测量模式。将C接线端口和Ec接线端口接于被测接地带与接地端子两端，通过激励源控制子单元251控制第一模式选择开关S1切换激励源10为程控直流电流源11，程控直流电流源11带限流保护功能。电流由C接线端口和Ec接线端口输出。电流流经被测电阻时会产生电压降。通过激励源控制子单元251控制第二模式选择开关S2，使前置放大单元21与滤波器单元26连接。通过P接线端口和Ep接线端口获取到的电压信号输入前置放大单元21和滤波器单元26中，由滤波器单元26滤除工频干扰，再由程控放大单元23将电压信号放大到合适的范围送入到模数转换单元24中，最终由接地参数计算子单元252计算出导通电阻，即采用获得的电压值除以程控交流电流源输出的电流值。

四、测量工频地电压

工频地电压为电气设备发生接地故障时，接地设备的外壳、接地线等与零电位点之间的电位差。

图8是本公开实施例提供的一种多功能测试仪测量工频地电压的测量原理图，如图8所示，此时模式选择旋钮52旋转至工频地电压模式档位M6，上述多功能接地电阻测试仪处于工频地电压模式。需要使用一个辅助探针，将Ep接线端口通过导线接于辅助探针，P接线端口通过导线接于被测接地体。通过激励源控制子单元251控制第二模式选择开关S2，使前置放大单元21与滤波器单元26连接。由前置放大单元21、滤波器单元26、程控放大单元23和模数转换单元24测得被测接地极上的电压，再由接地参数计算子单元252计算并显示工频地电压，即将测得的被测接地极上的电压乘以系数k，即可得到工频地电压。

在本实施例中，系数k可以根据前置放大单元21、滤波器单元26和程控放大单元23的增益倍数确定。

示例性地，系数k为100。

五、测量工频电流

工频电流是指由于设备故障而流入大地的电流，一般可以通过工频电流表测出。

图9是本公开实施例提供的一种多功能测试仪测量工频电流的测量原理图，如图9所示，此时模式选择旋钮52旋转至工频电流模式档位M7，上述多功能接地电阻测试仪处于工频电流模式。由CT2接线端口外接第二测试导线，采用钳子将被测试接地线钳入钳口中，接地电流将会在CT2接线端口电流中产生感应电流，电流大小为接地电流除以感应钳口变比。通过激励源控制子单元251控制第二模式选择开关S2，使电流电压转换单元22与滤波器单元26连接。通过电流电压转换单元22将激励电流转换为电压信号，经过滤波器单元26、程控放大单元23、模数转换单元24即可测得感应电流。此测量方式同样适用于工作电流的测量。

本公开实施例还提供了一种多功能测试***，该多功能测试***包括如上述实施例所述的多功能测试仪和探针。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能测试仪，其特征在于，所述多功能测试仪包括激励源(10)、运算处理模块(20)和连接模块(30)，所述连接模块(30)包括多个接线端口，所述激励源(10)的输出端与所述连接模块(30)的所述接线端口连接，所述激励源(10)的控制端与所述运算处理模块(20)连接，所述运算处理模块(20)包括前置放大单元(21)、电流电压转换单元(22)、程控放大单元(23)、模数转换单元(24)和处理单元(25)；

所述前置放大单元(21)的输入端和所述电流电压转换单元(22)的输入端分别与所述连接模块(30)的两个所述接线端口连接，所述前置放大单元(21)的输出端和所述电流电压转换单元(22)的输出端均与所述程控放大单元(23)的输入端连接，所述程控放大单元(23)的输出端与所述模数转换单元(24)的输入端连接，所述模数转换单元(24)的输出端与所述处理单元(25)连接；

所述处理单元(25)包括激励源控制子单元(251)和接地参数计算子单元(252)，所述激励源控制子单元(251)与所述激励源(10)的控制端连接，所述接地参数计算子单元(252)与所述激励源控制子单元(251)连接，所述模数转换单元(24)的输出端与所述接地参数计算子单元(252)连接。

2.根据权利要求1所述的多功能测试仪，其特征在于，所述激励源(10)包括程控直流电流源(11)、程控交流电流源(12)和程控交流电压源(13)；

所述多个接线端口至少包括C接线端口和CT1接线端口，所述C接线端口可选择性地与所述程控直流电流源(11)和所述程控交流电流源(12)中的一个连接，所述CT1接线端口与所述程控交流电压源(13)连接。

3.根据权利要求2所述的多功能测试仪，其特征在于，所述多个接线端口还包括P接线端口、CT2接线端口、Ec接线端口和Ep接线端口，所述P接线端口与所述前置放大单元(21)连接，所述CT2接线端口与所述电流电压转换单元(22)连接，所述Ec接线端口和所述Ep接线端口接地。

4.根据权利要求3所述的多功能测试仪，其特征在于，所述多功能测试仪还包括测试导线(40)，所述测试导线(40)包括多根第一测试导线(41)和多根第二测试导线(42)；

所述C接线端口、所述P接线端口、所述Ec接线端口和所述Ep接线端口分别与一根所述第一测试导线(41)的一端连接，每根所述第一测试导线(41)的另一端均设有探针夹(41a)；

所述CT1接线端口和所述CT2接线端口分别与一根所述第二测试导线(42)的一端连接，每根所述第二测试导线(42)的另一端均设有钳子(42a)。

5.根据权利要求2所述的多功能测试仪，其特征在于，所述运算处理模块(20)还包括滤波器单元(26)，所述滤波器单元(26)的输入端可选择性地与所述前置放大单元(21)和所述电流电压转换单元(22)中的一个连接，所述滤波器单元(26)的输出端与所述程控放大单元(23)的输入端连接。

6.根据权利要求5所述的多功能测试仪，其特征在于，所述多功能测试仪还包括第一模式选择开关(S1)和第二模式选择开关(S2)，所述第一模式选择开关(S1)的控制端和所述第二模式选择开关(S2)的控制端均与所述激励源控制子单元(251)连接，所述第一模式选择开关(S1)和所述第二模式选择开关(S2)均为具有三个触点的单刀双掷开关；

所述第一模式选择开关(S1)的第一触点与所述程控直流电流源(11)的输出端连接，所述第一模式选择开关(S1)的第二触点与所述程控交流电流源(12)的输出端连接，所述第一模式选择开关(S1)的第三触点与所述C接线端口连接；

所述第二模式选择开关(S2)的第一触点与所述前置放大单元(21)的输出端连接，所述第二模式选择开关(S2)的第二触点与所述电流电压转换单元(22)的输出端连接，所述第二模式选择开关(S2)的第三触点与所述滤波器单元(26)的输入端连接。

7.根据权利要求6所述的多功能测试仪，其特征在于，所述多功能测试仪包括壳体(50)、嵌在所述壳体(50)上的显示面板(51)和功能按键(54)；

所述处理单元(25)还包括接地参数存储子单元(253)，所述接地参数存储子单元(253)与所述接地参数计算子单元(252)连接，所述显示面板(51)与所述接地参数存储子单元(253)和所述接地参数计算子单元(252)连接，所述功能按键(54)与所述接地参数存储子单元(253)和所述接地参数计算子单元(252)连接；

所述激励源(10)和所述运算处理模块(20)均位于所述壳体(50)内，所述连接模块(30)中的所述多个接线端口均设置在所述壳体(50)表面。

8.根据权利要求7所述的多功能测试仪，其特征在于，所述多功能测试仪还包括设置在所述壳体(50)表面的模式选择旋钮(52)，所述模式选择旋钮(52)与所述激励源控制子单元(251)和所述接地参数计算子单元(252)连接，所述模式选择旋钮(52)具有多个档位，所述多个档位包括导通电阻测量模式档位(M1)、三极法接地电阻测量模式档位(M2)、单钳接地电阻测量模式档位(M3)、双钳接地电阻测量模式档位(M4)、土壤电阻率测量模式档位(M5)、工频地电压模式档位(M6)和工频电流模式档位(M7)中的至少一个。

9.根据权利要求7所述的多功能测试仪，其特征在于，所述多功能测试仪还包括设置在所述壳体(50)表面的测试按键(53)，所述测试按键(53)与所述激励源控制子单元(251)和所述接地参数计算子单元(252)连接，所述测试按键(53)具有“ON”和“OFF”两档。

10.一种多功能测试***，其特征在于，所述多功能测试***包括如权利要求1～9任一项所述的多功能测试仪和探针。

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