一种基于电压激励的电力线铁塔接地电阻在线测试仪制造技术

本发明专利技术公开了一种基于电压激励的电力线铁塔接地电阻在线测试仪，接地电阻测试仪，接地电阻测试仪包括带夹头激励部件、无夹头激励部件、电流发送电极、电压取样电极和信号处理电路板，电力线铁塔的一根接地引下线上安装一套带夹头激励部件，其余接地引下线上各安装一套无夹头激励部件。本发明专利技术在线测量功能使电力线铁塔接地电阻的数据可以通过物联网的方式直接上传、实现网络监控，有效替代电力铁塔的人工巡检方式，极大地提高检测的效率，另外，关键参数都是通过接触测量得到，保证了测试的精度，大大降低了生产上的难度及成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电压激励的电力线铁塔接地电阻在线测试仪
本专利技术涉及电力线铁塔的接地电阻测试技术，特别涉及一种基于电压激励的电力线铁塔接地电阻在线测试仪。
技术介绍
众所周知，为保证高压输电线路安全稳定运行,减少雷击带来的危害,高压输电铁塔都铺设有接地网络。为提高接地效果，除单个铁塔自身的接地网络外，还通过架空线将各铁塔依次连通，接地电流通过单个铁塔自身地网流入大地，也通过架空线经邻近铁搭的地网流入大地。显然，每个铁塔的接地电阻都需要控制在一定范围内。当前所采用的铁塔接地电阻测量方式主要有两种，一种是将铁塔的接地引下线断开，采用机械摇表式或电子式地阻仪通过三线法测量，另一种是近年出现的钳形表测量，利用现有三线法测量的问题在于必须断开接地引下线，导致必须人工参与，使检测效率低下，每个铁塔每年只能检测有限的几次，钳形表的测量假定了其它铁塔的并联电阻极小，这一假设并不符合实际情况，同时，其测量方式在铁塔有双接地引下线甚至多接地引下线时，由于引下线自身的影响，无法进行测量。采用物联网来监测各个铁塔的地网阻值，可以替代以往那种人工巡检的工作方式，极大地提高检测效率、频度和灵活性，是一种现实的需求，但必须首先解决人工参与的问题，而不断开接地引下线就是最重要的前提。为解决不断开接地引下线就能测量铁塔接地电阻，已有专利提出了在三线法的基础上通过增加检流线圈测量各引下线的电流的方法，原理上讲是可行的，但这种测量方法要求检流线圈在测量电流时需要很高的精度，因此在实施上相对来说比较复杂。同时，传统地阻仪无法在不断开引下线条件下准确测试电力铁塔接地电阻的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于电压激励的电力线铁塔接地电阻在线测试仪。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术一种基于电压激励的电力线铁塔接地电阻在线测试仪，包括接地电阻测试仪，所述接地电阻测试仪包括带夹头激励部件、无夹头激励部件、电流发送电极、电压取样电极和信号处理电路板，所述带夹头激励部件自上而下包含上取样夹头、激励线圈和下取样夹头，且安装在电力线铁塔的一根接地引下线上，所述激励线圈与接地引下线非接触，所述上取样夹头和下取样夹头均与接地引下线紧固连接，所述无夹头激励部件则只包含一个激励线圈，且安装在电力线铁塔另外的接地引下线上，与接地引下线非接触，对双接地引下线的情况，仅需一个无夹头激励部件，对多接地引下线的情况，则除安装有带夹头激励部件的那根接地引下线外，其余每一根接地引下线均需安装一个无夹头激励部件，所述电流发送电极和电压取样电极按照传统三线法接地测试标准确定距离然后插入地中一定深度，单个正弦波频率下的测试分为两个阶段，在第一阶段，被测铁塔、其它铁塔及塔间连接线构成一个电气回路，回路模型中包含了两个电阻，一个为被测铁塔的接地电阻Rg，另一个为由除被测铁塔外的其它铁塔及架空线构成的等效电阻Rt，此阶段电流发送电极断开不起作用，所述带夹头激励部件中的激励线圈和无夹头激励部件中的激励线圈在回路中激发出电动势，此时，将上取样夹头与信号处理板的地相连通，所述下取样夹头所取出的电压信号即为线圈激发出的电动势，而电压取样电极所取出的电压则为被测铁塔接地电阻上的压降，这两路信号送入信号处理板进行处理，可以得到回路模型中两个电阻Rg、Rt的比值，第二阶段，所述激励线圈和上取样夹头均断开不起作用，所述电流发送电极、电压取样电极、下取样夹头连通，电阻Rg、Rt在此阶段构成并联，所测得的电阻为两个电阻Rg、Rt的并联值Ra，此后，利用两个阶段的串并联关系，就可以解算出被测铁塔的一个接地电阻值Rg，为了提高抗干扰的能力，采用多个随机频率重复上述测试过程，得到一系列的接地电阻值，通过统计处理，给出一个最优的检测结果，作为被测铁塔接地电阻的测量输出值。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述带夹头激励部件和无夹头激励部件中的激励线圈，均由铁芯及外面缠绕的多圈漆包线共同构成，所述带夹头激励部件和无夹头激励部件在结构上均是由两个独立且相同的半圆柱部件构成。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述带夹头激励部件和无夹头激励部件中的激励线圈，参数也要求尽可能相同，各个激励线圈采用同一个驱动源驱动。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述激励线圈的驱动电压信号为正弦波信号，该信号由信号处理电路板提供，能够在回路中激发出正弦波的电动势。作为本专利技术的一种优选技术方案，带通滤波器通带内随机设置信号频率，多个不同频率正弦波信号下同样流程的处理得到一个电阻值序列，再进行统计处理。本专利技术的工作原理为：电力线铁塔由于架空线的存在，使得在被测铁塔接地引下线不断开时，等效为一个含有两个电阻的电路回路，一个电阻即被测铁塔的接地电阻Rg，另一个为除被测铁塔外其余铁塔及架空线共同作用产生的一个等效电阻Rt，采用激励线圈在该回路中激发出电动势，再选择合适的电压测量点，可以测得这两个电阻Rt、Rg的比值ρ，在仅接通电流发送电极、下取样夹头和电压取样电极时，下取样夹头接一个取样电阻Rs到信号处理电路板的公共地，电流发送电极发送电流，电压取样电极上的电压和取样电阻上的电压的比值，代表的是Rt||Rg+Rs与Rs的比值；在获得两个电阻的比值和两个电阻的并联电阻值后，可以解算得到被测铁塔的接地网络电阻值Rg；通过多个随机频率条件下的测试，可以得到一系列的阻值计算结果，对这些结果采用统计处理算法，给出一个优化的估值，这样做可以提高抗干扰能力；每一个频率下的测试过程都分为两个阶段，第一个阶段，信号处理器控制继电器，使激励线圈、上取样夹头、下取样夹头、电压取样电极接通，其余接线断开，此时下取样夹头与信号处理电路板公共地之间无取样电阻Rs，上取样夹头与信号处理电路板的地相连通，用正弦波驱动激励线圈，从下取样夹头和电压取样电极处分别取电压信号vd、vp1，经过带通滤波和A/D转换送入信号处理器中，处理得到两个电阻的比值ρ＝Rt/Rg＝(vd-vp1)/vp1，第二个阶段，信号处理器控制继电器，使电流发送电极、电压取样电极和下取样夹头接通，其余接线断开，此时下取样夹头接有一个取样电阻Rs到信号处理电路板的公共地，正弦波经信号电流发送电极发出，从电压取样电极和取样电阻Rs上拾取电压信号vp2、vs，经过第一阶段同样的带通滤波器和A/D换电路送入信号处理器，计算得到两个电阻并联的阻值转Ra＝Rt||Rg＝Rs·(vp2/vs-1)；基于串并联关系，得到被测铁塔的接地电阻Rg＝Ra×(1+1/ρ)；铁塔的其中一根引下线安装一个带夹头激励部件，其余的引下线各安装一个无夹头激励部件，这些激励部件中的激励线圈，采用同一驱动源驱动，且各个激励线圈的参数尽可能一致，因此可以确保下取样夹头处的电位与引下线连接接地网络的连接点处电位的差异可以忽略不计，而上取样夹头处的电位与铁塔的电位差异可以忽略不计。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术在线测量功能使电力线铁塔接地电阻的数据可以通过物联网的方式直接上传、实现网络监控，有效替代电力铁塔的人工巡检方式，极大地提高检测的效率、频度和灵活度，使电力线铁塔的接地电阻监测更加便利可靠。2.本专利技术通过测量电压比来确定电阻比值及电阻并联的阻值，关键参数都是通过接触测量得到，保证了测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电压激励的电力线铁塔接地电阻在线测试仪，包括接地电阻测试仪(1)，其特征在于，所述接地电阻测试仪(1)包括带夹头激励部件(2)、无夹头激励部件(3)、电流发送电极(4)、电压取样电极(5)和信号处理电路板(6)，所述带夹头激励部件(2)自上而下包含上取样夹头(7)、激励线圈(8)和下取样夹头(9)，且安装在电力线铁塔的一根接地引下线上，所述激励线圈(8)与接地引下线非接触，所述上取样夹头(7)和下取样夹头(9)均与接地引下线紧固连接，所述无夹头激励部件(3)则只包含一个激励线圈(8)，且安装在电力线铁塔另外的接地引下线上，与接地引下线非接触，对双接地引下线的情况，仅需一个无夹头激励部件(3)，对多接地引下线的情况，则除安装有带夹头激励部件(2)的那根接地引下线外，其余每一根接地引下线均需安装一个无夹头激励部件(3)，所述电流发送电极(4)和电压取样电极(5)按照传统三线法接地测试标准确定距离然后插入地中一定深度，单个正弦波频率下的测试分为两个阶段，在第一阶段，被测铁塔、其它铁塔及塔间连接线构成一个电气回路，回路模型中包含了两个电阻，一个为被测铁塔的接地电阻Rg，另一个为由除被测铁塔外的其它铁塔及架空线构成的等效电阻Rt，此阶段电流发送电极(4)断开不起作用，所述带夹头激励部件(2)中的激励线圈(8)和无夹头激励部件(3)中的激励线圈(8)在回路中激发出电动势，此时，将上取样夹头(7)与信号处理板(6)的地相连通，所述下取样夹头(9)所取出的电压信号即为线圈激发出的电动势，而电压取样电极(5)所取出的电压则为被测铁塔接地电阻上的压降，这两路信号送入信号处理板(6)进行处理，可以得到回路模型中两个电阻Rg、Rt的比值，第二阶段，所述激励线圈(8)和上取样夹头(7)均断开不起作用，所述电流发送电极(4)、电压取样电极(5)、下取样夹头(9)连通，电阻Rg、Rt在此阶段构成并联，所测得的电阻为两个电阻Rg、Rt的并联值Ra，此后，利用两个阶段的串并联关系，就可以解算出被测铁塔的一个接地电阻值Rg，为了提高抗干扰的能力，采用多个随机频率重复上述测试过程，得到一系列的接地电阻值，通过统计处理，给出一个最优的检测结果，作为被测铁塔接地电阻的测量输出值。...

【技术特征摘要】
1.一种基于电压激励的电力线铁塔接地电阻在线测试仪，包括接地电阻测试仪(1)，其特征在于，所述接地电阻测试仪(1)包括带夹头激励部件(2)、无夹头激励部件(3)、电流发送电极(4)、电压取样电极(5)和信号处理电路板(6)，所述带夹头激励部件(2)自上而下包含上取样夹头(7)、激励线圈(8)和下取样夹头(9)，且安装在电力线铁塔的一根接地引下线上，所述激励线圈(8)与接地引下线非接触，所述上取样夹头(7)和下取样夹头(9)均与接地引下线紧固连接，所述无夹头激励部件(3)则只包含一个激励线圈(8)，且安装在电力线铁塔另外的接地引下线上，与接地引下线非接触，对双接地引下线的情况，仅需一个无夹头激励部件(3)，对多接地引下线的情况，则除安装有带夹头激励部件(2)的那根接地引下线外，其余每一根接地引下线均需安装一个无夹头激励部件(3)，所述电流发送电极(4)和电压取样电极(5)按照传统三线法接地测试标准确定距离然后插入地中一定深度，单个正弦波频率下的测试分为两个阶段，在第一阶段，被测铁塔、其它铁塔及塔间连接线构成一个电气回路，回路模型中包含了两个电阻，一个为被测铁塔的接地电阻Rg，另一个为由除被测铁塔外的其它铁塔及架空线构成的等效电阻Rt，此阶段电流发送电极(4)断开不起作用，所述带夹头激励部件(2)中的激励线圈(8)和无夹头激励部件(3)中的激励线圈(8)在回路中激发出电动势，此时，将上取样夹头(7)与信号处理板(6)的地相连通，所述下取样夹头(9)所取出的电压信号即为线圈激发出的电动势，而电压取样电极(5)所取出的电压则为被测铁塔接地电阻上的压降，这两路信号送入信号处...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭仁军，张靖，郑军，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51