一种变频电流接地阻抗测试仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种变频电流接地阻抗测试仪，适用于测试各类接地装置的工频接地阻抗以及土壤电阻率。本实用新型专利技术主要由变频主电路、控制系统、系统软件组成，包括一个输入电路、一个整流滤波电路、一个逆变电路(含驱动电路和缓冲电路)、一个输出滤波电路、一个输出控制电路、一个PWM信号产生电路、一个信号采集电路、以及一个输入输出控制电路。本实用新型专利技术采用了新型变频交流电源，通过微机控制和信号处理等措施，很好的解决了测试过程中的抗干扰问题，简化了试验操作过程，提高了测试结果的精度和准确性，大大降低了试验人员的劳动强度和试验成本。

A variable frequency current grounding impedance tester

The utility model discloses a frequency conversion current grounding impedance tester, which is suitable for testing the power frequency grounding resistance and the soil resistivity of various grounding devices. The utility model is mainly composed of inverter main circuit, control system, system software, including an input circuit, a rectifier filter circuit, an inverter circuit (including the drive circuit and the buffer circuit), an output filter circuit, an output control circuit, a PWM signal generating circuit, a signal acquisition circuit, and an input output control circuit. The utility model adopts a novel variable frequency AC power supply through the microcomputer control and signal processing, a good solution to the interference problem in the process of testing, simplifies the test operation process, improves the precision and accuracy of the test results, and greatly reduce the labor intensity and the cost of test and test personnel.

【技术实现步骤摘要】
一种变频电流接地阻抗测试仪
本技术属于阻抗测试
，涉及一种变频电流接地阻抗测试仪。
技术介绍
随着系统额定电压等级的提高，高电压、大容量的变电所日益增多，出现了许多大型、超大型的接地网。接地网的工作状况直接关系到人身安全、电力设备和电力系统的安全运行。科学合理地测试接地网的各种特性参数，准确评估接地网的安全状态，对确保电力系统的安全可靠运行和变电站工作人员的人身安全具有十分重要的意义。之前受测试设备技术水平的限制，对于接地网的测试往往仅局限于测量接地电阻的大小。实质上对于大型地网，“接地电阻”呈现出较明显的“复数阻抗”性质，即包含电阻分量、电抗分量，所以应当采用“接地阻抗”的概念取代“接地电阻”。变频大电流多功能地网接地特性测量系统通过对接地网注入一个异于工频的电流，有效地避免了50Hz及其它干扰信号引起的测量误差，可精确、经济、安全的测量接地网接地阻抗，接触电压，跨步电压，场区地表电位梯度等参数，同时使得测量过程变得方便而安全。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种变频电流接地阻抗测试仪。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：一种变频电流接地阻抗测试仪，包括由3根电缆相连的电源柜和控制仪；电源柜用于输出变频正弦电压，输出电压范围为0～300V，输出频率为35Hz～65Hz，输出电流0～30A，前面板安装有用于测量接地电阻的电压和电流值的电压表和电流表；控制仪用于控制电源柜输出变频正弦电压，包括变频主电路和控制系统，变频主电路包括输入电路、整流滤波电路、含驱动电路和缓冲电路的逆变电路、输出滤波电路以及输出控制电路；控制系统包括单片机、PWM信号产生电路、信号采集电路、输入输出控制电路以及电源模块；信号采集电路用于采集端电压信号、负载电流信号、感应电压信号以及感应电流。本技术进一步的改进在于：输入电路包括保护断路器Q1、输入接触器JC1和软启动电阻R1；保护断路器Q1用于在电源输入侧短路时提供保护；当接通主电源后，220V工频交流电通过软启动电阻R1给后续滤波电容充电；软启动结束后，由单片机通过继电器板的继电器J2控制输入接触器JC1工作，输入接触器JC1工作后主触头闭合，将软启动电阻R1切除，输入电路进入工作状态。整流滤波电路包括二极管整流桥和滤波电容器组C1。逆变电路采用电压型逆变器，逆变桥主电路由两个半桥绝缘栅双极性晶体管IGBT组成。输出滤波电路包括输出变压器和交流滤波电容器组C2，变压器的漏感和交流滤波电容器组C2组成输出LC滤波器；输出控制电路包括断路器Q2、输出接触器JC2以及输出接触器；断路器Q2用于在电源输出端过载或短路时提供保护，输出接触器用于接通输出至负载；当需要电源输出时，单片机控制继电器板上的继电器J3工作，其常开触点接通输出接触器JC2的线圈回路，输出接触器JC2工作，主触头闭合，电源输出。单片机采用AVR128单片机，人机交互采用独立式键及VFD显示；PWM信号产生电路采用集成芯片8382生成PWM信号，通过系统总线与单片机连接。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术采用新型变频交流电源，通过微机控制和信号处理等措施，很好的解决了测试过程中的抗干扰问题，简化了试验操作过程，提高了测试结果的精度和准确性，大大降低了试验人员的劳动强度和试验成本。本技术适用于测试各类接地装置的工频接地阻抗以及土壤电阻率。采用异频抗干扰技术，能在强干扰环境下准确测得工频50Hz下的数据。【附图说明】图1为本技术控制仪前面板的结构示意图；图2为本技术变频主电路图；图3为本技术逆变器及控制电路图；图4为本技术工作电源模块的结构示意图；图5为本技术仪表及接触器控制电路图；图6-1为本技术继电器电路板的结构示意图；图6-2为本技术I/O接口电缆的结构示意图；图7为本技术单片机基本系统图；图8-1为本技术8382电路原理图；图8-2为本技术8382晶振电路图；图9-1为本技术电压采集电路图；图9-2为本技术电流采集电路图；图10-1为本技术输入控制原理电路图；图10-2为本技术输入控制原理电路图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术做进一步详细描述：参见图1，本技术基于微机控制和信号处理并采用新型变频交流电源的接地阻抗测试仪，由电源柜和控制仪组成，两者由3根电缆相连。电源柜用于输出变频正弦电压，输出电压范围为0～300V，输出频率为35Hz～65Hz，输出电流0～30A，前面板安装有电压表和电流表，可测量接地电阻的相关电压、电流值。控制仪用于控制电源柜输出变频正弦电压，其电源开关在后面板，前面板有设置、增加、减少、确定、取消、接通和断开七个按键。接地阻抗测试仪包括一个变频主电路和一个控制系统。变频主电路包括一个输入电路、一个整流滤波电路、一个逆变电路(含驱动电路和缓冲电路)、一个输出滤波电路。控制系统包括一个PWM信号产生电路、一个信号采集电路、及一个输入输出控制电路。变频主电路原理框图如图2所示，采用大功率电力电子器件IGBT，由AVR单片机控制。包括一个输入电路、一个整流滤波电路、一个逆变电路(含驱动电路和缓冲电路)、一个输出滤波电路。输入电路包括保护断路器Q1、输入接触器JC1和软启动电阻R1。保护断路器Q1在电源输入侧短路时提供保护。当接通主电源后，220V工频交流电通过软启动电阻R1给后续滤波电容充电，避免对整流滤波电路中的电解电容器造成较大的电流冲击。软启动结束后，由单片机通过继电器板的继电器J2(见图6)控制输入接触器JC1工作(见图5)，输入接触器JC1工作后主触头闭合，将软启动电阻R1切除，输入电路进入正常工作状态。整流滤波电路将输入的交流工频电压变换为高压直流，并进行平滑滤波和蓄能，为逆变电路工作提供条件。该电路主要由大功率二极管整流桥和滤波电容器组C1组成。逆变电路(逆变器)是变频电源的核心组成部分，将高压直流变换为高频的交流脉冲电压，并进行交流降压。逆变电路为电压型逆变器，逆变桥主电路由两个半桥绝缘栅双极性晶体管IGBT组成，采用常规的桥式逆变电路，实现DC-AC变换。控制系统通过PWM控制电缆发送控制信号，电源系统中的接收板接受后，再通过驱动板施加到IGBT模块，完成DC/AC变换，如图3所示。同时，在IGBT上还接有缓冲电路板。15V-1和15V-2为驱动板工作电源，由工作电源模块提供(见图4所示)。图4中逆变输出和电流互感器次级用于控制系统检测逆变电源的输出，加电顺序控制继电器J1的触点用于控制检测控制系统和电源系统的加电顺序(J1线圈见图5所示)。只有电源系统加电后，图5中继电器J1线圈得电工作，其触点闭合(见图4)，通过2L1、2L2将检测控制系统中的电源接通，检测控制系统才能工作，保证软启动功能的实现和电源系统的可靠工作。图5中的两块仪表分别为全频电压表和电流表，电压表的输入范围为0～500V，电流表配套的电流互感器变比为30A/30mA。接触器JC1、JC2分别为输入、输出接触器，其工作与否由单片机通过继电器板控制(继电器板见图6所示)。图6中T-P为温度传感器，用于变频电源的过热保护。输出滤波电路主要由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频电流接地阻抗测试仪，其特征在于，包括由3根电缆相连的电源柜和控制仪；电源柜用于输出变频正弦电压，输出电压范围为0～300V，输出频率为35Hz～65Hz，输出电流0～30A，前面板安装有用于测量接地电阻的电压和电流值的电压表和电流表；控制仪用于控制电源柜输出变频正弦电压，包括变频主电路和控制系统，变频主电路包括输入电路、整流滤波电路、含驱动电路和缓冲电路的逆变电路、输出滤波电路以及输出控制电路；控制系统包括单片机、PWM信号产生电路、信号采集电路、输入输出控制电路以及电源模块；信号采集电路用于采集端电压信号、负载电流信号、感应电压信号以及感应电流。

【技术特征摘要】
1.一种变频电流接地阻抗测试仪，其特征在于，包括由3根电缆相连的电源柜和控制仪；电源柜用于输出变频正弦电压，输出电压范围为0～300V，输出频率为35Hz～65Hz，输出电流0～30A，前面板安装有用于测量接地电阻的电压和电流值的电压表和电流表；控制仪用于控制电源柜输出变频正弦电压，包括变频主电路和控制系统，变频主电路包括输入电路、整流滤波电路、含驱动电路和缓冲电路的逆变电路、输出滤波电路以及输出控制电路；控制系统包括单片机、PWM信号产生电路、信号采集电路、输入输出控制电路以及电源模块；信号采集电路用于采集端电压信号、负载电流信号、感应电压信号以及感应电流。2.根据权利要求1所述的变频电流接地阻抗测试仪，其特征在于，输入电路包括保护断路器Q1、输入接触器JC1和软启动电阻R1；保护断路器Q1用于在电源输入侧短路时提供保护；当接通主电源后，220V工频交流电通过软启动电阻R1给后续滤波电容充电；软启动结束后，由单片机通过继电器板的继电器J2控制输入接触器JC1工作，输入接触器JC1工作后主触头闭合，将软启动电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪鹏，刘宏森，张作林，张战汉，陈永耀，程斌，刘晓波，李迎华，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网陕西省电力公司铜川供电公司，
类型：新型
国别省市：北京,11