一种输电线路接地系统的综合检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种输电线路接地系统的综合检测系统及方法，系统将八对电压互感器和电流互感器分别设置在杆塔四条接地引下线及杆塔左右两端的架空避雷线上，且成对且相邻设置；设置在避雷线上的环形电压互感器用于向其施加电压，设置在杆塔四条接地引下线上的环形电压互感器采集其电压信号并发送给接地电阻测试装置，环形电流互感器分别采集杆塔四条接地引下线及杆塔左右两端的架空避雷线的八组电流信号并发送给接地电阻测试装置，接地电阻测试装置进行计算得到接点电阻阻值。本发明专利技术以杆塔四条接地引下线及架空避雷线同时作为测量点进行塔体及接地体的阻值的综合检测。

A comprehensive detection system and method for transmission line grounding system

The invention discloses a transmission line grounding system integrated detection system and method, the system will be eight of the voltage transformer and the current transformer are respectively arranged on the four tower grounding tower and the left and right ends of the overhead ground line, and adjacent pairs and the set ring set; voltage transformer in lightning line for applying a voltage to the four set in the tower grounding ring voltage transformer line on the acquisition voltage signal and sent to the ground resistance test device, ring current transformer were collected four tower grounding and the left and right ends of the tower overhead ground wire current signal and sent to the eight groups ground resistance test device, calculate the contact resistance of the grounding resistance testing device. The invention takes the four grounding wire of the tower and the overhead lightning conductor as the measuring point for the comprehensive detection of the resistance of the tower body and the grounding body.

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路接地系统的综合检测系统及方法
本专利技术涉及电力系统接地检测
，具体地说是一种输电线路接地系统的综合检测系统及方法。
技术介绍
近些年来，雷击跳闸一直处于各类故障的第一位。接地系统是提高输电线路耐雷水平的一个基本措施，但目前针对输电线路接地系统的研究并未得到重视。尚未开展针对输电线路的接地系统进行整体研究，更缺少输电线路防雷性能的综合评价与检测方法。目前，接地装置(架空避雷线、接地引下线以及接地体等)是提高输电线路耐雷水平的一个基本措施。而接地电阻是校核接地装置是否达到规程要求的唯一指标。因此，通过科学可行的方法，对接地电阻值进行精确地测量，对于保证输电线路防雷性能尤为重要。以下为几种现有典型的接地电阻测量方法：方法一：三极法手摇发电机产生的低频交流电流I，测量接地体和电压极之间的电压U，根据欧姆定律R＝U/I，计算出被测接地体的接地电阻。但这种方法存在每次测量都要打两个辅助地极的缺点。增加了劳动强度，许多现场甚至无法打辅助地极；这种方法无法发现存在于引下线、各连接等位置因为腐蚀或接触不良的情况。方法二：钳表法钳表法是对传统接地电阻测量方法的改进，只要用钳表夹住线路杆塔接地引下线，就能测接地电阻。但是，钳表法测量的结果会引入一定的原理性误差。影响因素包括：接地形式、避雷线形式、避雷线长度、测量频率。其次，不适合于多引下线接地类型的杆塔。为了解决防盗和接地引下线的可靠连接问题，部分接地线连板的螺栓已经都改为直接焊接，而这种焊接接地螺栓的方式使三极法和钳表法的测量均遇到很大的困难。如名称为免解线电塔地电阻测量方法及其装置(专利号为96120774.4)的专利提出的一种方法，其目的在于提供一种无需解开电塔接地引下线与电塔连接点，即可测出电塔地电阻的快速测量方法和装置。该方法是钳形变压器钳住多跟接地引下线，测的地电阻值，虽然实现了免解线的功能，但是对于电塔架设环境有较高要求：对于所处地域较为偏远，且地势较高较险峻的电塔，操作人员无法直接进行测量，而不易进行人工测量的电塔更易出现触雷隐患，宜重点监测排除隐患。还有采用钳表法利用四对电压互感器和电流互感器分别接在杆塔左右两端的两条防雷线上，通过电压互感器将电压信号感应至防雷线，采集测量电流信号并通过滤波放大等信号处理环节，得到反馈电流与感应电压的关系，最终通过特定的计算方法，得到被测杆塔的接地电阻阻值。该方法虽然克服现有的接地电阻测试方法中测试人员必须到达测试现场并且必须将杆塔多余引下线解开的问题，但由于钳挂在防雷线上的电压互感器和电流互感器与防雷线之间的存在间隙，测量环境受自然环境影响较大，导致一组测量值之间存在相对误差。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种输电线路接地系统的综合检测系统及方法，其能够综合检测有关输电线路防雷接地性能，为电网的安全运行提供保障。本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是：一方面，本专利技术实施例提供的一种输电线路接地系统的综合检测系统包括接地电阻测试装置以及分别与接地电阻测试装置相连的八个环形电压互感器和八个环形电流互感器，所述的八个环形电压互感器和八个环形电流互感器分别设置在杆塔四条接地引下线及杆塔左右两端的架空避雷线上，且环形电压互感器和环形电流互感器成对且相邻设置；设置在杆塔左右两端的架空避雷线上的环形电压互感器用于向架空避雷线上施加电压，设置在杆塔四条接地引下线上的环形电压互感器采集杆塔四条接地引下线的电压信号并发送给接地电阻测试装置，所述环形电流互感器分别采集杆塔四条接地引下线及杆塔左右两端的架空避雷线的八组电流信号并发送给接地电阻测试装置，所述接地电阻测试装置对八组电压信号和电流信号进行计算得到被测杆塔输电线路接地系统的接点电阻阻值。作为本实施例一种可能的实现方式，所述接地电阻测试装置包括MCU、信号发生模块、第一电流电压转换模块、信号放大模块、信号选择模块、功率放大模块、第二电流电压转换模块、滤波模块、量程切换模块、交直流转换模块、第一AD转换模块、显示模块、GPRS模块、第二AD转换模块和电源模块，所述MCU依次经过信号发生模块、第一电流电压转换模块、信号放大模块、信号选择模块和功率放大模块与设置在杆塔左右两端的架空避雷线上的环形电压互感器相连，所述八个环形电流互感器依次经过第二电流电压转换模块、滤波模块、量程切换模块、交直流转换模块和第一AD转换模块与MCU相连，所述设置在杆塔四条接地引下线上的环形电压互感器经过第二AD转换模块与MCU相连，所述电源模块为接地电阻测试装置提供稳定工作电压；其中，所述MCU控制信号发生模块发出正弦交流信号并通过第一电流电压转换模块、信号放大模块输出确定电压值的正弦交流信号，再通过信号选择模块将不同的电压值分配至设置在杆塔左右两端的架空避雷线上的四路电压互感器输出支路中，同时由功率放大模块提高电路的负载驱动能力从而驱动设置在杆塔左右两端的架空避雷线上的四路电压互感器；当由设置在杆塔左右两端的架空避雷线上的四路电压互感器感应至杆塔左右两端的架空避雷线上电压信号时，被测回路中应产生电流，由八个环形电流互感器分别将八路电流信号检测出，并通过第二电流电压转换模块转换为电压值，再通过滤波模块滤波，根据被测量大小通过量程切换模块选择量程，再通过交直流转换模块转换为直流量并测量其大小，经过第一AD转换模块转换为数字量送入MCU，同时，设置在杆塔四条接地引下线上的环形电压互感器采集杆塔四条接地引下线的电压信号并经过第二AD转换模块转换为数字量送入MCU；MCU对八组电压信号和电流信号进行计算得到被测杆塔输电线路接地系统的接点电阻阻值并通过显示模块显示且通过GPRS模块发送至远程监控中心的上位机。作为本实施例一种可能的实现方式，所述接地电阻测试装置还包括串口模块，所述串口模块用于调整参数及程序。作为本实施例一种可能的实现方式，所述接地电阻测试装置还包括时钟模块，所述时钟模块用于确定系统时间。作为本实施例一种可能的实现方式，所述接地电阻测试装置还包括存储模块，所述存储模块用于存储接地电阻测试过程中的相关数据及接地电阻测量结果。另一方面，本专利技术实施例提供的一种输电线路接地系统的综合检测方法，利用上述所述的综合检测系统对输电线路接地系统的接点电阻进行测试，具体过程包括以下步骤：步骤1，将八对电压互感器和电流互感器分别安装在杆塔左右两端的两条避雷线上和接地引下线上，并与接地电阻测试装置进行连接；步骤2，接地电阻测试装置向安装在杆塔左右两端的两条防雷线上的四个电压互感器发出正弦电压信号，并将此交流电压感应至避雷线上；步骤3，八个电流互感器感应得到避雷线和接地引下线中的电流并送入接地电阻测试装置；步骤4，间隔一段时间后进行第二次测试，安装在接地引下线上的四个电压互感器感应得到电压互感器中的电压并送入接地电阻测试装置，与此同时，八个电流互感器感应得到避雷线和接地引下线中的电流并送入接地电阻测试装置；步骤5，接地电阻测试装置根据感应至避雷线上的四个电压信号和采集的电压和电流信号进行计算得出接地电阻阻值。作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤2的具体过程为：MCU控制信号发生模块发出正弦交流信号并通过第一电流电压转换模块、信号放大模块输出确定电压值的正弦交流信号，再通过信号选择模块将不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路接地系统的综合检测系统，其特征是，包括接地电阻测试装置以及分别与接地电阻测试装置相连的八个环形电压互感器和八个环形电流互感器，所述的八个环形电压互感器和八个环形电流互感器分别设置在杆塔四条接地引下线及杆塔左右两端的架空避雷线上，且环形电压互感器和环形电流互感器成对且相邻设置；设置在杆塔左右两端的架空避雷线上的环形电压互感器用于向架空避雷线上施加电压，设置在杆塔四条接地引下线上的环形电压互感器采集杆塔四条接地引下线的电压信号并发送给接地电阻测试装置，所述环形电流互感器分别采集杆塔四条接地引下线及杆塔左右两端的架空避雷线的八组电流信号并发送给接地电阻测试装置，所述接地电阻测试装置对八组电压信号和电流信号进行计算得到被测杆塔输电线路接地系统的接点电阻阻值。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路接地系统的综合检测系统，其特征是，包括接地电阻测试装置以及分别与接地电阻测试装置相连的八个环形电压互感器和八个环形电流互感器，所述的八个环形电压互感器和八个环形电流互感器分别设置在杆塔四条接地引下线及杆塔左右两端的架空避雷线上，且环形电压互感器和环形电流互感器成对且相邻设置；设置在杆塔左右两端的架空避雷线上的环形电压互感器用于向架空避雷线上施加电压，设置在杆塔四条接地引下线上的环形电压互感器采集杆塔四条接地引下线的电压信号并发送给接地电阻测试装置，所述环形电流互感器分别采集杆塔四条接地引下线及杆塔左右两端的架空避雷线的八组电流信号并发送给接地电阻测试装置，所述接地电阻测试装置对八组电压信号和电流信号进行计算得到被测杆塔输电线路接地系统的接点电阻阻值。2.如权利要求1所述的一种输电线路接地系统的综合检测系统，其特征是，所述接地电阻测试装置包括MCU、信号发生模块、第一电流电压转换模块、信号放大模块、信号选择模块、功率放大模块、第二电流电压转换模块、滤波模块、量程切换模块、交直流转换模块、第一AD转换模块、显示模块、GPRS模块、第二AD转换模块和电源模块，所述MCU依次经过信号发生模块、第一电流电压转换模块、信号放大模块、信号选择模块和功率放大模块与设置在杆塔左右两端的架空避雷线上的环形电压互感器相连，所述八个环形电流互感器依次经过第二电流电压转换模块、滤波模块、量程切换模块、交直流转换模块和第一AD转换模块与MCU相连，所述设置在杆塔四条接地引下线上的环形电压互感器经过第二AD转换模块与MCU相连，所述电源模块为接地电阻测试装置提供稳定工作电压；其中，所述MCU控制信号发生模块发出正弦交流信号并通过第一电流电压转换模块、信号放大模块输出确定电压值的正弦交流信号，再通过信号选择模块将不同的电压值分配至设置在杆塔左右两端的架空避雷线上的四路电压互感器输出支路中，同时由功率放大模块提高电路的负载驱动能力从而驱动设置在杆塔左右两端的架空避雷线上的四路电压互感器；当由设置在杆塔左右两端的架空避雷线上的四路电压互感器感应至杆塔左右两端的架空避雷线上电压信号时，被测回路中应产生电流，由八个环形电流互感器分别将八路电流信号检测出，并通过第二电流电压转换模块转换为电压值，再通过滤波模块滤波，根据被测量大小通过量程切换模块选择量程，再通过交直流转换模块转换为直流量并测量其大小，经过第一AD转换模块转换为数字量送入MCU，同时，设置在杆塔四条接地引下线上的环形电压互感器采集杆塔四条接地引下线的电压信号并经过第二AD转换模块转换为数字量送入MCU；MCU对八组电压信号和电流信号进行计算得到被测杆塔输电线路接地系统的接点电阻阻值并通过显示模块显示且通过GPRS模块发送至远程监控中心的上位机。3.如权利要求2所述的一种输电线路接地系统的综合检测系统，其特征是，所述接地电阻测试装置还包括串口模块，所述串口模块用于调整参数及程序。4.如权利要求2所述的一种输电线路接地系统的综合检测系统，其特征是，所述接地电阻测试装置还包括时钟模块，所述时钟模块用于确定系统时间。5.如权利要求2所述的一种输电线路接地系统的综合检测系统，其特征是，所述接地电阻测试装置还包括存储模块，所述存储模块用于存储接地电阻测试过程中的相关数据及接地电阻测量结果。6.一种输电线路接地系统的综合检测方法，其特征是，利用权利要求1至5所述的综合检测系统对输电线路接地系统的接点电阻进行测试，具体过程包括以下步骤：步骤1，将八对电压互感器和电流互感器分别安装在杆塔左右两端的两条避雷线上和接地引下线上，并与接地电阻测试装置进行连接；步骤2，接地电阻测试装置向安装在杆塔左右两端的两条防雷线上的四个电压互感器发出正弦电压信号，并将此交流电压感应至避雷线上；步骤3，八个电流互感器感应得到避雷线和接地引下线中的电流并送入接地电阻测试装置；步骤4，间隔一段时间后进行第二次测试，安装在接地引下线上的四个电压互感器感应得到电压互感器中的电压并送入接地电阻测试装置，与此同时，八个电流互感器感应得到避雷线和接地引下线中的电流并送入接地电阻测试装置；步骤5，接地电阻测试装置根据感应至避雷线上的四个电压信号和采集的电压和电流信号进行计算得出接地电阻阻值。7.如权利要求6所述的一种输电线路接地系统的综合检测方法，其特征是，所述步骤2的具体过程为：MCU控制信号发生模块发出正弦交流信号并通过第一电流电压转换模块、信号放大模块输出确定电压值的正弦交流信号，再通过信号选择模块将不同的电压值分配至安装在杆塔左右两端的两条防雷线上的四个电压互感器输出支路中，同时由功率放大模块提高电路的负载驱动能力从而驱动安装在杆塔左右两端的两条防雷线上的四个电压互感器将交流电压感应至对应的避雷线上。8.如权利要求6所述的一种输电线路接地系统的综合检测方法，其特征是，所述八个电流互感器感应得到避雷线和接地引下线中的电流并送入接地电阻测试装置的具体过程为：八个电流互感器分别将八路电流信号检测出，并通过第二电流电压转换模块转换为电压值，再通过滤波模块滤波，根据被测量大小通过量程切换模块选择量程，再通过交直流转换模块转换为直流量并测量其大小，经过第一AD转换模块转换为数字量送入MCU。9.如权利要求6所述的一种输电线路接地系统的综合检测方法，其特征是，所述安装在接地引下线上的四个电压互感器感应得到电压互感器中的电压并送入接地电阻测试装置的具体过程为：安装在接地引下线上的四个电压互感器采集接地引下线的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪正，袁海燕，姚金霞，辜超，师伟，李秀卫，李杰，任敬国，王辉，郑建，王斌，孙艳迪，孙承海，张振军，孙景文，刘嵘，刘辉，庄燕飞，隋首钢，胡显哲，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37