一种接地电阻的确定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种接地电阻的确定装置及方法，涉及测试领域，包括控制器、脉冲信号发生器、接地电阻测试回路及土壤导电率测试回路；控制器与脉冲信号发生器、接地电阻测试回路及土壤导电率测试回路连接，脉冲信号发生器与接地电阻测试回路及土壤导电率测试回路连接；控制器控制脉冲信号发生器发送脉冲信号至接地电阻测试回路及土壤导电率测试回路，根据接地电阻测试回路发送的脉冲信号确定的接地电阻的阻值大于电阻阈值时，当前接地电阻可能故障，根据脉冲信号发生器发送至土壤导电率测试回路的脉冲信号的时间及土壤导电率测试回路返回的脉冲信号的时间确定土壤的导电率，若土壤的导电率正常则排除土壤因素，确定接地电阻出现故障，结果更加准确。结果更加准确。结果更加准确。

【技术实现步骤摘要】
一种接地电阻的确定装置及方法


[0001]本专利技术涉及测试领域，特别是涉及一种接地电阻的确定装置及方法。

技术介绍

[0002]随着全球对可再生能源的需求增加和对气候变化的关注，风能作为一种清洁、可再生的能源被广泛采用。高山地区具有强风资源，尤其是山谷和山脊地形，使其成为风能开发的潜在热点区域。然而，高山风电机组面临着特殊的气候和地质条件，如频繁的雷击、强风、极低温度等。故而良好的接地系统对于保护设备和人员的安全至关重要。通过确定接地电阻，可以确保接地系统的有效性和可靠性，及时发现和解决潜在的安全隐患。相关技术中往往采用中断接地系统，确定接地线圈的电流和测量点间的电压降来确定接地电阻，此方法会影响风电机组的正常运行与发电；此外，相关技术还可以通过施加已知电流并测量参考电极与测试电极之间的电压，利用欧姆定律得到电阻，但所测得的接地电阻中包括有检测棒和土壤间的接触电阻，而该接触电阻与检测棒对土壤接触的紧密程度有很大关系，因此存在很大误差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种接地电阻的确定装置及方法，当前接地电阻可能有故障时排除土壤的因素，确定接地电阻出现故障更加准确。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种接地电阻的确定装置，包括控制器、脉冲信号发生器、接地电阻测试回路及土壤导电率测试回路；
[0005]所述控制器分别与所述脉冲信号发生器、所述接地电阻测试回路及土壤导电率测试回路连接，所述脉冲信号发生器分别与所述接地电阻测试回路及土壤导电率测试回路连接，所述接地电阻测试回路及所述土壤导电率测试回路还与土壤接触；
[0006]所述控制器用于控制所述脉冲信号发生器发送脉冲信号至所述接地电阻测试回路及所述土壤导电率测试回路，接收所述接地电阻测试回路返回的脉冲信号并确定所述接地电阻的阻值，根据所述脉冲信号发生器发送至所述土壤导电率测试回路的脉冲信号的时间及所述土壤导电率测试回路返回的脉冲信号的时间确定所述土壤的导电率，在所述接地电阻大于电阻阈值且所述土壤的导电率正常时确定所述接地电阻出现故障。
[0007]另一方面，所述接地电阻测试回路包括第一电阻、第二电阻、第一示波器、第一传输线及第一探针；
[0008]所述第一电阻的第一端及所述第二电阻的第一端连接的公共端与所述脉冲信号发生器的输出端连接，所述第一电阻的第二端接地，所述第二电阻的第二端及所述第一探针的第一端及所述第一示波器均与所述第一传输线连接，所述第一探针的第二端与土壤接触，所述第一示波器还与所述控制器连接；
[0009]所述第一电阻及所述第二电阻用于限流，所述第一传输线用于将所述脉冲信号发生器发送的脉冲信号发送至所述第一探针，并将所述第一探针发送的脉冲信号发送至所述
第一示波器，所述第一示波器用于将所述第一探针通过所述第一传输线传回的脉冲信号的电流峰值发送至所述控制器。
[0010]另一方面，接收所述接地电阻测试回路返回的脉冲信号并确定所述接地电阻的阻值，包括：
[0011]根据所述接地电阻测试回路返回的脉冲信号及接地电阻关系式确定所述接地电阻的阻值；
[0012]其中，U
R2
为所述第二电阻两端的电压，I为所述接地电阻测试回路返回的脉冲信号的电流峰值，R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值，R
d
为所述接地电阻的阻值。
[0013]另一方面，所述土壤导电率测试回路包括第二示波器、第二传输线及第二探针；
[0014]所述第二示波器分别与所述脉冲信号发生器的输出端、所述第二传输线的第一端及所述控制器连接，所述传输线的第二端与所述第二探针的第一端连接，所述第二探针的第二端与土壤接触；
[0015]所述第二示波器用于将所述第二探针反射的脉冲信号及土壤反射的脉冲信号发送至所述控制器。
[0016]另一方面，根据所述脉冲信号发生器发送至所述土壤导电率测试回路的脉冲信号的时间及所述土壤导电率测试回路返回的脉冲信号的时间确定所述土壤的导电率，包括：
[0017]根据所述第二探针通过所述第二传输线返回的脉冲信号的反射时间t1、所述土壤通过所述第二传输线返回的脉冲信号的反射时间为t1+t2及介电常数关系式确定所述土壤的介电常数；
[0018]其中，ε为所述土壤的介电常数，L为所述第二探针的长度，C为电磁波在真空中的传播速度；
[0019]根据所述土壤的介电常数确定所述土壤的导电率。
[0020]另一方面，还包括三位置继电器、第一可控开关及第二可控开关；
[0021]所述三位置继电器的第一线圈的第一端及第二线圈的第一端均与电源连接，所述第一线圈的第二端与所述第一可控开关的第一端连接，所述第二线圈的第二端与所述第二可控开关的第一端连接，所述第一可控开关的控制端及所述第二可控开关的控制端均与所述控制器连接，所述第一可控开关的第二端及所述第二可控开关的第二端均接地，所述三位置继电器的固定触点与所述脉冲信号发生器的输出端连接，所述三位置继电器的第一动触点与所述接地电阻测试回路连接，所述第二动触点悬空，所述第三动触点与所述土壤导电率测试回路连接；
[0022]控制所述脉冲信号发生器发送脉冲信号至所述接地电阻测试回路及所述土壤导电率测试回路，包括：
[0023]控制所述第一可控开关导通，以便所述三位置继电器的第一线圈得电，所述固定触点与所述第一动触点连接，所述脉冲信号发生器发送脉冲信号至所述接地电阻测试回路或控制所述第二可控开关导通，以便所述三位置继电器的第二线圈得电，所述固定触点与所述第三动触点连接，所述脉冲信号发生器发送脉冲信号至所述土壤导电率测试回路。
[0024]另一方面，所述控制器还用于在所述接地电阻不大于预设安全电阻时及所述土壤导电率异常时，控制所述第一可控开关及所述第二可控开关均关断，以便所述固定触点与所述第二动触点连接。
[0025]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种接地电阻的确定方法，应用于上述的接地电阻的确定装置，所述接地电阻的确定装置包括控制器、脉冲信号发生器、接地电阻测试回路及土壤导电率测试回路；
[0026]所述控制器分别与所述脉冲信号发生器、所述接地电阻测试回路及土壤导电率测试回路连接，所述脉冲信号发生器分别与所述接地电阻测试回路及土壤导电率测试回路连接，所述接地电阻测试回路及所述土壤导电率测试回路还与土壤接触；
[0027]所述接地电阻的确定方法包括：
[0028]控制所述脉冲信号发生器发送脉冲信号至所述接地电阻测试回路；
[0029]接收所述接地电阻测试回路返回的脉冲信号；
[0030]根据所述接地电阻测试回路返回的脉冲信号的电压确定所述接地电阻；
[0031]在所述风电机组的接地电阻大于电阻阈值时，控制所述脉冲信号发生器发送脉冲信号至所述土壤导电率测试回路；
[0032]接收所述土壤导电率测试回路返回的脉冲信号；
[0033]根据所述脉冲信号发生器发送至所述土壤导电率测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接地电阻的确定装置，其特征在于，包括控制器、脉冲信号发生器、接地电阻测试回路及土壤导电率测试回路；所述控制器分别与所述脉冲信号发生器、所述接地电阻测试回路及土壤导电率测试回路连接，所述脉冲信号发生器分别与所述接地电阻测试回路及土壤导电率测试回路连接，所述接地电阻测试回路及所述土壤导电率测试回路还与土壤接触；所述控制器用于控制所述脉冲信号发生器发送脉冲信号至所述接地电阻测试回路及所述土壤导电率测试回路，接收所述接地电阻测试回路返回的脉冲信号并确定所述接地电阻的阻值，根据所述脉冲信号发生器发送至所述土壤导电率测试回路的脉冲信号的时间及所述土壤导电率测试回路返回的脉冲信号的时间确定所述土壤的导电率，在所述接地电阻大于电阻阈值且所述土壤的导电率正常时确定所述接地电阻出现故障。2.如权利要求1所述的接地电阻的确定装置，其特征在于，所述接地电阻测试回路包括第一电阻、第二电阻、第一示波器、第一传输线及第一探针；所述第一电阻的第一端及所述第二电阻的第一端连接的公共端与所述脉冲信号发生器的输出端连接，所述第一电阻的第二端接地，所述第二电阻的第二端及所述第一探针的第一端及所述第一示波器均与所述第一传输线连接，所述第一探针的第二端与土壤接触，所述第一示波器还与所述控制器连接；所述第一电阻及所述第二电阻用于限流，所述第一传输线用于将所述脉冲信号发生器发送的脉冲信号发送至所述第一探针，并将所述第一探针发送的脉冲信号发送至所述第一示波器，所述第一示波器用于将所述第一探针通过所述第一传输线传回的脉冲信号的电流峰值发送至所述控制器。3.如权利要求2所述的接地电阻的确定装置，其特征在于，接收所述接地电阻测试回路返回的脉冲信号并确定所述接地电阻的阻值，包括：根据所述接地电阻测试回路返回的脉冲信号及接地电阻关系式确定所述接地电阻的阻值；其中，U
R2
为所述第二电阻两端的电压，I为所述接地电阻测试回路返回的脉冲信号的电流峰值，R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值，R
d
为所述接地电阻的阻值。4.如权利要求1所述的接地电阻的确定装置，其特征在于，所述土壤导电率测试回路包括第二示波器、第二传输线及第二探针；所述第二示波器分别与所述脉冲信号发生器的输出端、所述第二传输线的第一端及所述控制器连接，所述传输线的第二端与所述第二探针的第一端连接，所述第二探针的第二端与土壤接触；所述第二示波器用于将所述第二探针反射的脉冲信号及土壤反射的脉冲信号发送至所述控制器。5.如权利要求4所述的接地电阻的确定装置，其特征在于，根据所述脉冲信号发生器发送至所述土壤导电率测试回路的脉冲信号的时间及所述土壤导电率测试回路返回的脉冲信号的时间确定所述土壤的导电率，包括：根据所述第二探针通过所述第二传输线返回的脉冲信号的反射时间t1、所述土壤通过
所述第二传输线返回的脉冲信号的反射时间为t1+t2及介电常数关系式确定所述土壤的介电常数；其中，ε为所述土壤的介电常数，L为所述第二探针的长度，C为电磁波在真空中的传播速度；根据所述土壤的介电常数确定所述土壤的导电率。6.如权利要求1至5任一项所述的接地电阻的确定装置，其特征在于，还包括三位置继电器、第一可控开关及第二可控开关；所述三位置继电器的第一线圈的第一端及第二线圈的第一端均与电源连接，所述第一线圈的第二端与所述第一可控开关的第一端连接，所述第二线圈的第二端与所述第二可控开关的第一端连接，所述第一可控开关的控制端及所述第二可控开关的控制端均与所述控制器连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁腾飞，邓杰，
申请(专利权)人：国家能源集团龙源江永风力发电有限公司，
类型：发明
国别省市：