一种基于比例检测的电力线铁塔接地电阻在线测试仪制造技术

技术编号:15263198 阅读:151 留言:0更新日期:2017-05-03 19:46
本发明专利技术属于接地电阻测试技术领域,提供一种基于比例检测的电力线铁塔接地电阻在线测试仪,用于实现在不断开接地引下线条件下在线测试电力铁塔接地电阻;本发明专利技术包括若干个检测头、取样夹头、辅助电极及信号处理模块,各检测头参数相同,每根接地引下线对应装置一个检测头,取样夹头固定于任一接地引下线上,辅助电极插入地中,信号处理模块用于控制及数据处理。本发明专利技术能够保证在不断开引下线条件下实现电力线铁塔接地电阻的测试,且测试精度高、抗干扰能力强、测试仪制备成本低,有利于电力线铁塔接地电阻的数据能够通过物联网的方式实现智能化网络监控。

On line measuring instrument for grounding resistance of power line tower based on proportion detection

The invention belongs to the technical field of grounding resistance measuring, a grounding resistance tester tower power line detection based on the proportion, used to achieve the continuous grounding condition on-line test power tower grounding resistance; the invention comprises a plurality of detection head, sampling chuck, auxiliary electrodes and signal processing module. The detector parameters are the same, each grounding device corresponding to a detection head, sampling chuck fixed at any grounding conductor, the auxiliary electrode inserted in the signal processing module is used to control and data processing. The invention can ensure the continuous implementation of power line tower grounding resistance test downconductors conditions, and high precision, strong anti-interference ability testing, low preparation cost, is conducive to the realization of intelligent network monitoring power line tower grounding resistance data through the way of things.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于接地电阻测试
,涉及电力线铁塔的接地电阻测试技术,具体为一种基于比例检测的电力线铁塔接地电阻在线测试仪
技术介绍
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,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。目前,采用物联网来监测各个铁塔的地网阻值,替代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,现有技术中已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,但该测量方法要求检流线圈在测量电流时需要极高的精度,因此,在实际应用中非常复杂。基于此,本专利技术提供一种基于比例检测的方式,测试过程不需要对作为激励线圈时线圈的激励电流精确定标,也不需要对作为检流线圈时线圈的检测精度提出要求,相关计算简单可靠便于实现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于比例检测的电力线铁塔接地电阻在线测试仪,用于实现在不断开接地引下线条件下在线测试电力铁塔接地电阻,从而使电力铁塔接地电阻的数据可以通过物联网的方式实现网络监控;并且,该测试仪采用比例检测方案,不需要电流的绝对精确检测,便于实现,更为重要的是,在实现在线检测功能的同时,仅需要一根辅助电极,相比三线法测试而言,大大降低了施工的成本及难度。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:一种基于比例检测的电力线铁塔接地电阻在线测试仪,包括若干个检测头、取样夹头、辅助电极及信号处理模块,其特征在于,各检测头参数相同,每个检测头由独立且参数相同的上线圈和下线圈构成,所述上线圈和下线圈环套接地引下线且非接触,每根接地引下线对应装置一个检测头;所述取样夹头固定于任一接地引下线上、且位于检测头的上线圈与下线圈中间,取样夹头与接地引下线保持导通;所述辅助电极插入地中;所述信号处理模块连接各检测头的上线圈与下线圈、以及辅助电极,用于控制及数据处理。进一步的,上述电力线铁塔接地电阻在线测试仪的测试方法,包括以下步骤:步骤1、通过信号处理模块控制,接通设置有取样夹头的接地引下线上对应的检测头,使其上线圈与下线圈作为检流线圈工作;同时,接通辅助电极,接通取样夹头、并使取样夹头接阻值为Rs的取样电阻后到信号处理模块的公共地,且保持其余检测头均断开;信号处理模块通过辅助电极向大地发送预设频率的正弦波电流,将上、下线圈输出电压信号vu、vd模拟相加后送入信号处理模块,将取样电阻上的取样电压vs送入信号处理模块,计算得到该频率下检流线圈的电压电流比参数ρ=Rs·[(vu+vd)/vs];步骤2、通过信号处理模块控制,接通所有检测头、以及辅助电极和取样夹头,使所有检测头中上线圈作为激励线圈、下线圈作为检流线圈,取样夹头与信号处理模块的公共地相连;信号处理模块以与步骤1中相同频率频的正弦波同时驱动激励线圈,将检流线圈的输出电压信号模拟相加得到vt送入信号处理模块,将辅助电极的电压信号vp送入信号处理模块,计算得到电压比值δ=vp/vt;步骤3、计算得利电力线铁塔接地电阻测量值:Rg=δ·ρ。更进一步的,上述测试方法中,还包括以下步骤:重复步骤1至步骤3,得到多个随机频率下的接地电阻测量值,构成一个序列集合,通过统计处理得到接地网络电阻值作为输出结果。本专利技术中,所述辅助电极按照传统三线法测试中P极距离标准和C级深度标准插入地中。所有线圈参数要求一致,均由铁芯及外面缠绕的多圈漆包线共同构成;为安装上的方便,每个检测头在结构上均是由两个独立且相同的半圆柱部件(上、下线圈)构成,在安装到接地引下线上后紧固成一个完整的的组件,起到一个完整检测组件同样的功能。本专利技术的工作原理为:安装在接地引下线上的检测头中的所有线圈参数相同,按照测试的需要选择通断及决定线圈的功能是激励线圈还是检流线圈,在每个频率正弦波的测试中,第一步,通过信号处理模块选择带夹头(取样夹头)检测头中的上、下线圈及取样夹头有效,且取样夹头连接一个接地电阻Rs到信号处理板的公共地,在由辅助电极发送电流时,带夹头检测头对应接地引下线上取样夹头处上、下行电流iu、id的和为取样电阻上的电流is,而上、下检流线圈输出的电压为vu、vd,取样电阻对应的取样电压为vs,考虑到检流线圈输出幅度可能会比较小,可以为它设计一级β倍放大,信号处理器所处理的信号是β·(vu+vd),依此得到电压电流比参数ρ=vu/iu=vd/id=(vu+vd)/is,ρ·β=β·(vu+vd)/is;由vs=Rs·is,有ρ·β=Rs·[β·(vu+vd)/vs];第二步,通过继电器选择所有线圈全部接通,并使所有上线圈作为激励线圈,所有下线圈为检流线圈,取样夹头接信号处理板的公共地,由信号处理板上的同一驱动源同时以正弦波电流驱动激励线圈,由于各线圈参数相同,因此各激励线圈上部电位差异可以忽略,各激励线圈下部电位差异也可以忽略,取样夹头处与引下线连接地网处可以看作是等电位,所有检流线圈的电压输出模拟相加得到vt,对应的是所有引下线上电流的总和it,而辅助电极上的电压vp则是接地电阻Rg上的压降,令电压比δ=vp/vt,同样将vt放大β倍,有δ/β=vp/(β·vt);第三步,由Rg=vp/it,vt=ρ·it,有Rg=δ·ρ,由于放大倍数β的存在,由第一步两路信号处理得到的是β·ρ,由第二步两路信号处理得到的是δ/β,因此利用关系式Rg=(β·ρ)·(δ/β)来处理能够方便地计算得到Rg,注意到放大倍β是在中间过程中便已对消,不对测试产生任何作用,仅用于避免输入信号过小引起测试精度降低;不同时段以不同频率正弦波重复上述过程,得到一系列的计算结果构成一个阻值集合,最后通过统计分析处理给出一个最终的接地电阻输出值。本专利技术的有益效果在于:本专利技术提供基于比例检测的电力线铁塔接地电阻在线测试仪,由于所有的线圈均采用相同的参数,并根据需要决定它是激励线圈还是检流线圈,测试过程不需要对作为激励线圈时的激励电流精确定标,也不需要对作为检流线圈时的检测精度提出要求,相关计算简单可靠便于实现,原理上保证了不再需要将接地引下线与铁塔断开才能测量,达成了直接在线测试接地网络地阻值大小的目的,而且,它只需要一根辅助电极,在施工上也比较方便,尤其对一些特殊地形而言更是如此。同时,测试过程中信号处理采用傅里叶变换算法,并结合了多个完全随机的频率正弦波下测试的结果综合处理,使该地阻测试仪具有较强的抗干扰和抗互本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种基于比例检测的电力线铁塔接地电阻在线测试仪,包括若干个检测头、取样夹头、辅助电极及信号处理模块,其特征在于,各检测头参数相同,每个检测头由独立且参数相同的上线圈和下线圈构成,所述上线圈和下线圈环套接地引下线且非接触,每根接地引下线对应装置一个检测头;所述取样夹头固定于任一接地引下线上、且位于检测头的上线圈与下线圈中间,取样夹头与接地引下线保持导通;所述辅助电极插入地中;所述信号处理模块连接各检测头的上线圈与下线圈、以及辅助电极,用于控制及数据处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于比例检测的电力线铁塔接地电阻在线测试仪,包括若干个检测头、取样夹头、辅助电极及信号处理模块,其特征在于,各检测头参数相同,每个检测头由独立且参数相同的上线圈和下线圈构成,所述上线圈和下线圈环套接地引下线且非接触,每根接地引下线对应装置一个检测头;所述取样夹头固定于任一接地引下线上、且位于检测头的上线圈与下线圈中间,取样夹头与接地引下线保持导通;所述辅助电极插入地中;所述信号处理模块连接各检测头的上线圈与下线圈、以及辅助电极,用于控制及数据处理。2.按权利要求1所述电力线铁塔接地电阻在线测试仪的测试方法,包括以下步骤:步骤1、通过信号处理模块控制,接通设置有取样夹头的接地引下线上对应的检测头,使其上线圈与下线圈作为检流线圈工作;同时,接通辅助电极,接通取样夹头、并使取样夹头接阻值为Rs的取样电阻后到信号处理模块的公共地,且保持其余检测头均断开;信号处理模块通过辅助电极向大地发送预设频率的正弦波电...

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

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1