具有远程控制的大地接地测试仪制造技术

在此公开具有远程控制的大地接地测试仪。测试设备可用于进行接地电阻和土壤电阻率测量。该测试设备包括被适配为经由通信链路互相通信的主单元和远程单元。在根据期望的测量技术安装好测试设备后，可以执行过程，并且随后将作为结果的测量值显示在远程单元上。这使得单个操作者可以在位于直接邻近于例如被放置在距主单元和/或其它电极很远距离的电极的同时进行测量。这免除了操作者在将电极置于不同位置时经常不得不来回走动，并且也消除了返回到测试设备的主单元以查阅显示和/或改变参数或设置的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总地涉及用于执行多个接地电阻和土壤电阻率测量的简便方法和装置。
技术介绍
缺乏良好接地是不期望的，其增加了装置失效的风险。有效接地系统的缺少可导致各种各样的问题，诸如仪器出错、谐波失真问题、功率因数问题以及大量可能的间歇性难题。如果故障电流没有经由恰当设计和维护的接地系统而到接地的路径，则其将会找到非预期的路径。此外，良好的接地系统也用于防止对工业设施和装置造成损害，因而其对于为了提高装置的可靠性和降低雷电或故障电流所引起的损害的可能性而言是必要的。具有高含水量、高含盐量和高温度的腐蚀性土壤会随着时间而侵蚀接地杆和其连接。因此尽管接地系统在初始安装时可能已经具有低的大地接地电阻值，但是如果接地杆或接地系统的其它元件随着时间而腐蚀，那么接地系统的电阻会增大。在处理可能与不良接地或不良电能品质相关的诸如间歇性电气问题这样的问题时，接地测试仪是有用的故障排除工具。因而期望的是定期对所有接地和接地连接进行检查。在这些周期性的检查中，如果测量到大于20%的电阻增加，则要进行问题源的调查以便可以做出纠正以降低电阻(例如，通过替换或增加接地杆到接地系统)。这样的周期性检查可以包括进行如下的已确立的技术，如电势下降测试、选择性测量、土壤电阻率测试(其也可形成地质勘测的一部分)、两极测量和无棒测量。对于当前的接地测量系统，为了实现准确的结果，这些测试往往极其耗费时间并且劳动量大。特别是在处理涉及高压应用(如，电塔)的测量时，需要小心地进行测试。根据现有技术，所有上述的接地测试过程需要大量劳动强度在连接到测试设备的各种不同电极之间来回走动很多次以确保精度和/或进行多次测量。特别是，一旦已经根据现有技术安装了用于实施上述技术的测试设备，则由于变松的夹片、不充分的传导或电极的不适当放置所引起的电极与测试设备之间的不充分接触而出现不正确或异常的结果。 因此，通常需要调整安装和重复测量，以便纠正这种结果。例如，操作者可检查经常以距彼此很远距离放置的各种电极处的所有连接。单个操作者进行这种重复测量/纠正过程往往极其耗费时间并且劳动量大。为了减少所浪费的与这种过程相关的时间和努力，此问题的常见解决方案是提供多于一个操作者来进行单个测试过程；然而，这由于这种更多人员的可行性而经常是不现实或不可能的。 此外，该解决方案既不高效也不方便，并招致相当大的额外成本。
技术实现思路
本专利技术认识到和致力于现有技术的上述考虑以及其它考虑。根据一方面，本专利技术提供了可用于进行任何一种上述技术的测试设备。该测试设备包括被适配为通过通信链路互相通信的主单元和远程单元。在根据所期望的测量技术安装测试设备后，可以执行各个过程，并且随后在远程单元上显示作为结果的测量值。这使得单个操作者可以在位于直接邻近于例如被放置在距主单元和/或其它电极很远距离的电极的同时进行测量。这免除了操作者在将电极置于不同位置时经常不得不来回走动，并且也消除了返回到测试设备的主单元以查阅显示和/或改变参数或设置的需要。对于电势下降测量、选择性测量和两极测量，为了在进行大地接地测量时取得适当级别的精度，期望辅助电极的各自电阻相比于正被测试的大地接地杆的电阻不是太高。 在存在电极和大地之间的高接触电阻的地质上的不利条件下，示例性的实施例使得操作者能够观察显示在远程单元上的该电阻，并在该值太高的情况下采取适当的对策。这些对策可包括夯实电极周围的土壤或在电极周围浇水，以便改善土壤/电极界面处的接触。此后， 操作者可以在不必移动位置的情况下容易地重复测量以便评估所实施对策的成功。因此， 通过减小至少一个操作者(并有可能是多个)通常在所有三个电极之间来回走动所花费的相当大量的时间和劳动强度，此实施例有利地提高了进行这种测量的效率。根据示例性实施例，测试设备的远程单元除了包括用于进行不同测试和测量的控制部件之外，还最好包括用以指示测量结果的显示器。所述控制部件例如可用于设置参数以开始测试和存储结果等。然后，测试设备的远程单元可将各个命令传送给在各个电极之间产生预定电流并进行相关测量的主单元。一旦完成测量，主单元可以将测量结果传送到测试设备的远程单元。在一个实施例中，通信(即，命令、参数和结果的传送)可以通过使用主单元和远程单元之间的线缆通信链路来进行。例如，考虑这样的实施例可利用连接到主单元的现有电极测试引线以便与远程单元来回通信。然而，在本专利技术的优选实施例中，测试设备的主单元和远程单元之间的这种通信以无线方式发生。这消除了对笨重布线的需要，由此节省了开支并减少了在安装供使用的测试设备时所需的步骤。这种无线通信优选地经由射频(RF)链路发生。例如，对于此目的， 可使用蓝牙、ZigBee、WLAN、移动电话频率或其它合适的RF链路。在可替换的实施例中，可以通过红外技术发生无线通信。在进一实施例中，测试设备的主单元除了控制部件之外还包括其自己的显示器， 以便其可以在没有远程单元的情况下操作。此实施例在远程单元变得不可操作的情况下有利地提供了备用系统。然而，在本专利技术的另一实施例中，主单元也可仅包括事实上需要远程单元对其进行操作的“黑盒子”。根据此实施例的测试设备需要更少的组件，并由此取得制造成本的降低。在又一实施例中，远程单元最好包括可以机械地和/或电气地与主单元可拆卸地耦接的手持便携设备。图6示出了根据本专利技术此实施例的这种远程单元的例子，其中主单元用作对于远程单元的对接(dock)。该实施例允许测量设备在测量地点之间的方便运输。在本专利技术又进一个实施例中，测试设备(最好是其远程单元)可配备有GPS接收器，其使得位置和距离信息能够被捕获并用于进一步分析。GPS接收器也可用于获得三维 (即，包括高度)的包括地理位置和距离信息的绝对坐标。因此，GPS接收器使得可以进行所实施的测试与所涉及的各自距离的逐字匹配和定位(例如，土壤电阻率测量期间远程探针的各自定位)。根据另一实施例，这些坐标可存储在已测试的地点的数据库中，其中所述数据可用于报告、记录和预防性维护的目的。由于经常需要测量与各个距离有关的特定电阻，因此这例如在应用于大地接地测试或地质勘测时特别有利。此外，为了获得更准确或完整的电势下降曲线或地质勘测，包含这种GPS接收器也可改善并方便数据的收集。在可替换的实施例中，最好可以将光(例如，激光)或超声波距离测量部件集成在测试设备的远程单元中，以便方便距离数据的确定。通过并入这种距离测量部件，有利地消除了对于进行浪费时间并可能不准确的人工测量的需要。在进一实施例中，主单元和远程单元之一或两者均可以包含存储器和处理电路， 用于存储和处理所有确定和测量的值(例如包括距离、GPS坐标、日期和时间以及标准测试参数)。这提供了这样的优点可以获得在给定时间段上进行的或特定接地系统或区域的所有测量的完整记录，所述记录例如在已进行最终测量后可用于方便数据比较。附图说明对于本领域技术人员的本专利技术包括其最佳方式在内的全部和授权公开(enabling disclosure)在说明书的剩余部分(包括对于附图的参考)中进行更具体地阐述，其中图1示出根据本专利技术一个实施例的用于根据62%规则进行3极电势下降测试的测试设备；图加示出用于进行选择性测量的测试设备；图2b示出根据本专利技术实施例的用于对多个接地杆进行选择性测量的测试设本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种测量大地接地电阻率的方法，包括以下步骤：提供包括被适配为相互通信的主单元和远程单元的测试设备；将所述测试设备的所述主单元连接到至少两个电极；在所述两个电极之间产生预定的电流；在所述电极之间测量电压电势的下降；基于所述确定的电流和测量到的电压电势下降值来计算电阻值；以及将任一所述值显示在所述远程单元上。

【技术特征摘要】
2009.11.24 US 12/625,2691.一种测量大地接地电阻率的方法，包括以下步骤提供包括被适配为相互通信的主单元和远程单元的测试设备； 将所述测试设备的所述主单元连接到至少两个电极； 在所述两个电极之间产生预定的电流； 在所述电极之间测量电压电势的下降；基于所述确定的电流和测量到的电压电势下降值来计算电阻值；以及将任一所述值显示在所述远程单元上。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述两个电极以距彼此预定距离置于土壤中，并且通过将连接到远程单元的至少一个探针沿着电流路径置于土壤中来测量电压降。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测试设备包括连接到远程单元的电流夹具， 并且进一步包含如下步骤将夹具置于电极之一的周围，并测量通过该电极的电流，以便能够计算所述电极的电阻值。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述远程单元经由无线通信链路与所述主单元通信。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述无线通信链路包括从ZigBee、蓝牙或无线局域网、或者移动电话频率的组中选择出的RF链路。6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述无线通信链路包括红外链路。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主单元和远程单元中的至少一个包括距离测量部件，该距离测量部件包括GPS接收器、激光器、超声波设备、机械设备中的至少一个， 用于得到距离信息，其中所述距离信息包括每一测量的地理位置和3D坐标中的至少一个。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主单元和远程单元中的至少一个包括控制操作部件，并适配为进行计算的步骤。9.一种测量大地接地电阻率的方法，包括以下步骤提供包括被适配为相互通信的主单元和远程单元的测试设备； 将所述测试设备连接到至少一个电压产生部件和至少一个电流测量部件； 将所述电压产生部件和电流测量部件连接到接地系统的接地元件； 使用电压产生部件在所述接地元件中产生预定电压； 使用电流测量部件测量沿着所述接地元件所感应的电流； 基于所述确定的电压和测量到的电流值来计算电阻值；以及将任一所述值显示在所述远程单元上。10.根据权利要求9所述的方法，其中，电流测量部件包括连接到远程单元的夹具。11.根据任一权利要求9所述的方法，其中，所述远程单元经由无线通信链路与所述主单元通信。12.根据权利要求11所述的方法，其中，从ZigBee、蓝牙或无线局域网或者移动电话频率的组中选择所述无线通信链路。13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述无线通信链路是红外链路。14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述主单元和远程单元中的至少一个包括距离测量部件，该距离测量部件包括GPS接收器、激光器、超声波设备、机械设备中的至少一个， 用于得到距离信息，其中所述距离信息最好包括每一测量的地理位置和3D坐标中的至少一个。15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述主单元和远程单元中的至少一个包括控制操作部件，并适配为进行计算的步骤。16.一种用于测量大地接地电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯·莱普尔，加文·柯克，罗纳德·斯图尔，
申请(专利权)人：弗卢克公司，
类型：发明
国别省市：US