一种地网类工频接地阻抗测试仪及测试方法技术

本发明专利技术公开了一种地网类工频接地阻抗测试仪，包括异频横流电源、电流放大器和电压放大器，所述异频恒流源输出可变频率测试电流；所述电流放大器从电流互感器取得电流信号并放大后送给滤波器I，所述电压放大器采集电压输入端的电压放大后送给滤波器II，经滤波器I和滤波器II过滤后的电流和电压经过A/D转换器传送给微控制器，所述微控制器内含有存储单元，用于保存每次的测试数据，还公开了基于该测试仪的地网类工频接地阻抗的测试方法，具有测试误差小，精度准确，抗干扰能力强的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种地网类工频接地阻抗测试仪及测试方法
本专利技术涉及一种地网接地阻抗测试仪及测试方法，属于地网类工频接地阻抗测试

技术介绍
目前国内接地装置的测试工作比较薄弱，一些关键的技术观念比较模糊，技术手段落后。针对上述现状，我国制订了最新行业标准DL/T475-2006和国家标准GB/T17949.1-2000。新标准对旧标准做了很多重要改变。类工频接地阻抗，是指接地装置对远方电位零点间的电位差与通过接地装置流入地中的类工频电流的比值。类工频接地阻抗以往被习惯地称为“类工频接地电阻”。此名称的纠正，在国家标准GB/T17949.1-2000“接地系统的土壤电阻率，接地阻抗和地面电位测量导则第一部分：常规测量”以及电力行业标准“接地装置特性参数测量导则修订稿”(取代DL475-92)中作了阐述。本测量仪采用交流电流进行测试，故所测数值称为接地阻抗，而不再沿用以往的称呼“接地电阻”。在对接地装置进行测量时，由于受不平衡零序电流以及射频等各种干扰，使得测试结果产生很大的误差。特别是大型接地网的接地阻抗一般很小(一般在0.5Ω以下)，干扰带来的相对误差更大。为了降低现场干扰的影响，目前采用的方法主要有两种，一种是增大测试电流，一种是使用异频法。第一种方法是通过加大测试电流来加大信号电压和信号电流，从而提高信噪比，减小测量误差。这种方法由于采用了很大的测试电流(DL/T475-2006标准推荐不宜小于50A)，使得设备非常笨重，且布线劳动强度很大，耗时耗力。而且，由于主要干扰与信号同频，无法从根本上消除干扰的影响。异频法则是通过改变测试电流的频率来避开类工频干扰，由于信号频率与干扰频率不同，就可以通过滤波器来滤除干扰的影响，从而提高测量精度。异频法由于采用的测试电流较小，因此设备小巧，布线劳动强度也大大减轻。由于具有测试结果稳定可靠和省时省力的优点，异频法测试已被国内外专家广泛接受和采用,但工频接地阻抗为接地体在工频电流下的阻抗，异频法采用的测试电流频率不为工频，所以测量结果等效性较差，难以满足电力系统规程规定要求。根据定义，类工频接地阻抗是指接地装置在类工频电流下呈现出的阻抗，而异频法采用的测试电流频率不为类工频,因此测得的数值就会与工频电流下测得的值有偏差。理论和实践表明，产生偏差的原因是，接地装置的接地阻抗是复数阻抗，不仅包含电阻性分量，还含有与频率有关的电感性和电容性分量，采用的测试频率与类工频相差愈远则等效性愈差，即测量误差越大，为了保证测试的准确性，测试频率与类工频不能相差太远，且测试电流的波形应为正弦波(其他波形如方波含有丰富的谐波频率)。早在70年代，美国、日本等国就规定了测试频率与类工频之差不能超过10Hz。中国国家标准GB/T17949.1-2000要求测试电流频率应该尽量接近类工频，行业标准DL/T475-2006规定了测试电流频率宜在40～60Hz之间。但是目前的仪器测试的数据还是比较大，特别是在有其他骚扰频率存在的情况下，测试数据会更加不准确。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种地网类工频接地阻抗测试仪及测试方法，采用异频法测量，并结合滤波技术，使得仪器具有很高的抗干扰性能，测试数据稳定可靠的优点。本专利技术采取的技术方案为：一种地网类工频接地阻抗测试仪，包括异频横流电源、电流放大器和电压放大器，所述异频恒流源输出可变频率测试电流；所述电流放大器从电流互感器取得电流信号并放大后送给滤波器I，所述电压放大器采集电压输入端的电压放大后送给滤波器II，经滤波器I和滤波器II过滤后的电流和电压经过A/D转换器传送给微控制器，所述微控制器内含有存储单元，用于保存每次的测试数据；滤波器I和滤波器II用于滤除干扰信号，只允许45Hz和55Hz信号通过，使得仪器具有很高的抗干扰性能，测试数据稳定可靠。优先的，所述电压放大器为高输入阻抗放大器。优先的，所述异频恒流源输出的测试电流经滤波器过滤后经电流输出端口输出，对输出的电流进行隔离，防止输出电流受到外界干扰，保证输出电流的测试频率的正确性。优选的，所述电流输出端口和电压输入端口分别为两个，电流互感器与其中一个电流输出端口串联。优选的，所述微控制器与微型打印机、液晶显示器、报警器和至少一个按键连接，当线路断线时，微控制器控制报警器报警，避免错误测量，当出现故障时，报警器文字显示发生故障的原因，不发出报警声音。优选的，所述微控制器与后台计算机通讯，将检测的数据实时上传到计算机，实现在线实时检测的功能。优选的，所述异频恒流源输出频率为45Hz或55Hz的有效值为1-3A的可调正弦波测试电流，不会引起测试时待测接地装置的电位升的太高。优选的，所述微控制器与4个按键连接，包括：上箭头键用于增加数字或向上移动光标；下箭头键用于减小数字或向下移动光标；光标键用于移动光标；确认键用于确认已输入的数据或者执行光标处的命令。优选的，所述微控制器通过RS232通讯接口与计算机通讯。优选的，所述该测试仪还包括仪器面板和电源插接头、电源开关，通过电源插接头为该测试仪供电。优选的，所述电流输出端口、电压输入端口、按键、液晶显示器、微型打印机、电源插接头、电源开关均安装在仪器面板上。优选的，电源开关为船型开关，向上为测试仪接通电源。优选的，地网类工频为50HZ。基于地网类类工频接地阻抗测试仪的一种地网类工频接地阻抗测试方法，包括以下步骤：根据预先规定的测试类工频接地阻抗的测试方式布置待测接地装置的测试回路；电流输出端和电压输入端接入待测接地装置的测试回路；异频恒流源输出在测试频率下的测试电流；测量选取测试频率下的电压V、电流I及其相位差；按照所测量的电压V、电流I及其相位差计算出类工频接地阻抗Z、电阻分量R和电抗分量X；利用不同测试频率下的类工频接地阻抗值，计算类工频接地阻抗平均值；将测量的数据实时上传到计算机，实现在线实时检测。所述根据预先规定的测试类工频接地阻抗的测试方式布置待测接地装置的测试回路，包括以下子步骤：选择电流－电压表直线三极法布置测试回路，电位极测试线缆和电流极测试线缆之间的夹角为零；确定待测接地装置的测试回路中的电流注入点和电压测试点；确定电流极和电位极的位置，将作为电流极和电位极的地桩分别打入地下；所述测试回路线缆采用地埋式一次布线长时间使用的布线方式，使用地埋式布线在于再次测试时不需要重复布线，减轻测试人员劳动强度，降低测试成本。所述根据预先规定的测试类工频接地阻抗的测试方式布置待测接地装置的测试回路，包括以下子步骤：选择电流极、电位极夹角法布置测试回路，夹角法时，电位极测试线缆和电流极测试线缆之间的夹角为30°；确定待测接地装置的测试回路中的电流注入点和电压测试点；确定电流极和电位极的位置，将作为电流极和电位极的地桩分别打入地下；所述测试回路线缆采用地埋式一次布线长时间使用的布线方式，使用地埋式布线在于再次测试时不需要重复布线，减轻测试人员劳动强度，降低测试成本。所述电流输出端和电压输入端接入待测接地装置的测试回路，包括以下子步骤：电流输出端口C1与待测接地装置的电流注入点连接，电压输入端口P1与待测接地装置的电压测试点连接；电流输出端口C2利用电流线与电流极连接，电压输入端口P2利用电位线与电位极连接，电流互感器与电源输出端口C2串接。所述异频恒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地网类工频接地阻抗测试仪，其特征在于，包括异频横流电源、电流放大器和电压放大器，所述异频恒流源输出可变频率测试电流；所述电流放大器从电流互感器取得电流信号并放大后送给滤波器I，所述电压放大器采集电压输入端的电压放大后送给滤波器II，经滤波器I和滤波器II过滤后的电流和电压经过A/D转换器传送给微控制器，所述微控制器内含有存储单元，用于保存每次的测试数据。

【技术特征摘要】
1.一种地网类工频接地阻抗测试仪，其特征在于，包括异频横流电源、电流放大器和电压放大器，所述异频恒流源输出可变频率测试电流；所述电流放大器从电流互感器取得电流信号并放大后送给滤波器I，所述电压放大器采集电压输入端的电压放大后送给滤波器II，经滤波器I和滤波器II过滤后的电流和电压经过A/D转换器传送给微控制器，所述微控制器内含有存储单元，用于保存每次的测试数据。2.如权利要求1所述的测试仪，其特征在于，所述电压放大器为高输入阻抗放大器。3.如权利要求1所述的测试仪，其特征在于，所述异频恒流源输出的测试电流经滤波器滤波后经电流输出端口输出；所述异频恒流源输出频率为45Hz或55Hz的有效值为1-3A的可调正弦波测试电流；所述电流输出端口和电压输入端口分别为两个，所述电流互感器与其中一个电流输出端口串联。4.如权利要求1所述的测试仪，其特征在于，所述微控制器与微型打印机、液晶显示器、报警器和至少一个按键连接，所述微控制器与计算机实时通讯，将检测数据实时上传到计算机，实现数据实时检测。5.如权利要求4所述的测试仪，其特征在于，所述微控制器与4个按键连接，包括：上箭头键用于增加数字或向上移动光标；下箭头键用于减小数字或向下移动光标；光标键用于移动光标；确认键用于确认已输入的数据或者执行光标处的命令。6.一种地网类工频接地阻抗测试方法，其特征在于，包括以下步骤：根据预先规定的测试类工频接地阻抗的测试方式布置待测接地装置的测试回路；电流输出端和电压输入端接入待测接地装置的测试回路；异频恒流源输出在测试频率下的测试电流；测量选取测试频率下的电压V、电流I及其相位差；按照所测量的电压V、电流I及其相位差计算出类工频接地阻抗Z、电阻分量R和电抗分量X；利用不同测试频率下的类工频接地阻抗值，计算类工频接地阻抗平均值；将检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵荣，刘军福，冯军华，赵中标，冯洋，雍福全，徐为立，马华，韩涛，代文，李永增，何玉宝，马永奎，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司中卫供电公司，
类型：发明
国别省市：宁夏,64