输电杆塔接地阻抗测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种输电杆塔接地阻抗测量系统，属于电路测量领域。该系统包括：多个电流传感器，用于分别测量输电杆塔的多个塔脚的电流，得到多路感应信号；放大模块，用于对多路感应信号分别进行放大，得到多路电压信号；求和模块，用于对多路电压信号进行求和，得到第一电压信号；第一放大器，用于对第一电压信号进行放大，得到第二电压信号；电压检测端，用于获取输电杆塔的接地阻抗对应的电压，得到第三电压信号；第二放大器，用于对第三电压信号进行放大，得到第四电压信号；模数转换器，用于对第二电压信号和第四电压信号进行采集，得到两路数字信号；信号处理模块，用于根据两路数字信号计算得到输电杆塔的接地阻抗。

【技术实现步骤摘要】
输电杆塔接地阻抗测量系统
本专利技术涉及电路测量领域，特别涉及一种输电杆塔接地阻抗测量系统。
技术介绍
杆塔是支承架空输电线路导线和架空地线并使它们之间及与大地之间保持一定距离的杆型或塔形结构建筑物，是架空配电线路中基本设备之一。输电杆线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要。降低杆塔接地阻抗是提高线路耐雷水平、减少线路累计跳闸率的主要措施。由于杆塔接地不良而发生的雷害事故所占线路事故率的比例相当高，这主要是由于雷击杆顶或避雷线时，雷电流通过杆塔接地装置入地，因为接地阻抗偏高，产生较高的反击电压所致。这一点从110KV线路到500KV线路雷事故调查可以得到证实，即易发生雷击故障的杆塔，大都接地阻抗偏高。因此，输电杆塔的接地阻抗直接影响电力系统的安全，因此在电力系统设计和运行维护中，输电杆塔接地阻抗是重要的设计与维护指标。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种输电杆塔接地阻抗测量系统，简化目前接地阻抗测量的过程和设备。所述技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种输电杆塔接地阻抗测量系统，所述系统包括电流采集装置、电压采集装置和接地阻抗分析装置；所述电流采集装置包括：多个电流传感器，用于分别测量所述输电杆塔的多个塔脚的电流，得到多路感应信号；放大模块，用于对所述多路感应信号分别进行放大，得到多路电压信号；求和模块，用于对所述多路电压信号进行求和，得到第一电压信号；第一放大器，用于对所述第一电压信号进行放大，得到第二电压信号；所述电压采集装置包括：电压检测端，用于获取所述输电杆塔的接地阻抗对应的电压，得到第三电压信号；第二放大器，用于对所述第三电压信号进行放大，得到第四电压信号；所述接地阻抗分析装置包括：第一模数转换器，用于对所述第二电压信号进行采集，得到第一数字信号；第二模数转换器，用于对所述第四电压信号进行采集，得到第二数字信号；信号处理模块，用于根据所述第一数字信号和所述第二数字信号计算得到所述输电杆塔的接地阻抗。在本专利技术实施例的一种实现方式中，所述电流传感器为罗氏线圈传感器或者钳形电流互感器；当所述电流传感器为钳形电流互感器时，所述放大模块为积分放大模块。在本专利技术实施例的一种实现方式中，所述信号处理模块，包括：采集控制单元，用于控制所述第一模数转换器和所述第二模数转换器同步进行所述第二电压信号和所述第四电压信号的采集；数字信号处理单元，用于根据所述第一数字信号和所述第二数字信号计算得到所述输电杆塔的接地阻抗对应的电压、所述输电杆塔的电流以及所述输电杆塔的接地阻抗；数据管理单元，用于存储所述输电杆塔的接地阻抗对应的电压、所述输电杆塔的电流以及所述输电杆塔的接地阻抗。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述采集控制单元包括：存储子单元，用于存储所述第一数字信号和所述第二数字信号；第一模数转换控制总线，连接所述第一模数转换器和所述存储子单元；第二模数转换控制总线，连接所述第二模数转换器和所述存储子单元；时序控制子单元，用于在所述第一模数转换控制总线传输所述第一数字信号、所述第二模数转换控制总线传输的所述第二数字信号时，比较所述第一数字信号和所述第二数字信号的波形。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述数字信号处理单元，包括：数字滤波子单元，用于对所述第一数字信号和所述第二数字信号进行滤波；波形分析子单元，用于根据滤波后的所述第一数字信号和所述第二数字信号的幅值，计算所述输电杆塔的接地阻抗的接地阻抗值；根据所述第一数字信号和所述第二数字信号的波形，计算所述输电杆塔的接地阻抗的阻抗角。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述信号处理模块，还包括：GPS单元，用于获取GPS信息；所述数据管理单元，用于将所述GPS信息与所述输电杆塔的接地阻抗对应存储。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述信号处理模块，还包括：数据访问接口和人机交互单元，所述数据访问接口和所述人机交互单元均与所述数据管理单元电连接。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述电流传感器设置在所述输电杆塔的塔脚与所述输电杆塔的安装台接触的部分。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述电压检测端的一端连接在所述输电杆塔的一个塔脚与所述输电杆塔的安装台接触的部分，所述电压检测端的另一端连接一个电极，所述电极插设在与所述输电杆塔一定距离的地面中，所述电压检测端的输出端与所述第二放大器连接。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述系统还包括壳体，所述壳体上设置有多个插口，所述电流传感器插接在所述插口上。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在本专利技术实施例中，利用输电杆塔间的工频感应电流作为激励电流，在激励电流的作用下，设置在输电杆塔的多个塔脚的多个电流传感器能够产生感应信号，从而实现电流检测；由于本专利技术实施例中电流检测是采用工频感应电流作为激励电流，所以电流传感器产生的感应信号可能较小，因此将多个电流传感器检测的电流经过放大模块、求和模块和第一放大器进行放大，使得送入信号处理模块的信号足够用于接地阻抗的检测；另一方面，采用电压检测端进行电压检测，然后将电压检测端检测到的信号经第二放大器后送入信号处理模块。信号处理模块根据这两路信号，实现输电杆塔的接地阻抗的计算。该输电杆塔的接地阻抗的测量无需信号激励，不但计算简单，而且设备也相对简单。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的输电杆塔间工频感应电流示意图；图2是图1中输电杆塔间形成的回路等效示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种输电杆塔接地阻抗测量系统的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种信号处理模块的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种输电杆塔接地阻抗测量系统的安装示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。目前，输电杆塔的接地阻抗测量主要分为回路电阻法和电位降法，但是无论是哪种方法其都需要分别测量出电流和电压，然后根据电流和电压计算接地阻抗。电流和电压可以分别通过在输电杆塔上设置线圈实现，通过向线圈输入激励电流和激励电压，检测测试回路产生的回路电流和回路电压，根据回路电流和回路电压。然而上述测量方式都需要进行信号激励，不但计算复杂，而且设备也相对复杂。本专利技术实施例提供了一种无需激励信号的输电杆塔接地阻抗测量方案。图1是本专利技术实施例提供的输电杆塔间工频感应电流示意图，如图1所示，输电杆塔(杆塔1～杆塔n)间隔分布，输电杆塔的架空地线(避雷线)与输电杆塔的输电线路平行架设，相互之间存在互感，架空地线上会产生感应电动势，两个杆塔之间架空地线与杆塔接地形成回路，从而形成回路电流，也即图中的工频感应电流，工频是指交流电网中电流电压的固有频率。需要说明的是，图1只是示意存在感应电流，实际中杆塔多级并联，其感应电流方向较复杂，但并不影响本专利技术实施例对接地阻抗的测量。图2是图1中输电杆塔间形成的回路等效示意图。参见图2，架空地线上会产生感应电动势，也即图中的感应电压，两个杆塔之间架空地线与杆塔接地形成回路，从而形成工频感应电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输电杆塔接地阻抗测量系统，其特征在于，所述系统包括电流采集装置、电压采集装置和接地阻抗分析装置；所述电流采集装置包括：多个电流传感器，用于分别测量所述输电杆塔的多个塔脚的电流，得到多路感应信号；放大模块，用于对所述多路感应信号分别进行放大，得到多路电压信号；求和模块，用于对所述多路电压信号进行求和，得到第一电压信号；第一放大器，用于对所述第一电压信号进行放大，得到第二电压信号；所述电压采集装置包括：电压检测端，用于获取所述输电杆塔的接地阻抗对应的电压，得到第三电压信号；第二放大器，用于对所述第三电压信号进行放大，得到第四电压信号；所述接地阻抗分析装置包括：第一模数转换器，用于对所述第二电压信号进行采集，得到第一数字信号；第二模数转换器，用于对所述第四电压信号进行采集，得到第二数字信号；信号处理模块，用于根据所述第一数字信号和所述第二数字信号计算得到所述输电杆塔的接地阻抗。

【技术特征摘要】
1.一种输电杆塔接地阻抗测量系统，其特征在于，所述系统包括电流采集装置、电压采集装置和接地阻抗分析装置；所述电流采集装置包括：多个电流传感器，用于分别测量所述输电杆塔的多个塔脚的电流，得到多路感应信号；放大模块，用于对所述多路感应信号分别进行放大，得到多路电压信号；求和模块，用于对所述多路电压信号进行求和，得到第一电压信号；第一放大器，用于对所述第一电压信号进行放大，得到第二电压信号；所述电压采集装置包括：电压检测端，用于获取所述输电杆塔的接地阻抗对应的电压，得到第三电压信号；第二放大器，用于对所述第三电压信号进行放大，得到第四电压信号；所述接地阻抗分析装置包括：第一模数转换器，用于对所述第二电压信号进行采集，得到第一数字信号；第二模数转换器，用于对所述第四电压信号进行采集，得到第二数字信号；信号处理模块，用于根据所述第一数字信号和所述第二数字信号计算得到所述输电杆塔的接地阻抗。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电流传感器为罗氏线圈传感器或者钳形电流互感器；当所述电流传感器为钳形电流互感器时，所述放大模块为积分放大模块。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号处理模块，包括：采集控制单元，用于控制所述第一模数转换器和所述第二模数转换器同步进行所述第二电压信号和所述第四电压信号的采集；数字信号处理单元，用于根据所述第一数字信号和所述第二数字信号计算得到所述输电杆塔的接地阻抗对应的电压、所述输电杆塔的电流以及所述输电杆塔的接地阻抗；数据管理单元，用于存储所述输电杆塔的接地阻抗对应的电压、所述输电杆塔的电流以及所述输电杆塔的接地阻抗。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述采集控制单元包括：存储子单元，用于存储所述第一数字信号和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓晖，赵坤，周明，
申请(专利权)人：武汉市康达电气有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42