一种接地阻抗测试仪制造技术

本发明专利技术公开了一种接地阻抗测试仪，属于阻抗测量技术领域。接地阻抗测试仪包括程控电流源、电流测量模块、电压测量模块和控制运算模块；电流源用于向被测接地网施加增量试验电流；电流测量模块用于测量增量试验电流；电压测量模块用于测量地干扰电流在被测接地网的接地阻抗上产生的地干扰电压；测量地干扰电流与增量试验电流的合成电流在接地阻抗上产生的合成电压；控制运算模块用于根据测量的地干扰电压信号，控制程控电流源输出与被测接地网中的地干扰电流同频同相的增量试验电流；根据测量的增量试验电流、及测量的地干扰电压和合成电压，计算接地阻抗。

A grounding impedance tester

【技术实现步骤摘要】
一种接地阻抗测试仪
本专利技术涉及阻抗测量
，特别涉及一种接地阻抗测试仪。
技术介绍
目前，测量变电站、电厂等大型接地网的工频接地阻抗常用三极法。如图1所示，通过恒流源I在电流极C与被测接地网G之间施加一个试验电流Im，试验电流Im从电流源C1端钮流出，通过测试线接至电流极C入地，通过大地回到地网，再从地网回流点B通过测试线接至电流源C2端钮，形成电流回路。电压表V测量试验电流Im在电压极P与地网之间产生的电压Up；电压表一个端钮为P1，通过测试线接至电压极P；电压表另一端钮为P2，通过测试线接至地网回流点B。根据欧姆定律，地网的工频接地阻抗ZG＝UP/Im。测量接地阻抗ZG时，在电流回路中除了施加的试验电流Im之外，通常还有工频零序不平衡回流I0，即地干扰电流。地干扰电流会在电压极P上产生一个地干扰电压U0，引起接地阻抗测量误差。现有技术主要采用工频大电流结合倒相法测量接地阻抗，以消除地干扰电压U0的影响。工频大电流法结合倒相法的原理是假定地干扰电流I0的幅值和相位在一定时间内保持不变，通过施加较大的正相和倒相的工频试验电流，利用多次电压测量和计算消除地干扰电压U0的影响。倒相法具体包括，首先测量人员在未施加试验电流的情况下，使用电压表测量地干扰电流I0产生的地干扰电压U0；然后使用独立的电流源施加一个工频试验电流In，并使用电压表测量合成电压U1；再通过电流源将试验电流倒相为-In，并通过电压表测量合成电压U2；最后通过公式(1)计算接地阻抗测量值ZG。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：需要使用独立的电流源依次施加两次试验电流，以及使用独立的电压表分别测量三次电压，再通过计算工具才能得到接地阻抗，所需要的测量工具比较多且操作过于繁琐，增加了测量负担。此外，如果在施加试验电流In、-In或测量电压U1、U2的过程中，地干扰电流I0的幅值或相位发生变化，将导致在测量电压U1、U2的时刻U0发生变化，那么消除工频地干扰就会失效，计算出的接地阻抗测量值ZG将出现误差。
技术实现思路
为了解决采用工频大电流法结合倒相法测试接地阻抗时，所需要的测量工具比较多且操作过于繁琐，增加了测量负担的问题，本专利技术实施例提供了一种接地阻抗测试仪。所述技术方案如下：一种接地阻抗测试仪，所述接地阻抗测试仪包括程控电流源、电流测量模块、电压测量模块和控制运算模块；所述程控电流源用于，向被测接地网施加增量试验电流；所述电流测量模块用于，测量所述增量试验电流；所述电压测量模块用于，测量地干扰电流在所述被测接地网的接地阻抗上产生的地干扰电压；以及，测量所述地干扰电流与所述增量试验电流的合成电流在所述接地阻抗上产生的合成电压；所述地干扰电流由所述被测接地网内三相不平衡回流产生；所述控制运算模块用于，根据所述电压测量模块测量的地干扰电压信号，控制所述程控电流源输出与所述被测接地网中的地干扰电流同频同相的增量试验电流；根据所述电流测量模块测量的增量试验电流、及所述电压测量模块测量的地干扰电压和合成电压，计算接地阻抗。可选的，所述控制运算模块包括过零整形单元和控制单元，所述过零整形单元用于，将所述电压测量模块测量的地干扰电压信号整形成方波信号，所述方波信号与所述地干扰电压信号同相；所述控制单元用于，根据所述过零整形单元整形的方波信号，调节所述程控电流源输出的增量试验电流的相位，直至所述增量试验电流与所述地干扰电流同相；调节所述程控电流源输出的增量试验电流的频率为设定频率；并且，当所述增量试验电流与所述地干扰电流同相时，根据所述电流测量模块测量的增量试验电流、以及所述电压测量模块测量的地干扰电压和合成电压，计算所述接地阻抗。可选的，所述过零整形单元用于，根据所述地干扰电压信号的过零时刻，将所述地干扰电压信号整形成所述方波信号；所述方波信号的过零时刻与所述地干扰电压信号的过零时刻相同。可选的，所述过零整形单元用于，向所述程控电流源提供所述方波信号；所述控制单元用于，控制所述程控电流源在方波信号的第一周期输出增量试验电流，控制所述程控电流源在方波信号的第二周期停止输出增量试验电流；所述方波信号的周期包括至少一个第一周期和至少一个第二周期，所述第一周期与所述第二周期相邻。可选的，所述控制单元用于，当所述增量试验电流与所述地干扰电流同相时，在所述第一周期读取所述电流测量模块测量的电流值和读取所述电压测量模块测量的电压值，在所述第二周期读取所述电压测量模块测量的电压值；将在所述第一周期读取的电流值作为增量试验电流，将在所述第一周期读取的电压值作为合成电压，以及将在所述第二周期读取的电压值作为地干扰电压，计算所述接地阻抗。可选的，所述控制单元用于，确定所述合成电压信号在当前第一周期的首个过零时刻；当所述合成电压信号在当前第一周期的首个过零时刻与当前第一周期的开始时刻重合时，在当前第一周期读取所述电流测量模块测量的电流值和读取所述电压测量模块测量的电压值。可选的，所述控制单元用于，在第一个所述第一周期，调节所述程控电流源输出的增量试验电流的相位为预设的第一相位；在除第一个所述第一周期外的第一周期，当在当前第一周期所述增量试验电流与所述地干扰电流不同相时，获取所述合成电压信号在当前第一周期的首个过零时刻与当前第一周期的开始时刻的时差；根据获得的时差，调节所述程控电流源输出的增量试验电流在当前第一周期的相位。可选的，所述接地阻抗测试仪还包括显示模块；所述显示模块用于显示所述控制运算模块计算出的接地阻抗。可选的，所述接地阻抗测试仪还包括电流极，所述电流极分别与所述电流测量模块与大地电连接。可选的，所述接地阻抗测试仪还包括电压极，所述电压极分别与所述电压测量模块与大地电连接。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过增量试验电流与地干扰电流同频同相，在计算接地阻抗时，简化了现有工频大电流法结合倒相法的实施和运算；并且，该测试仪将程控电流源、电流电压测量模块以及控制运算模块集成为一体，测量人员能够通过该测试仪直接测量接地网的接地阻抗，相比于采用工频大电流法结合倒相法测试接地阻抗，简化了现场测量操作，还避免携带较多的测量工具，减轻了测量负担，提高了测试效率。此外，通过控制运算模块调节程控电流源输出与被测接地网中的地干扰电流同频同相的增量试验电流，避免了地干扰电流的幅值或相位发生变化导致计算结果出现误差的情况，确保能够成功消除工频地干扰，极大提高了计算精度。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是本专利技术提供的采用三极法测量接地阻抗的示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种接地阻抗测试仪的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的地干扰电流、增量试验电流、地干扰电压和合成电压的矢量图；图4是本专利技术实施例提供的又一种接地阻抗测试仪的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的控制单元确定增量试验电流的相位的示意图。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。在本专利技术实施例中，被测接地网可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接地阻抗测试仪，其特征在于，所述接地阻抗测试仪包括程控电流源、电流测量模块、电压测量模块和控制运算模块；所述程控电流源用于，向被测接地网施加增量试验电流；所述电流测量模块用于，测量所述增量试验电流；所述电压测量模块用于，测量地干扰电流在所述被测接地网的接地阻抗上产生的地干扰电压；以及，测量所述地干扰电流与所述增量试验电流的合成电流在所述接地阻抗上产生的合成电压；所述地干扰电流由所述被测接地网内三相不平衡回流产生；所述控制运算模块用于，根据所述电压测量模块测量的地干扰电压信号，控制所述程控电流源输出与所述被测接地网中的地干扰电流同频同相的增量试验电流；根据所述电流测量模块测量的增量试验电流、及所述电压测量模块测量的地干扰电压和合成电压，计算接地阻抗。

【技术特征摘要】
1.一种接地阻抗测试仪，其特征在于，所述接地阻抗测试仪包括程控电流源、电流测量模块、电压测量模块和控制运算模块；所述程控电流源用于，向被测接地网施加增量试验电流；所述电流测量模块用于，测量所述增量试验电流；所述电压测量模块用于，测量地干扰电流在所述被测接地网的接地阻抗上产生的地干扰电压；以及，测量所述地干扰电流与所述增量试验电流的合成电流在所述接地阻抗上产生的合成电压；所述地干扰电流由所述被测接地网内三相不平衡回流产生；所述控制运算模块用于，根据所述电压测量模块测量的地干扰电压信号，控制所述程控电流源输出与所述被测接地网中的地干扰电流同频同相的增量试验电流；根据所述电流测量模块测量的增量试验电流、及所述电压测量模块测量的地干扰电压和合成电压，计算接地阻抗。2.根据权利要求1所述的接地阻抗测试仪，其特征在于，所述控制运算模块包括过零整形单元和控制单元，所述过零整形单元用于，将所述电压测量模块测量的地干扰电压信号整形成方波信号，所述方波信号与所述地干扰电压信号同相；所述控制单元用于，根据所述过零整形单元整形的方波信号，调节所述程控电流源输出的增量试验电流的相位，直至所述增量试验电流与所述地干扰电流同相；调节所述程控电流源输出的增量试验电流的频率为设定频率；并且，当所述增量试验电流与所述地干扰电流同相时，根据所述电流测量模块测量的增量试验电流、以及所述电压测量模块测量的地干扰电压和合成电压，计算所述接地阻抗。3.根据权利要求2所述的接地阻抗测试仪，其特征在于，所述过零整形单元用于，根据所述地干扰电压信号的过零时刻，将所述地干扰电压信号整形成所述方波信号；所述方波信号的过零时刻与所述地干扰电压信号的过零时刻相同。4.根据权利要求3所述的接地阻抗测试仪，其特征在于，所述过零整形单元用于，向所述程控电流源提供所述方波信号；所述控制单元用于，控制所述程控电流源在方波信号的第一周期输出增量试验电流，控制所述程控电流源在方波信...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓晖，
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