免拆接地线测试铁塔接地电阻的装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种免拆接地线测试铁塔接地电阻的装置，主要由CPU控制单元、供电电源模块、显示屏、逆变变频电源、电压电流采样电路、电流极注入点、参考电压极、参考点、接线端子组成。将四条罗氏线圈电流互感器钳在铁塔四角的接地引下线上，在电流极和铁塔之间注入异频电流，通过程序软件，计算出铁塔的接地电阻值。该测试铁塔接地电阻的装置，无需拆除铁塔接地引下线与铁塔塔身连接点即可测出铁塔接地电阻，具有接线简单，操作便捷，减轻劳动强度，可提高线路铁塔接地电阻测试效率2倍以上，一年节省维护成本50％以上。
【专利说明】
免拆接地线测试铁塔接地电阻的装置
技术领域
[0001]本发明属于电力测试技术，具体地说，是输电线路之铁塔接地电阻的测试装置。
【背景技术】
[0002]输电线路铁塔的接地电阻值大小，对线路防雷与否的功能，具有重要参考价值，是判断铁塔接地是否良好的重要依据。接地电阻值小，可以降低反击跳闸率，提高铁塔的抗雷水平。
[0003]输电线路铁塔有四个脚，为保证铁塔的接地电阻符合输电线路运行规程要求，铁塔的四个塔脚处有接地引下线与人工接地网连接。所述人工接地网，系放射性接地极网或环形接地极构成的接地网。
[0004]在周期性测试线路铁塔接地电阻时，由于基础土壤沉降和焊接质量原因，在拆除接地引下线与塔身连接点时，因受到外力作用，常导致接地引下线与埋设的接地极或环形接地网脱焊，或拆除测试完毕后出现无法恢复的情况，这会对输电线路防雷造成较大的安全隐患。
[0005]传统的三极法或钳表法测试接地电阻，除了需要将接地网与铁塔各个塔脚的连接点打开之外，在遇到放射型接地极构成的接地网时，还需要将四个放射接地极与塔身断开后，再用导线全部连接后才可以测试，故此，劳动强度大、测试效率低。
【发明内容】
[0006]为提高线路铁塔接地电阻测试效率，本发明的目的在于:提供一种免拆接地线测试铁塔接地电阻的装置。
[0007]本发明是这样实现的:
[0008]该免拆接地线的测试铁塔接地电阻装置，主要由CPU控制单元1、供电电源模块2、显示屏3、键盘4、逆变变频电源5、电压电流采样电路6、电流极注入点7、参考电压极8、参考点9、电流极Cl、电压极P1、电压极P2、电流极C2接线端子14-17、罗氏线圈电流互感器18组成。
[0009]所述CPU控制单元I，与供电电源模块2、显示屏3、键盘4、逆变变频电源5及电压电流采样电路6连接；
[0010]所述供电电源模块2，由整流电路和锂电池组成，其前级为220V交流电，该交流电经整流电路转化为直流电，为锂电池充电，锂电池为CPU控制单元I及逆变变频电源5供电。此逆变变频电源5同时与供电电源模块2的锂电池和整流电路输出端相连，将直流电转化为测试环境需要的交流电源一交流电的频率为45Hz，通过CPU控制单元I控制电压信号的频率及幅值。
[0011]所述电流极Cl与逆变变频电源5及电流极注入点7相连，通过电流极注入点注入45Hz异频电流;所述电流级C2与杆塔的塔身参考点9相连，作为杆塔的电流参考点。
[0012]所述电压极Pl输出电压的大小由单片机控制，其电压值对应于电压采样参考点8的异频电压;所述电压极P2与杆塔的塔身参考点9相连，作为杆塔的电压参考点。
[0013]所述罗氏线圈电流互感器18，其分别与四个接线端子连接，依据电磁感应原理对铁塔塔脚接地引下线电流采样。
[0014]所述参考点9，连接在铁塔塔架上，作为零电位点。
[0015]所述电流极注入点7及参考电压极8，根据三极法要求(直线0.618或30°夹角法)设置参考点。
[0016]所述电压电流采样电路6，通过采集到的流入大地电流及电压值，为CPU控制单元I提供原始数据；
[0017]CPUl及电压电流采样电路6对施加的异频信号控制、采样、计算，其控制指令由键盘4输入，结果依靠液晶显不屏7输出。
[0018]本发明采用异频抗干扰技术，在铁塔塔身和远端电流极注入异频电流，用开口式的罗氏线圈电流互感器钳在铁塔接地引下线上，以测量各个塔脚接地引下线的异频电流；对于测量到的电压和电流信号分别同步进行采样及数字滤波一一去除工频50Hz及高频干扰信号；由测量装置对电流、电压信号作频谱分析，将其中的基波分量分离出来，采用欧姆定理计算方法，得到被测铁塔的接地电阻。
[0019]本发明的有益效果是:
[0020]本发明之测试铁塔接地电阻的装置，现场测试时，可简化拆除接地引下线的繁重工作，其有益效果:
[0021](I)避免了铁塔接地引下线因打不开而无法进行测试。
[0022](2)避免接地极由于土壤沉降而导致接地引下线拆后无法恢复的情况发生。
[0023](3)测量范围广，分辨率高。
[0024](4)节省测试时间，节约测试成本。
[0025]本发明之免拆接地线测试铁塔接地电阻装置，具有接线简单，操作便捷，减轻劳动强度，可提高线路铁塔接地电阻测试效率2倍以上，一年可节省维护成本50%以上。
[0026]下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。
【附图说明】
[0027]图1.本发明的测试原理框图
【具体实施方式】
[0028]实施例一种测试铁塔接地电阻的新型装置
[0029]图1之框图显示了本发明实施例测试铁塔接地电阻的测试原理
[0030]图中:I是CTU控制单元、2是供电电源模块、3是显示屏、4是键盘、5是逆变变频电源、6是电压电流米样电路、7是电流极注入点、8是参考电压极、9是参考点、10_17是接线端子:其中接线端子10、13分别为电流极C1、C2;接线端子11、12分别为电压极P1、P2;接线端子14-17分别为RCT-1、RCT-2、RCT-3、RCT-4，其连接着罗氏线圈电流互感器18。
[0031]CPU控制单元I，与供电电源模块2、显示屏3、键盘4、逆变变频电源5及电压电流采样电路6连接；
[0032]供电电源模块2，由整流电路和锂电池组成，其前级为220V交流电，该交流电经整流电路转化为直流电，为锂电池充电，锂电池为CPU控制单元I及逆变变频电源5供电；该逆变变频电源5，其同时与供电电源模块2的锂电池和整流电路输出端相连，将直流电转化为测试环境需要的交流电源，交流电的频率为45Hz，通过CPU控制单元I控制电压信号的频率及幅值;电压极所述电流极Cl，其与逆变变频电源模块5及电流极注入点7相连，通过电流极注入点7注入45Hz异频电流;所述电流极C2，其与杆塔的塔身参考点9相连，作为杆塔的电流参考点。
[0033]所述电压极Pl，其输出电压的大小由单片机控制，其电压值对应于电压采样参考点8的异频电压;所述电压极P2与杆塔的塔身参考点9相连，作为杆塔的电压参考点。
[0034]罗氏线圈电流互感器18，依据电磁感应原理对铁塔塔脚接地引下线电流采样;CPU及采样电路对施加的异频信号控制、采样、计算，其控制指令由键盘4输入，结果依靠液晶显不屏3输出。
[0035]电压电流采样电路6，通过采集到的流入大地电流及电压值，为CPU控制单元I提供原始数据。
[0036]参考点9，连接在铁塔塔架上，作为零电位点；
[0037]显示屏3，用于输出测量数据；
[0038]键盘4，为输入信号源操作测量装置的设置及显示；
[0039]电流极注入点7及参考电压极8，根据三极法要求(直线0.618或30°夹角法)设置参考点9。
[0040]在铁塔整个接地系统中，测试装置注入电流，经大地、铁塔接地网络、测试装置构成回路。
[0041 ]在测试现场，本实施例的安装和计算方法如下:
[0042]I)按照三极法要求(直线0.618或30°夹角法)布置电流极和电压极；
[0043]2)选择塔身的任意位置为参考点9，将电流极C2、电压极P2接到参考点9上；
[0044]3)将电流极的注入点7插入距塔脚最大对角线距离(d)之3?4d的地内，通过导线与装置的电流极端口 Cl连接；
[0045]4)电压极参考点，依据30°夹角法-插入在电流极注入点距铁塔距离I倍左右的地中，电流线与电压线成30°以上夹角，通过导线与测量仪器的电压极端口Pl连接；
[0046]5)使用4个罗氏线圈电流互感器，分别钳在铁塔的4个塔脚接地引下线处，另一端与测试仪 RCT-1、RCT-2、RCT-3、RCT-4 相连；
[0047]6)异变变频电源5对电流极Cl注入固定频率的电流Is(45Hz);
[0048]7)测试装置采集被测试塔基四个塔脚接地引下线的电流和参考电压值Us;
[0049]8)根据欧姆定律分别计算各塔脚接地阻抗ZA、Zb、Zc、Zd，再计算铁塔接地电阻值Re= 1/(1/Za+1/Zb+1/Zc+1/Zd)，Re 即为塔基接地电阻值。
【主权项】
1.免拆接地线测试铁塔接地电阻的装置，其特征在于:主要由CPU控制单元(1)、供电电源模块(2)、显示屏(3)、键盘(4)、逆变变频电源(5)、电压电流采样电路(6)、电流极注入点(7)、参考电压极(8)、参考点(9)、电流极Cl(10)、电压极Pl (11)、电压极P2(12)、电流极C2(13)、接线端子、罗氏线圈电流互感器(18)组成； 所述CPU控制单元(I)，与供电电源模块(2)、显示屏(3)、键盘(4)、逆变变频电源(5)及电压电流采样电路(6)连接； 所述电流极Cl(1)与逆变变频电源模块(5)及电流极注入点(7)相连，通过电流极注入点(7)注入45Hz异频电流；电流极C2(13)与杆塔的塔身参考点(9)相连，作为杆塔的电流参考占.-J V， 所述电压极PI (11)输出电压的大小由单片机控制，其电压值对应于电压采样参考点(8)的异频电压;电压极P2(12)与杆塔塔身参考点(9)相连，作为杆塔的电压参考点。 所述罗氏线圈电流互感器(18)，其分别与电流极Cl (10)、电压极Pl (11)、电压极P2(12)、电流极C2(13)的接线端子连接，依据电磁感应原理对铁塔塔脚接地引下线电流采样； 所述参考点(9 )，连接在铁塔塔架上，作为零电位点； 所述电流极注入点(7)及参考电压极(8)，根据三极法要求设置参考点； 所述电压电流采样电路(6)，通过采集到的流入大地电流及电压值，为CPU控制单元(I)提供原始数据。2.根据权利要求1所述测试铁塔接地电阻的装置，其特征在于:所述供电电源模块(2)，由整流电路和锂电池组成，其前级为220V交流电，交流电经整流电路转化为直流电，为锂电池充电;锂电池为CPU控制单元(I)及逆变变频电源(5)供电。3.根据权利要求1所述测试铁塔接地电阻的装置，其特征在于:所述逆变变频电源(5)，同时与供电电源模块(2)的锂电池和整流电路输出端相连，将直流电转化为测试环境需要的交流电源，交流电的频率为45Hz，通过CPU控制单元(I)控制电压信号的频率及幅值。4.根据权利要求1所述测试铁塔接地电阻的装置，其特征在于:所述罗氏线圈电流互感器(18)，采用开合结构，线圈柔软易弯，能在狭小空间中自由穿梭。5.免拆接地线测试铁塔接地电阻的装置的使用方法:其特征在于，依下述步骤方法进行: 1)按照三极法要求-直线0.618或30°夹角法，布置电流极Cl(10)和电压极Pl (11); 2)选择塔身的任意位置为参考点(9)，将电流极C2(13)、电压极P2(12)接到参考点(9)上； 3)将电流极注入点插入在距塔脚最大对角线距离(d)之3?4d的地内，通过导线与装置的电流极端口 Cl(1)连接； 4)电压极参考点8，依据30°夹角法-插入在电流极注入点(7)距铁塔距离I倍左右的地中，电流线与电压线成30°以上夹角，通过导线与测量仪器的电压极端口Pl(Il)连接； 5)使用4个罗氏线圈电流互感器，分别钳在铁塔的4个塔脚接地引下线处，另一端分别与测试仪电流极CI (I O)、电压极PI (I I)、电压极P2 (12)、电流极C2 (13)的接线端子RCT-1、RCT-2、RCT-3、RCT-4 相连； 6)异变变频电源(5)对电流极(Cl)注入固定频率的电流Is为45Hz; 7)测试装置采集被测试塔基四个塔脚接地引下线的电流和参考电压值Us; 8)根据欧姆定律分别计算各塔脚接地阻抗Za、Zb、Zc、Zd，再计算铁塔接地电阻值Re = I /(1/Za+1/Zb+1/Zc+1/Zd)，Re即为塔基接地电阻值。
【文档编号】G01R27/20GK105891606SQ201610478021
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】李映清, 张顶山, 崔慧明, 王彦彪, 张丹灵, 夏玉山, 肖克芳, 李永清, 陈振勇, 李国生, 王关霖, 吴正功
【申请人】国网甘肃省电力公司白银供电公司