一种大型地网接地电阻测试仪的计量性能校验装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种大型地网接地电阻测试仪的计量性能校验装置，属于大型地网接地电阻测试【技术领域】。本发明的校验装置，对大型地网接地电阻测试仪计量性能包括：示值误差，辅助接地电阻对示值误差的影响，地电压对示值误差影响，地网自感对示值误差的影响和测试线间串扰对示值误差的影响。本发明校验装置可以对大型地网接地电阻测试仪抗干扰能力进行定量评估，并加入了地网自感、测试线间串扰这两个因素的影响，使得大型地网接地电阻测试仪能够在模拟真实工况的环境下进行检测，保证了大型地网测试仪性能评估的有效性。
【专利说明】一种大型地网接地电阻测试仪的计量性能校验装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种大型地网接地电阻测试仪的计量性能校验装置，属于大型地网接 地电阻测试【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 地网接地电阻是地网设计、施工验收、运行维护的重要依据，是保障发电、变电、配 电、用电系统安全运行的重要指标。根据DL/T 475-2006中华人民共和国电力行业标准：接 地装置特性参数测量导则，接地装置可以分为两类：一般接地装置和大型接地装置。其中大 型接地装置指的是" I IOkV及以上电压等级变电所，装机容量在200MW以上的火电厂和水电 厂，或者等效面积在5000m2以上的接地装置"。
[0003] 测量接地装置的接地电阻需要使用接地电阻表。DL/T 845. 2-2004中华人民共和 国电力行业标准：电阻测量装置通用技术条件第2部分：工频接地电阻测试仪中，将测试仪 分为两类："A类适用于一般接地装置接地电阻的测量（即一般接地电阻表），B类适用于大 型接地装置接地阻抗的测量（即大型地网接地电阻测试仪）"。大型地网接地电阻测试仪已 广泛用于电力、铁路、各大型工矿企业等行业，用以测量各类发电、电网变电供电、用电系统 的大型地网工频接地电阻值。
[0004] 使用大型地网接地电阻测试仪进行测试一般采用DL/T 475-2006中推荐的三极 法，测试连接如图7所示。测试仪的四端子中，第二电流测试孔C2 '和第二电压测试孔P2 ' 接到被试接地装置E中接地良好的测试点C'，测试电流从第一电流测试孔C/输出，通 过测试引线接至电流极C并注入地下。电流极应布置的尽量远，电流极与被试接地装置的 距离Cla应为被试接地装置最大对角线长度的4?5倍。电压极布置在电流极与地网之间 约0.618(1?处，用测试引线将电压极P的电压引回至第一电压测试孔P1 '。通过欧姆定律 可以计算出被试接地装置的接地电阻值。
[0005] 大型地网地阻测试仪现阶段在国内现场使用的特点是：被测地网接地电阻很小 (通常小于〇. 5 Q )，测试电流比一般接地电阻表大，测试精度要求高（I. 0级）。
[0006] 针对各类接地电阻表的检定，现行的技术法规是JJG 366-2004接地电阻表国家 计量检定规程。该规程中明确指出"本规程不适用于交流电网供电和因特殊要求而制造的 接地电阻表"，即不适用于大型地网接地电阻测试仪的计量检定。但由于没有更合适的技术 法规，许多地方仍然依照JJG 366-2004接地电阻表国家计量检定规程来计量检定大型地 网接地电阻测试仪。
[0007] 图1是现有的检定规程JJG 366-2004中提出的接地电阻测试仪检定的电路模型， 与测试仪计量性能相关的主要检定项目包括：示值误差；辅助接地电阻的影响；地电压的 影响。
[0008] 依据现有技术法规对大型地网接地电阻测试仪进行检定，还存在以下不足之处：
[0009] 1)示值误差的检定方法中电压极辅助接地电阻RP、电流极辅助接地电阻R c同时置 为500 Q，而大型地网接地电阻测试仪辅助接地电阻一般要求不超过200 Q。电阻过大会导 致大型地网接地电阻测试仪无法工作。
[0010] 2)辅助接地电阻影响的检定方法中可变电压极辅助接地电阻RP、可变电流极辅助 接地电阻Rc同时置为0 Q、1000 Q、2000 Q、5000 Q，而大型地网接地电阻测试仪辅助接地电 阻一般要求不超过200 Q。因此辅助接地电阻的取值不符合大型地网接地电阻测试仪的实 际工作要求。
[0011] 3)地电压影响的检测条件与大型地网接地电阻测试仪的实际测试工况不符。大型 地网的接地电阻一般要求小于0. 5 Q，而图1检测的条件是在比实际接地电阻大很多（比如 20Q)的情况下施加工频干扰（比如2V，5V)。相同干扰对测量20Q电阻的影响很小，但是 对测量0.5Q电阻的影响很大，会超出指标要求。
[0012] 4)地网自感、测试引线间串扰等因素对大型地网接地电阻测试的影响影响不可忽 略，但是这些影响因素在现有的技术中未能被检测。
[0013] 以上诸多因素导致许多依照现有技术法规计量合格的大型地网接地电阻测试仪 在现场使用时测试值相差大，有些仪器甚至不能正常工作，给接地系统的安全评估带来很 大困惑。
【发明内容】
[0014] 本发明的目的是提出一种大型地网接地电阻测试仪的计量性能校验装置，改变已 有校验装置的结构，在装置中考虑了抗干扰能力的定量评估，加入了地网自感和测试线间 串扰等因素对测试的影响，使得检测结果更符合测试工况，为大型地网接地电阻测试仪的 性能评估提供技术上更完善的保障。
[0015] 本发明提出的大型地网接地电阻测试仪的计量性能校验装置，包括单相自耦调压 器1\、第一隔离变压器T2、第二隔离变压器T3、交流电流表A1、交流电压表VI、可变标准电阻 器Re、电感Le、可变电压极辅助接地电阻Rpi、可变电流极辅助接地电阻R a、耦合电容Ccp、线 阻Rea、第一电压测试孔P1、第一电流测试孔C1、第二电压测试孔P 2、第二电流测试孔C2 ;所 述的第二电流测试孔C2连接至交流电流表Al的左侧；所述的交流电流表Al与可变标准电 阻器Re和电感Le串联；所述的单相自耦调压器T1的初级接220V交流电源，单相自耦调压 器T1次级的中心抽头连接至第一隔离变压器T2初级的上端；单相自耦调压器T1次级的下 端接第一隔离变压器T2初级的下端；所述的交流电压表Vl并联在第一隔离变压器T2的次 级，第一隔离变压器T2次级的上端连接至第二电压测试孔P2，第一隔离变压器T2次级的下 端连接至交流电流表Al与可变标准电阻器Re之间的连接线上；所述的电感Le的右端连接 至可变电压极辅助接地电阻Rpi和可变电流极辅助接地电阻Ra的连接线上，可变电流极辅 助接地电阻Ra的上端接至第二隔离变压器T3初级的下端；所述的线阻Rea并联在第二隔 离变压器T3的初级；所述的可变电压极辅助接地电阻Rpi的上端接至第二隔离变压器T3次 级的下端；所述的耦合电容Ccp并联在可变电流极辅助接地电阻Ra的上端与可变电压极辅 助接地电阻Rpi的上端之间；所述的第一电压测试孔P1与第二隔离变压器T3次级的上端相 连，第一电流测试孔C1与第二隔离变压器T3初级的上端相连；校验装置的第一电流测试孔 C1连接至待校大型地网接地电阻测试仪的第一电流测试孔C1 所述的第一电压测试孔P1 连接至待校大型地网接地电阻测试仪的第一电压测试孔P1 '，第二电压测试孔匕连接至待 校大型地网接地电阻测试仪的第二电压测试孔P2 '，第二电流测试孔C2连接至待校大型地 网接地电阻测试仪的第二电流测试孔C2'。
[0016] 本发明提出的大型地网接地电阻测试仪的计量性能校验装置，其优点是：
[0017] 1、本发明的大型地网接地电阻测试仪的计量性能校验装置中，在检测示值误差时 将可变电压极辅助接地电阻Rp1和可变电流极辅助接地电阻Ra的电阻值同时置为50 Q，使 检定条件更符合大型地网接地电阻测试仪实际工作条件。
[0018] 2、本发明的计量性能校验装置，在校验过程中将辅助接地电阻的影响的检测点分 别设为0 Q、100 Q和200 Q，以改变校验条件，使其符合大型地网接地电阻测试仪实际工作 条件。
[0019] 3、本发明的计量性能校验装置，提出在接地电阻Re = 0.5 Q的条件下，用待校验 测试仪的衰减倍数K值、允许误差值E、实际输出电流值I。计算并施加模拟地电压VD，评估 地电压对大型地网接地电阻测试仪示值误差的影响，使大型地网接地电阻测试仪的抗干扰 能力得到定量评估。
[0020] 4、本发明的计量性能校验装置，提出用电感Le来模拟地网自感，评估地网自感对 大型地网接地电阻测试仪示值误差的影响，使大型地网接地电阻测试仪的性能评估更加完 善。
[0021] 5、本发明的计量性能校验装置，提出用耦合电容Ccp以及第二隔离变压器T 3和线 阻Retl模拟测试线间的串扰，评估线间串扰对大型地网接地电阻测试仪示值误差的影响，使 大型地网接地电阻测试仪的性能评估更加完善。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为已有的检定规程中对大型地网接地电阻测试仪进行计量性能检测的校验 装置的电路接线示意图。
[0023] 图2为本发明提出的大型地网接地电阻测试仪的校验装置对大型地网接地电阻 测试仪进行校验的接线示意图；
[0024] 图3为大型地网接地电阻测试仪示值误差和辅助接地电阻影响的实验接线；
[0025] 图4为大型地网接地电阻测试仪受地电压影响的实验接线；
[0026] 图5为大型地网接地电阻测试仪受地网自感影响的实验接线；
[0027] 图6为大型地网接地电阻测试仪受测试线间串扰影响的实验接线；
[0028] 图7为大型地网接地电阻测试仪现场测试接线图。
【具体实施方式】
[0029] 本发明提出的大型地网接地电阻测试仪的计量性能校验装置，其接线示意图如图 2所示。该计量性能校验装置包括单相自耦调压器T1、第一隔离变压器T2、第二隔离变压器 T3、交流电流表A1、交流电压表VI、可变标准电阻器Re、电感Le、可变电压极辅助接地电阻 Rpi、可变电流极辅助接地电阻Ra、耦合电容CeP、线阻Rea、第一电压测试孔P 1、第一电流测试 孔(^、第二电压测试孔P2、第二电流测试孔C2;所述的第二电流测试孔C2连接至交流电流表 Al的左侧；所述的交流电流表Al与可变标准电阻器Re和电感Le串联；所述的单相自耦调 压器T1的初级接220V交流电源，单相自耦调压器T1次级的中心抽头连接至第一隔离变压 器T2初级的上端；单相自耦调压器T1次级的下端接第一隔离变压器T2初级的下端；所述的 交流电压表Vl并联在第一隔离变压器T2的次级，第一隔离变压器T2次级的上端连接至第 二电压测试孔P2，第一隔离变压器T2次级的下端连接至交流电流表Al与可变标准电阻器 Re之间的连接线上；所述的电感Le的右端连接至可变电压极辅助接地电阻Rpi和可变电流 极辅助接地电阻Ra的连接线上，可变电流极辅助接地电阻Ra的上端接至第二隔离变压器 T3初级的下端；所述的线阻仏^并联在第二隔离变压器T3的初级；所述的可变电压极辅助 接地电阻Rpi的上端接至第二隔离变压器T3次级的下端；所述的耦合电容Ccp并联在可变电 流极辅助接地电阻Ra的上端与可变电压极辅助接地电阻Rpi的上端之间；所述的第一电压 测试孔P1与第二隔离变压器T3次级的上端相连，第一电流测试孔C1与第二隔离变压器T 3初级的上端相连；校验装置的第一电流测试孔C1连接至待校大型地网接地电阻测试仪的第 一电流测试孔C1 所述的第一电压测试孔？:连接至待校大型地网接地电阻测试仪的第一 电压测试孔P1 '，第二电压测试孔匕连接至待校大型地网接地电阻测试仪的第二电压测试 孔己'，第二电流测试孔C2连接至待校大型地网接地电阻测试仪的第二电流测试孔C2'。
[0030] 本发明的校验装置中，第一电流测试孔C1接收由待校大型地网接地电阻测试仪的 第一电流测试孔C1 '流出的测试电流，第一电压测试孔P1将采样电压输送给待校大型地网 接地电阻测试仪的第一电压测试孔P1 '。单相自耦调压器T1和第一隔离变压器T2协同工 作，产生工频干扰地电压信号用来模拟被试接地装置与远方大地之间的地电压；单相自耦 调压器T1的初级接220V交流电源，通过调节单相自耦调压器T1来调节第一隔离变压器T 2次级输出的工频干扰地电压的幅值。交流电压表Vl用来测量施加在待校大型地网接地电 阻测试仪上的模拟工频干扰地电压值。交流电流表Al用来测量待校大型地网接地电阻测 试仪实际输出电流值。可变标准电阻器Re用来描述接地装置对远方电位零点的阻抗即接 地电阻；电感Le与可变标准电阻器Re串联；可变电压极辅助接地电阻Rpi用来模拟被试接 地装置电压辅助接地极与大地之间的电阻；可变电流极辅助接地电阻Ra用来模拟被试接 地装置电流辅助接地极与大地之间的电阻。耦合电容Ccp并联在可变电流极辅助接地电阻 Ra的上端与可变电压极辅助接地电阻Rpi的上端之间；线阻Rcti并联在第二隔离变压器T 3的初级；耦合电容CeP、线阻Rea和第二隔离变压器1~3主要用来模拟测试线间串扰；测试线间 串扰包括电感耦合和电容耦合两种形式。测试线线阻Retl和第二隔离变压器T3主要用来模 拟测试线间感性串扰，将电流极测试线线阻上产生的压降耦合到电压极P1I，形成了感性 耦合干扰电压。测试线间耦合电容Cep用来模拟测试线间容性串扰。测试电流I。在可变电 流极辅助接地电阻Ra的上端产生较高的电压，通过耦合电容Ccp与Rpi构成了分流支路，在 可变电压极辅助接地电阻Rpi的上端形成了容性耦合干扰电压。
[0031] 本发明的校验装置，对大型地网接地电阻测试仪的计量性能包括：示值误差，辅助 接地电阻对示值误差的影响，地电压对示值误差影响，地网自感对示值误差的影响和测试 线间串扰对示值误差的影响。
[0032] 以下结合附图，详细介绍利用本发明提出的校验装置对大型地网接地电阻测试仪 进行计量性能校验的工作原理和工作过程：
[0033] (1)测定待校大型地网接地电阻测试仪的示值误差，其校验的工作流程包括以下 步骤：
[0034] (1-1)测试前将待校大型地网接地电阻测试仪在温度为15°C?25°C、相对湿度为 40%?70%的环境下放置2小时以上；
[0035] (1-2)使待校大型地网接地电阻测试仪与本校验装置相连，其接线图如图3所示， 其中，校验装置的第二电流测试孔C2连接至第二电压测试孔P2和可变标准电阻器Re的连接 线上；可变标准电阻器Re的右端连接至可变电压极辅助接地电阻Rpi和可变电流极辅助接 地电阻Ra的连接线上；可变电流极辅助接地电阻Ra的上端连接至校验装置的第一电流测 试孔C1 ;可变电压极辅助接地电阻Rpi的上端连接至校验装置的第一电压测试孔P1 ;校验装 置的第一电流测试孔C1连接至待校大型地网接地电阻测试仪的第一电流测试孔C1 '，第一 电压测试孔P1连接至待校大型地网接地电阻测试仪的第一电压测试孔P1 '，第二电压测试 孔己连接至待校大型地网接地电阻测试仪的第二电压测试孔P2 '，第二电流测试孔(：2连接 至待校大型地网接地电阻测试仪的第二电流测试孔C2'。将可变电压极辅助接地电阻Rpi和可变电流极辅助接地电阻Ra的电阻值同时置为50 Q，开机通电；
[0036] (1-3)开始校验时，对待校大型地网接地电阻测试仪进行调零校准，将可变标准电 阻器Re的电阻值调节至实际值Rn (均匀选取待校大型地网接地电阻测试仪全量程范围内 10个点，n= 1-10)，记录每个实际值Rn对应的待校大型地网接地电阻测试仪的显示读数 Rxn ；
[0037] (1-4)通过下式计算得到待校大型地网接地电阻测试仪的示值误差E :
【权利要求】
1. 一种大型地网接地电阻测试仪的计量性能校验装置，其特征在于该计量性能校验装 置包括单相自耦调压器、第一隔离变压器T2、第二隔离变压器T3、交流电流表A1、交流电 压表VI、可变标准电阻器RE、电感LE、可变电压极辅助接地电阻RP1、可变电流极辅助接地电 阻Ra、耦合电容CeP、线阻Rea、第一电压测试孔Pi、第一电流测试孔Q、第二电压测试孔P 2、 第二电流测试孔C2 ;所述的第二电流测试孔(：2连接至交流电流表A1的左侧；所述的交流电 流表A1与可变标准电阻器RE和电感LE串联；所述的单相自耦调压器的初级接220V交 流电源，单相自耦调压器次级的中心抽头连接至第一隔离变压器T2初级的上端；单相自 耦调压器次级的下端接第一隔离变压器T2初级的下端；所述的交流电压表VI并联在第 一隔离变压器T2的次级，第一隔离变压器T2次级的上端连接至第二电压测试孔P2，第一隔 离变压器T2次级的下端连接至交流电流表A1与可变标准电阻器RE之间的连接线上；所述 的电感LE的右端连接至可变电压极辅助接地电阻RP1和可变电流极辅助接地电阻Ra的连 接线上，可变电流极辅助接地电阻Ra的上端接至第二隔离变压器T3初级的下端；所述的线 阻并联在第二隔离变压器T3的初级；所述的可变电压极辅助接地电阻RP1的上端接至第 二隔离变压器T3次级的下端；所述的耦合电容Ccp并联在可变电流极辅助接地电阻Ra的上 端与可变电压极辅助接地电阻RP1的上端之间；所述的第一电压测试孔Pi与第二隔离变压 器T3次级的上端相连，第一电流测试孔Q与第二隔离变压器T3初级的上端相连；校验装置 的第一电流测试孔Q连接至待校大型地网接地电阻测试仪的第一电流测试孔Q 所述的 第一电压测试孔？:连接至待校大型地网接地电阻测试仪的第一电压测试孔Pi '，第二电压 测试孔P2连接至待校大型地网接地电阻测试仪的第二电压测试孔P2 '，第二电流测试孔(：2连接至待校大型地网接地电阻测试仪的第二电流测试孔C2 '。
【文档编号】G01R35/00GK104360296SQ201410602698
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】端木林楠, 胡晓晖, 李 雨, 彭珑, 马继先, 马鑫晟, 赵媛, 胡学军 申请人:国家电网公司, 国网冀北电力有限公司电力科学研究院, 华北电力科学研究院有限责任公司, 武汉市康达电气有限公司