一种地网智能检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种地网智能检测系统，包括预埋测试接地电极、主测设备，预埋测试接地电极通过电气连接器件与主测设备连接；主测设备包括主电路板，主电路板上设有中央处理器，中央处理器通过电源模块与电气转换器件、通过激励电路与电气连接器件、通过TTL电平转换电路与单片机、通过数据线与通讯模块连接、通过LCD接口与显示器连接，在中央处理器上设置有USB接口、232串行接口和网络接口；电源模块通过电源转换器件与开关电源连接；单片机通过数据总线与电气连接器件的控制端及激励电路的控制端连接，单片机通过数据线与RS485接口连接，单片机上还设有测试接口JTAG。该系统可满足标准及非标准布线情况下实现接地电阻实时在线精准监测。
【专利说明】—种地网智能检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及地网无人值守监控系统，具体涉及一种地网智能检测系统。
【背景技术】
[0002]目前接地电阻测试主要实现工具为摇表、接地电阻测试表等测试装置，测试方法需要人工现场进行测试，这种传统测试方法的缺点在于，因测试人员知识水平，能力素质差异，每次测试现场实施布线差异导致实际每次测试结果误差较大，与实际接地电阻偏差较大，可参考意义降低。
[0003]目前接地电阻测试的主要问题表现为:
[0004]1、场地限制，测量无法按照标准要求布线。现有技术需在标准布线下测量，在实际测量时无法满足要求。
[0005]由于机房一般都是建在偏远山区，周围情况复杂，一面是铁轨，另一面或是山坡、沟壑、公路等地理环境。受场地限制，能够按照三极法标准要求的测量方法放线的机房几乎没有，所谓的三极法测量的原理如图1所示，三极指待测接地装置、辅助电流极、辅助电压极，另外，测试线要求按照200和400的直线放线距离进行布线。因此，目前铁路系统探测站接地电阻的测量方法都是非标准、不准确的。
[0006]2、电磁场环境复杂，对测试干扰大。现有技术要求测量环境相对纯净，不能满足复杂的测量环境。
[0007]由于机房周围电磁环境复杂，上面是高压接触网，下面是钢轨，机房周围交叉敷设各种入户电缆。强烈的电磁环境在接地电阻测量中存在电感与电容的耦合影响，还存在阻性耦合影响。当接触网电流经钢轨回流时，将会有一部分电流沿钢轨漏泄入地，在入地电流点周围相对于远处的大地之间会产生电位，通过大地阻性耦合，在通信基站接地装置间产生电位差。从而对接地电阻的测量造成影响，如图2所示，因此，如果不采取一定防干扰措施进行测量，根本无法获得准确有效的阻值信息。
[0008]如何在非标准三极法测试条件下和复杂的干扰环境里能够及时准确检测接地体的运行状况，使得测量结果不再因人而异，测试条件不再受场地限制，测试精度不再受干扰环境影响，及早发现问题并采取相应的措施。成为针对铁路机房特殊情况及接地电阻测试需要解决的技术问题。
[0009]3、现有技术测试过程中人身及设备安全无法保证。
[0010]机房一般采用接地摇表测量(三极法)，需要将接地装置与设备断开，这种断开测量时设备处于不良运行环境中，特别是雷雨季测量人和设备都处于无保护状态，因此存在安全隐患。
[0011〕 4、现有技术接地电阻测试财力、人力、物力费用过大。
[0012]目前，机房接地电阻等相关信息需要定期派工作人员去现场测量。由于站点多、距离相对较远、交通不便等原因导致测量劳人、耗时、费钱。实用新型内容
[0013]本实用新型的目的是，针对现有技术存在的问题，提供一种标准化的测试线预埋规范了布线标准，可自动化智能测量排除了人为因素使每次的测试结果都非常准确，独特的误差校准算法使测试值与真实值误差最小，增强了可参考意义。更重要的一点，该系统一次性安装，便可达到无人值守，通过远程36/0^3网络进行测试，采集测试数据，方便测试及现场维护的地网智能检测系统。
[0014]为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是:提供一种地网智能检测系统，该系统包括预埋测试接地电极、主测设备和数据管理芯片，预埋测试接地电极通过电气连接器件与主测设备连接；其中，预埋测试接地电极按照标准地阻测量的辅助电极布线要求预埋在地下；主测设备包括主电路板，主电路板上设有中央处理器，中央处理器通过电源模块与电气转换器件连接，中央处理器还通过激励电路与电气连接器件连接，中央处理器还通过III电平转换电路与单片机连接，中央处理器还通过数据线与通讯模块连接，中央处理器还通过1X0接口与显示器连接，在中央处理器上设置有…8接口、232串行接口和网络接口 ；电源模块通过电源转换器件与开关电源连接；单片机通过数据总线与电气连接器件的控制端及激励电路的控制端连接，单片机通过数据线与旧485接口连接，单片机上还设有测试接口了从匕单片机上还与读写存储器连接。
[0015]其中优选的技术方案是，所述的电气连接器件为继电器，继电器上的输入电源接线端与激励电路连接，继电器上的输出电源接线端与预埋测试接地极连接，继电器上的控制端通过数据总线与单片机连接，单片机通过与其连接的按钮和/或中央处理器控制主测设备与预埋测试接地极之间的联通或断开。
[0016]优选的技术方案还有，所述的继电器上的输出电源接线端通过电涌保护器接地。
[0017]优选的技术方案还有，所述电源模块包括连接在中央处理器与电源转换器件之间的121转研电源模块，连接在电源转换器件与继电器之间的转训电源模块，连接在电源转换器件与单片机之间的127转3.电源模块，连接在电源转换器件与通讯模块之间的12\转3.87电源模块，电源转换器件与开关电源连接，开关电源再与2207交流电源连接。
[0018]优选的技术方案还有，所述通讯模块为模块。
[0019]优选的技术方案还有，所述数据线为232数据线。
[0020]优选的技术方案还有，在所述单片机上设有控制120的输出接口，屏蔽仪输出接口和内部测试协议的芯片。
[0021]优选的技术方案还有，所述中央处理器的型号为1见'此八270，在中央处理器上设置有V卡。
[0022]优选的技术方案还有，所述显示器为7寸液晶显示器。
[0023]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0024]1、本实用新型所述地网智能检测系统，可满足标准及非标准布线情况下通过插入相关算法实现接地电阻实时在线精准监测，现有技术只能在标准布线情况下测量。
[0025]2、可远程监测，亦可现场测量。远程可实现单一站点测量，也可实现多个站点同时测量；而现有技术只能现场人工布线，无法智能化进行多处设备测试。
[0026]3、本实用新型所述地网智能检测系统，外围配有按键，按下按键后测试回路闭合，仪表测量功能启动。配有7寸液晶触控显示屏及⑶卡，实现数据存储、数据上传、数据记录、数据查询等功能。
[0027]4、本实用新型所述地网智能检测系统具备阻值设置值超标报警功能，阻值超标，主机屏幕及远程监控平台均自动弹出报警界面，报警阀值及电位极/电流极布线距离等参数由安装人员现场通过7寸液晶触控显示屏进行设置，一次性设置，其后不可进行修改与调整。
[0028]5、本实用新型所述地网智能检测系统具备固件程序及远程升级功能。
[0029]6、本实用新型所述地网智能检测系统的硬件具备10018网络接口，83485接口，全功能串口，无线等丰富的功能。数据可以通过83485接口、⑶…模块、网口等接口实现数据多样化传输。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为现有接地电阻测试的三极法测量原理图；
[0031]图2为现有对接地电阻测量造成的影响示意图；
[0032]图3为本实用新型地网智能检测系统的框图；
[0033]图4为图中主测设备的结构框图。
[0034]图3中预埋测试接地电极，主测设备，数据管理芯片；
[0035]图4中:1-主电路板，2-中央处理器，3-电源模块，3.1-127转讯电源模块，3.2-127转例电源模块，3.3-127转3.电源模块，3.4-127转3.8乂电源模块，3.5~9\电源模块，4-电气连接器件，5-激励电路，6-11电平转换电路，7-单片机，8-数据线，9-通讯模块，10-1X0接口，11-显示器，12-口38接口，13-232串行接口，14-网络接口，15-电源转换器件，16-开关电源，17-数据总线，18-83485接口，19-测试接口了1‘，20-读写存储器，21-输入电源接线端，22-输出电源接线端，23-控制端，24-按钮，25-电涌保护器，26-控制120的输出接口，27-屏蔽仪输出接口，28、内部测试协议芯片，294？卡。
【具体实施方式】
[0036]如图3、图4所示，本实用新型是一种地网智能检测系统，该系统包括预埋测试接地电极八、主测设备8和数据管理芯片0，预埋测试接地电极八通过电气连接器件与主测设备8连接；将预埋测试接地电极八按照标准地阻测量的辅助电极布线要求预埋在地下；主测设备8包括主电路板1，主电路板1上设有中央处理器2，中央处理器2通过电源模块3与电气转换器件4连接，中央处理器2还通过激励电路5与电气连接器件4连接，中央处理器2还通过III电平转换电路6与单片机7连接，中央处理器2还通过数据线8与通讯模块9连接，中央处理器2还通过1X0接口 10与显示器11连接，在中央处理器2上设置有…8接口 12、232串行接口 13和网络接口 14 ；电源模块3通过电源转换器件4与开关电源16连接；单片机7通过数据总线17与电气连接器件15的控制端及激励电路5的控制端连接，单片机7通过数据线8与83485接口 18连接，单片机7上还设有测试接口 117^19，单片机7上还与读写存储器20连接。
[0037]本实用新型优选的实施方案是，所述的电气连接器件4为继电器，继电器上的输入电源接线端21与激励电路5连接，继电器上的输出电源接线端22与预埋测试接地极八连接，继电器上的控制端23通过数据总线17与单片机7连接，单片机7通过与其连接的按钮24和/或中央处理器2控制主测设备与预埋测试接地电极八之间的联通或断开。
[0038]本实用新型中优选的实施方案还有，所述的继电器上的输出电源接线端22通过电涌保护器25接地。
[0039]本实用新型优选的实施方案还有，所述电源模块3包括连接在中央处理器2与电源转换器件15之间的127转57电源模块3.1，连接在电源转换器件15与继电器之间的12乂转例电源模块3.2，连接在电源转换器件15与单片机7之间的12乂转3.电源模块3.3，连接在电源转换器件15与通讯模块3之间的127转3.87电源模块3.4，电源转换器件15与开关电源16连接，开关电源16再与2207交流电源连接，将例电源模块3.5与继电器连接。
[0040]本实用新型优选的实施方案还有，所述通讯模块9为模块。
[0041]本实用新型优选的实施方案还有，所述数据线8为232数据线。
[0042]本实用新型优选的实施方案还有，在所述单片机7上设有控制[￡0的输出接口 26，屏蔽仪输出接口 27和内部测试协议芯片28。
[0043]本实用新型优选的实施方案还有，所述中央处理器2的型号为I町乩八270，在中央处理器上设置有卡29。
[0044]本实用新型优选的技术方案还有，所述显示器11为7寸液晶显示器。
[0045]本实用新型全面的考虑了地理环境，电磁环境，人为素质差异带来的影响，并以卓越的优化算法改良了测试精度，同时兼具本地数据存储、查看功能，远程控制，管理等功能。
[0046]本实用新型主要由预埋测试接地极八，主测试设备8，数据管理芯片组成，如图3所示。
[0047]如图4所示，采用预埋测试接地极八，将三级法用到的接地极按要求预埋到测试区域地下，并将测试线接入测试设备。为了避免雷击损害及周围干扰，接地极与设备平时是不连接的。当需要进行测试时，有远端服务器发送指令或本地按下测试按钮25后，主测试设备8将接地极接入，使用内部激励源5为电压极加固定频率交流电压，并注入测试电流，随后主设备8采集部分对电流极进行电流采样，最终根据欧姆定律计算出未经优化的测试数据，之后将测试数据根据现场环境通过数字滤波器采用分布式算法计算后输出测试结果。最后，切断预埋测试极八与主设备8的连接，断开激励源5供电，设备进入正常显示状态，并随时接受远端及本地操作指令。
[0048]在图4中:
[0049]1、主电路板:实现功能的统一管理，原始数据的采集、算法的修正处理、数据的有线、无线传输控制；
[0050]2、1？8485接口:实现数据的83485总线数据传输；
[0051〕 3、36/6^1^8模块:实现数据的无线传输口 ；
[0052]4、继电器控制组:实现测试通断控制；
[0053]5、2、？、0三端接口:实现预埋线的接口对接；
[0054]6、电涌保护器:提供设备自身雷电防护；
[0055]7、旧8接口:挂接旧8设备；
[0056]8、串口:实现数据通讯；
[0057]9、10八001网口:互联网及局域网组网接口；
[0058]10,7寸触控显示屏:实现用户交互界面及触控操作；
[0059]11、激励电路:产生必要的激励信号，实现接地电阻测试；
[0060]12、开关电源:实现内部电源供电；
[0061]13、220乂插座:实现设备供电。
[0062]本实用新型不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本实用新型的构思和所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种地网智能检测系统，其特征在于，该系统包括预埋测试接地电极、主测设备和数据管理软件，预埋测试接地电极通过电气连接器件与主测设备连接；其中，预埋测试接地电极按照标准地阻测量的辅助电极布线要求预埋在地下；主测设备包括主电路板，主电路板上设有中央处理器，中央处理器通过电源模块与电气转换器件连接，中央处理器还通过激励电路与电气连接器件连接，中央处理器还通过TTL电平转换电路与单片机连接，中央处理器还通过数据线与通讯模块连接，中央处理器还通过IXD接口与显示器连接，在中央处理器上设置有USB接口、232串行接口和网络接口 ；电源模块通过电源转换器件与开关电源连接；单片机通过数据总线与电气连接器件的控制端及激励电路的控制端连接，单片机通过数据线与RS485接口连接，单片机上还设有测试接口 JTAG，单片机上还与读写存储器连接。
2.如权利要求1所述的地网智能检测系统，其特征在于，所述的电气连接器件为继电器，继电器上的输入电源接线端与激励电路连接，继电器上的输出电源接线端与预埋测试接地极连接，继电器上的控制端通过数据总线与单片机连接，单片机通过与其连接的按钮和/或中央处理器控制主测设备与预埋测试接地极之间的联通或断开。
3.如权利要求2所述的地网智能检测系统，其特征在于，所述的继电器上的输出电源接线端通过电涌保护器接地。
4.如权利要求1所述的地网智能检测系统，其特征在于，所述电源模块包括连接在中央处理器与电源转换器件之间的12V转5V电源模块，连接在电源转换器件与继电器之间的12V转9V电源模块，连接在电源转换器件与单片机之间的12V转3.3V电源模块，连接在电源转换器件与通讯模块之间的12V转3.8V电源模块，电源转换器件与开关电源连接，开关电源再与220V交流电源连接。
5.如权利要求1或4所述的地网智能检测系统，其特征在于，所述通讯模块为GPRS/3G模块。
6.如权利要求1所述的地网智能检测系统，其特征在于，所述数据线为232数据线。
7.如权利要求1所述的地网智能检测系统，其特征在于，在所述单片机上设有控制LED的输出接口，屏蔽仪输出接口和内部测试协议的芯片。
8.如权利要求1所述的地网智能检测系统，其特征在于，所述中央处理器的型号为INTEL-XSCALE-PXA270，在中央处理器上设置有CF卡。
9.如权利要求1所述的地网智能检测系统，其特征在于，所述显示器为7寸液晶显示器。
【文档编号】G01R27/20GK204177870SQ201420584943
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】石磊 申请人:北京清网华科技有限公司