CN203881861U - 一种多功能电力接地参数测试仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多功能电力接地参数测试仪，包括电源装置及分别与其线接的测量装置、处理装置和控制显示装置，测量装置包括测量电路和信号采样单元，处理装置包括信号转换单元与PLC控制单元，其中，控制显示装置与处理装置由SPI接口连接，其他各装置之间的连接采用屏蔽信号线，电源装置包括大功率变频电源和大功率直流稳压电源，信号分析单元采用PLC控制。本实用新型操作简单、直观，采用大触摸屏显示及控制操作，可视化程度高，可直接显示出测量结果，并且可以断电数据保存与查看，并可通过RS232接口与计算机进行连接数据通信，可广泛应用于电力测量领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力接地参数测量装置技术领域，尤其涉及一种多功能电力接地参数测试仪。
背景技术
电力设备接地状况的好坏直接关系到电力系统能否安全运行，科学合理地测试电力接地参数，并对其进行准确评估就显得十分重要。然而目前国内电力系统中，对接地参数测试工作，不仅一些关键的技术观念比较模糊，而且技术手段也较为落后，例如：传统的模拟式接地测量仪器仪表便存在手摇输出电压不稳定、测试人员读数误差、仪器测量范围较低、仪表精度不高等诸多问题。
随着计算机技术的发展，单片机的应用已经普及到各种各样的电子产品中，单片机等微处理器控制的智能化电子测量仪器也被广泛应用于电力系统中。虽然模拟式接地测量仪器逐渐被数字式测量仪器所取代，但是目前大多数的接地测试仪器基本上仍采用8位或者以下单片机及A/D转换芯片进行处理，同时直流电源电流、异频电源频率还不具备连续可调性。
申请号为200820053888.5的实用新型专利，公开了一种接地网接地电阻异频测试系统，由异频电源、传感器、滤波电路、A/D采集芯片单片机及触摸屏依序串联组成。该系统通过传感器将电压电流信号转化成采集芯片采样范围内的信号，其有益效果在于能选取不同频率进行对比，择善而从，有足够的力度消除干扰，采样精度高，接地阻抗测试精度高，可自动切换电路，有效保证所测数据准确。但其主要缺陷还在于测量功能比较单一，仅能对电力系统中电气设备的接地电阻值进行测量，并不能对接地设备的整体电气完整性进行测试，而且8位单片机的选用，很难满足测试精度在1%以下的要求，而且此种仪器还不能直接进行接触电压、跨步电压的测试。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种多功能电力接地参数测试仪，它使用方便，操作简单，主要解决了传统接地参数测试仪器功能单一、测量稳定性差、精度不高等问题，能够实现测量准确、一机多用的功能。
为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：一种多功能电力接地参数测试仪，包括电源装置及分别与其线接的测量装置、处理装置和控制显示装置，所述测量装置与处理装置由屏蔽信号线连接，所述控制显示装置与处理装置由SPI接口连接。
所述测量装置包括测量电路和信号采样单元，所述测量电路包括相互独立的电器完整性测试电路和接地参数测试电路。
所述信号采样单元包括电阻分压器与电流互感器，分别与测量电路的对应位置线接。
所述处理装置包括依次串联的信号转换单元与信号分析单元，所述信号转换单元包括依次串联的数据放大单元与模数处理单元。
所述电源装置包括大功率变频电源和大功率直流稳压电源。
所述信号分析单元采用PLC控制。
所述控制显示装置为触摸式。
本实用新型的有益效果是：
1)一机多能、集接地装置各项特性参数测量于一体；
2)采用15位A/D模数转换、PLC控制处理，精度高，比普通A/D单片机芯片精度提高近4倍；
3)智能测量设备的接触电压及跨步电压值，方便快速找出场区地网最大跨步电压包络线位置；
4)数据存储查阅及断电保存功能，可通过串行接口与计算机进行数据通信；
5)采用大触摸屏显示及控制操作，可视化程度高，操作简单、直观；
6)克服传统大电流接地阻抗测量方法中接地装置的电位升高的缺陷。
基于上述优点，本实用新型可广泛适用于电力发电厂、变电所、配电线路、铁塔输电线路等已运行的接地装置的状况评估，以及新建电厂、变电所和线路杆塔的接地装置的验收测试，也可运用于通信设施、建筑物、微波站等其它接地装置的特性参数的测量，是一款能全面准确测量并进行参数分析的多功能仪器。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的测量电路原理图。
图3是两级放大电路原理图。
图4为本实用新型的接地参数测试工作流程图。
图5为本实用新型的电气完整性测试工作流程图。
具体实施方式
一种多功能电力接地参数测试仪，包括电源装置1及分别与其线接的测量装置、处理装置和控制显示装置2，测量装置包括测量电路3和信号采样单元4，处理装置包括信号转换单元5与PLC控制单元6，其中，控制显示装置与处理装置由SPI接口连接，其他各装置之间的连接采用屏蔽信号线，如图1所示。
信号采样单元包括电阻分压器与电流互感器，用来采样测量电路中各元件的电压及电流信号，信号转换单元包括依次串联的数据放大单元与模数处理单元，其中，数据放大单元为两级放大电路，如图3所示；模数处理单元采用15位A/D模数转换器，与PLC配合进行控制处理，可以使工频接地阻抗误差减少为1.5%，同时PLC可进行量程自动切换，测量范围宽，可用来测量接地阻抗很小的大地网，准确度达到0.5级，优于电力规程标准中的1.0级；比普通A/D单片机芯片组成的系统精度提高近4倍，突破了普通仪器精度不高的技术瓶颈。
《DL/T475-2006 接地装置特性参数测量导则》规定接地装置的特性参数测试一般包括：电气完整性测试，接地阻抗测试，场区地表电位梯度测试，接触电位差、跨步电位差测试等，所以，按大体来分，本实用新型的测量电路应该包括电器完整性测试电路，该电路可以在大功率直流稳压电源下工作；以及接地参数测试电路，该电路可以在大功率变频电源下工作。
如图2所示，为测量电路简图，其测量原理与流程如下：
1、电气完整性测试：
假设直流电源输出电流I1、采样电阻为R（采样电阻电压为UR），被试设备的电阻值为R设备，其两端电压为Ux1，采样电阻R两端电压经放大后传入PLC的电压测量信号为Uin1，被试设备的电阻值R设备经放大后传入PLC的电压测量信号为Uin2，两级放大电路放大倍数为K，则可根据欧姆定律得：
UR= I1R=Uin1/K （1）
UX1= I1R设备=Uin2/K （2）
则：
I1=Uin1/KR (3)
R设备=RUin2/ Uin1 (4)
由此，PLC可根据（4）中所示计算出被试设备的电阻值R设备。
、接地参数测试：
假设异频电源输出电流为I2，被试设备的阻抗值为R设备，其两端电压为Ux2，测量回路电流信号经处理缩小后传入PLC的电流测量信号为Iin1，被试设备的电阻值R设备经放大后传入PLC的电压测量信号为Uin2，电流互感器变比系数K1，放大电路放大倍数为K，则可根据欧姆定律得：
I2=Iin1/K1 （5）
UX2= I2R设备=Uin2/K （6）
则：
R设备=K1Uin2/ KUin1 （7）
由此，PLC可根据（7）中所示计算出被试设备的电阻值R设备及接触电压或跨步电压值为U跨=Uin2/ K。
如图4、图5所示，分别为设备使用后的测试流程图，测试项目分为完整性测试与接地参数测试.根据所选模式，由大功率直流电源（异频电源）对整个装置进行供电。
测试部分开始工作，首先由测试人员通过电流、电压调整旋钮，选择需要进行测试的测试电流（或频率），并在规定时间，如10S内，完成采样指令的发出，信号采集及转换电路就会将测试电路的电压或电流信号，进行数据放大及模数转换处理后，传入PLC系统；PLC根据接收到的信号，可完成自动档位的选择，并快速地对信号进行分析、计算，然后将数据结果传送至触摸显示屏显示。当系统处于测试状态时，测试人员可以通过按键控制，即“存储”按键，对数据进行实时保存，或者可以通过“查看结构”按键，来进行数据查阅，从而很好完成对电力系统接地装置接地参数的智能化测量。
本实用新型操作简单、直观，采用大触摸屏显示及控制操作，可视化程度高，显示界面大，全中文菜单式操作界面，傻瓜式操作，可直接显示出测量结果，并且断电后在数据不覆盖的情况下也可以进行查看，并可通过RS232接口与计算机进行连接数据通信。
Claims (7)
1.一种多功能电力接地参数测试仪，其特征在于：包括电源装置及分别与其线接的测量装置、处理装置和控制显示装置，所述测量装置与处理装置由屏蔽信号线连接，所述控制显示装置与处理装置由SPI接口连接。
2.如权利要求1所述的多功能电力接地参数测试仪，其特征在于：所述测量装置包括测量电路和信号采样单元，所述测量电路包括相互独立的电器完整性测试电路和接地参数测试电路。
3.如权利要求2所述的多功能电力接地参数测试仪，其特征在于：所述信号采样单元包括电阻分压器与电流互感器，分别与测量电路的对应位置线接。
4.如权利要求1所述的多功能电力接地参数测试仪，其特征在于：所述处理装置包括依次串联的信号转换单元与信号分析单元，所述信号转换单元包括依次串联的数据放大单元与模数处理单元。
5.如权利要求1所述的多功能电力接地参数测试仪，其特征在于：所述电源装置包括大功率变频电源和大功率直流稳压电源。
6.如权利要求4所述的多功能电力接地参数测试仪，其特征在于：所述信号分析单元采用PLC控制。
7.如权利要求1所述的多功能电力接地参数测试仪，其特征在于：所述控制显示装置为触摸式。
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| CN112816905A (zh) * | 2020-12-12 | 2021-05-18 | 天津市中力防雷技术有限公司 | 选择测试点位进行接地信息检测的逻辑方法 |
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