專利名稱：免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力科學(xué)的高電壓技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種輸電桿塔接地電阻測(cè)量方法及裝置，特別是一種免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量方法及裝置，其用于帶避雷線即架空地線的輸電桿塔的安全維護(hù)技術(shù)方面。
背景技術(shù)：
輸電桿塔接地電阻值對(duì)于降低線路雷擊跳閘率具有重要意義，輸電桿塔投入使用前及運(yùn)行中，周期性測(cè)量其接地電阻尤為重要，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》對(duì)此曾做出過(guò)明文規(guī)定。因此準(zhǔn)確、快速、方便地測(cè)量出輸電桿塔的接地電阻值是檢驗(yàn)其接地系統(tǒng)合格與否并提出相應(yīng)整改方案的重要途徑與手段。就申請(qǐng)人所知，目前對(duì)輸電桿塔接地電阻的測(cè)量主要有兩種方法，即基于壓降原理的三極法和鉗表法。其中鉗表法的典型儀器有法國(guó)CA6411型接地電阻測(cè)試儀，測(cè)試時(shí)只需將鉗口夾住一根接地引下線即可得到接地電阻值，但桿塔其他接地引下線必須解開，否則測(cè)量值為引下線與接地體形成的回路電阻，此外，由于雙避雷線的互感以及自身不可忽略的內(nèi)阻，給實(shí)際測(cè)量帶來(lái)了誤差。目前的桿塔接地電阻測(cè)量，最大的弊端在于工程實(shí)現(xiàn)困難，通常遇到的情況，當(dāng)有兩根及以上接地引下線時(shí)，在測(cè)量中一般都必須使用電焊機(jī)焊開被焊住的螺帽；或者擰開螺帽。3～4人的測(cè)量小組，一個(gè)工作日最多只能測(cè)4～5基桿塔，測(cè)量效率極低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，還可能發(fā)生扭斷螺栓、滑絲，甚至不能恢復(fù)接地等弊端。根據(jù)部頒《預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定，輸電線路桿塔接地電阻每四年全部測(cè)量一次。按目前的測(cè)試現(xiàn)狀，每組每天測(cè)試5基，每組3人，使用汽車臺(tái)班一個(gè)，由此可計(jì)算出每基測(cè)試費(fèi)用為160元((100元/人.天×3人×1天+500元/臺(tái)班×1臺(tái)班)/5基)。若一供電公司所轄110kV及以上輸電線路桿塔共計(jì)5000基，全部測(cè)一遍需1000天/組，費(fèi)用約80萬(wàn)元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對(duì)現(xiàn)有桿塔接地電阻測(cè)量方法上的缺陷，提出免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量方法及裝置，它是一種能在不解開多根接地引下線的情況下，正確快速地測(cè)出輸電桿塔接地電阻值的方法及裝置，它能提高測(cè)量的工作效率，降低測(cè)量成本。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，一種免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量方法，采用鉗表法，所測(cè)得的電壓、電流信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波處理和數(shù)據(jù)分析，得到電流信號(hào)和電壓信號(hào)的基波分量的實(shí)部和虛部，采用特定壓降計(jì)算方法得到被測(cè)桿塔的接地電阻，其特征在于使用與桿塔接地引下線根數(shù)相同的鉗形電壓互感器簡(jiǎn)稱PT和鉗形電流互感器簡(jiǎn)稱CT，不解開桿塔多根接地引下線，將鉗形PT、CT分別夾住所有接地引下線；或者是，使用帶形電壓互感器簡(jiǎn)稱PT和帶形電流互感器簡(jiǎn)稱CT，不解開桿塔接地引下線，將帶形PT、CT圍住整個(gè)鐵塔；鉗形或帶形PT具有提供測(cè)量電壓的功能，鉗形或帶形CT具有測(cè)量電流的功能，對(duì)于測(cè)量電壓U和電流I信號(hào)分別進(jìn)行采樣，并進(jìn)行模擬陷波和帶通濾波，去除工頻及高頻干擾信號(hào)，只允許測(cè)量信號(hào)通過(guò)，由測(cè)量裝置對(duì)電壓和電流信號(hào)的采樣與功率源的頻率同步，對(duì)電流、電壓信號(hào)作加寬窗口的頻譜分析，將其中的基波分量分離出來(lái)，以進(jìn)一步除去干擾分量。
上述免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量方法，采用的特定壓降計(jì)算方法為，設(shè)Rg為某一桿塔接地電阻值，各接地引下線具有連接電阻R1、R2、……Rn，對(duì)于只有一根接地引下線或使用帶形PT和CT的情況，引入測(cè)量誤差設(shè)為ZE＝RE+jXE，接地電阻實(shí)測(cè)值為Rg＝R1+Rg+ZE，接地電阻計(jì)算采用如下公式Rg′=Re(U·1/I·1)]]>其中， 為接地引下線測(cè)試電壓值， 為接地引下線回路的電流值，Rg′為含有誤差的接地電阻測(cè)量值，其誤差由R1和ZE兩部分組成，Re表示對(duì)復(fù)數(shù)取實(shí)部，此時(shí)近似認(rèn)為Rg′即為Rg；對(duì)于具有兩根或兩根以上接地引下線的情況，引入測(cè)量誤差設(shè)為ZE＝RE+jXE，接地電阻實(shí)測(cè)值為Rg′＝Rg+ZE，其誤差僅含ZE部分，連接電阻R1、R2、……、Rn從如下方程中準(zhǔn)確解出，接地電阻計(jì)算采用如下公式 其中 為各接地引下線測(cè)試電壓值， 為通過(guò)各接地引下線回路的電流值，上述矩陣無(wú)唯一解，需進(jìn)行第二次測(cè)量，僅對(duì)R1提供電源，得到如下補(bǔ)充方程U·1′-I·1′R1=(I·1′+I·2′+···+I·n′)Rg′]]>由上述兩方程得
為得到上述方程唯一解，依據(jù)線性代數(shù)理論，必須滿足以下公式I·1I·1′≠I·1+I·2+···I·nI·1′+I·2′+···I·n′]]>為確保上式成立，先判斷采集得到的數(shù)據(jù)是否滿足上式，若不成立，則將 值更改，并再次測(cè)量，直到上式成立為止，然后解方程得到Rg′；上述兩種情況下得到的接地電阻測(cè)量值Rg′均含誤差ZE，故需要予以修正，針對(duì)桿塔接地電阻值主要呈純阻性的特點(diǎn)，修正時(shí)只需考慮對(duì)桿塔接地電阻Rg′的實(shí)部進(jìn)行修正即可，而ZE的實(shí)部為RE，修正公式如下RE＝-6+0.95lnf+2.3Rd+0.105(lnRgv)2+1.75lnRgv其中f為測(cè)量電源頻率，Rgv為被測(cè)線路桿塔的平均接地電阻，Rd為每檔距避雷線的電阻值，由此得到修正后的接地電阻值為Rg＝Re(Rg′)-RE。
本發(fā)明采用的免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量裝置，其特征在于由多個(gè)鉗形電壓互感器或一個(gè)帶狀電壓互感器(簡(jiǎn)稱PT)14、多個(gè)鉗形電流互感器或一個(gè)帶狀電流互感器(簡(jiǎn)稱CT)15及桿塔接地電阻速測(cè)儀16組成；桿塔接地電阻速測(cè)儀由功率源模塊1、多路開關(guān)模塊2、I/V轉(zhuǎn)換模塊3、濾波模塊4、程控放大模塊5、A/D轉(zhuǎn)換模塊6、單片機(jī)系統(tǒng)7、正弦波發(fā)生模塊8、同步采樣脈沖模塊9，液晶顯示模塊10、通訊模塊11、面板及鍵盤控制模塊12、電池及充電模塊13組成。功率源模塊1提供裝置及測(cè)試用電源，通過(guò)電壓輸出端口Unh及Unl將電壓信號(hào)送到多個(gè)鉗形電壓互感器(簡(jiǎn)稱PT)或一個(gè)帶狀電壓互感器14；正弦波發(fā)生模塊8接功率源模塊1輸入，電池及充電模塊13接功率源模塊1供電端；功率源模塊1的輸出端接同步采樣脈沖模塊9的輸入端，及多路開關(guān)模塊2的一輸入端；多個(gè)鉗形電流互感器(簡(jiǎn)稱鉗形CT)或一個(gè)帶狀電流互感器15通過(guò)電流端口Inh及Inl將電流信號(hào)送入I/V轉(zhuǎn)換模塊3，I/V轉(zhuǎn)換模塊3的輸出接多路開關(guān)模塊2的另一輸入端；多路開關(guān)模塊2的輸出接濾波模塊4輸入端，濾波模塊4輸出接程控放大模塊5的輸入端，程控放大模塊5的輸出接A/D轉(zhuǎn)換模塊6一輸入端，同步采樣脈沖模塊9的輸出接A/D轉(zhuǎn)換模塊6另一輸入端；A/D轉(zhuǎn)換模塊6的輸出接通訊模塊11、單片機(jī)系統(tǒng)7、面板及鍵盤控制模塊12；單片機(jī)系統(tǒng)7通過(guò)控制總線及地址/數(shù)據(jù)總線與同步采樣脈沖模塊9液晶顯示模塊10、通訊模塊11、面板及鍵盤控制模塊12、電池及充電模塊13配接。
上述免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量裝置，其特征在于，所述的正弦波形發(fā)生模塊8輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)功率源模塊1放大后提供0.5V～5V/1～5W的測(cè)量電源。
上述免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量裝置，其特征在于，濾波模塊4由50Hz四階模擬陷波濾波器17及四階模擬帶通濾波器18串聯(lián)組成。
采用本發(fā)明，能在不解開接地引下線的情況下，正確、快速測(cè)出具有單根、兩根及以上接地引下線桿塔接地電阻值，它能顯著提高測(cè)量效率，降低測(cè)量成本。本發(fā)明裝置智能程度高，存儲(chǔ)或者轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)方便；功耗低，配備的工作電源可重復(fù)充電使用；同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)接地引下線的接觸導(dǎo)通性能問(wèn)題，在輸電線路正常巡視時(shí)，巡視人員即可隨身攜帶儀器裝置完成測(cè)試任務(wù)。若一供電公司所轄110kV及以上輸電線路桿塔共計(jì)5000基，使用本發(fā)明每組一天至少可測(cè)100基，每基測(cè)試費(fèi)僅用為8元，測(cè)一遍只需50天/組，費(fèi)用約4余萬(wàn)元，可節(jié)約測(cè)試費(fèi)用70余萬(wàn)元。


圖1，輸電線路示意2，采用鉗形PT、CT測(cè)量示意3，采用帶形PT、CT測(cè)量示意4，采用鉗形PT、CT測(cè)量原理5，采用鉗形PT、CT，只有一根接地引下線時(shí)測(cè)量等值電路6，采用鉗形PT、CT，有兩根及以上接地引下線時(shí)第一次測(cè)量等值電路7，采用鉗形PT、CT，有兩根及以上接地引下線時(shí)第二次測(cè)量等值電路8，采用帶形PT、CT測(cè)量等值電路9，桿塔接地電阻速測(cè)儀16電路方框10，濾波模塊4的電路方框11，免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量裝置現(xiàn)場(chǎng)接線中，1功率源模塊、2多路開關(guān)模塊、3I/V轉(zhuǎn)換模塊、4濾波模塊、5程控放大模塊、6A/D轉(zhuǎn)換模塊、7單片機(jī)系統(tǒng)、8正弦波發(fā)生模塊、9同步采樣脈沖模塊，10液晶顯示模塊、11通訊模塊、12面板及鍵盤控制模塊、13電池及充電模塊、14鉗形電壓互感器或帶狀電壓互感器(簡(jiǎn)稱PT)、15鉗形電流互感器或帶狀電流互感器(簡(jiǎn)稱CT)、16桿塔接地電阻速測(cè)儀、17 50Hz四階模擬陷波濾波器、18四階模擬帶通濾波器。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，詳細(xì)闡述本發(fā)明的實(shí)施方法。
圖1為輸電線路示意圖，是帶避雷線即架空地線的輸電桿塔，根據(jù)本發(fā)明的基本構(gòu)想，采用以下兩種技術(shù)方式進(jìn)行測(cè)量1)圖2為采用鉗形PT、CT測(cè)量示意圖，使用與桿塔接地引下線根數(shù)相同的鉗形電壓互感器(簡(jiǎn)稱鉗形PT)和鉗形電流互感器(簡(jiǎn)稱鉗形CT)，不解開桿塔接地引下線，將鉗形PT、CT分別夾住所有接地引下線；或者，2)圖3為采用帶形PT、CT測(cè)量示意圖，使用帶形電壓互感器簡(jiǎn)稱(帶形PT)和帶形電流互感器(簡(jiǎn)稱帶形CT)，不解開桿塔接地引下線，將帶形PT、CT圍住整個(gè)鐵塔；使用上述兩種方式進(jìn)行測(cè)量，所測(cè)得的電壓、電流信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波處理和數(shù)據(jù)分析，得到電流信號(hào)和電壓信號(hào)的基波分量的實(shí)部和虛部，采用特定壓降計(jì)算得到被測(cè)桿塔的接地電阻，鉗形或帶形PT具有提供測(cè)量電壓并可測(cè)量電壓的功能，鉗形或帶形CT具有測(cè)量電流的功能，對(duì)于測(cè)量電壓U和電流I信號(hào)分別進(jìn)行采樣，并進(jìn)行模擬陷波和帶通濾波，去除工頻及高頻干擾信號(hào)，只允許測(cè)量信號(hào)通過(guò)，由測(cè)量裝置對(duì)電壓和電流信號(hào)的采樣與功率源的頻率同步，對(duì)電流、電壓信號(hào)作加寬窗口的頻譜分析，將其中的基波分量分離出來(lái)，以進(jìn)一步除去干擾分量。
圖4是采用鉗形PT、CT測(cè)量原理圖，某一桿塔上每根接地引下線上都接有一對(duì)鉗形PT、CT，采用特定壓降計(jì)算方法為，設(shè)Rg為一桿塔接地電阻值，視桿塔各接地引下線與地網(wǎng)連接方法不同或連接出現(xiàn)腐蝕與其他非金屬接觸的狀況，等效視各接地引下線具有連接電阻R1、R2、…Rn；圖5是只有一根接地引下線時(shí)測(cè)量等值電路圖，考慮輸電桿塔上的避雷線即架空地線對(duì)測(cè)量回路的影響，引入測(cè)量誤差ZE＝RE+jXE，簡(jiǎn)化表達(dá)為令Rg′＝R1+Rg+ZE，接地電阻計(jì)算采用如下公式，Rg′=Re(U·1/I·1)]]>其中， 為接地引下線測(cè)試電壓值， 為接地引下線回路的電流值，Rg′為含有誤差的接地電阻測(cè)量值，Re表示對(duì)復(fù)數(shù)取實(shí)部。
圖6是有兩根以上接地引下線時(shí)第一次測(cè)量等值電路圖，同上考慮輸電桿塔上的避雷線即架空地線對(duì)測(cè)量回路的影響，引入測(cè)量誤差ZE＝RE+jXE，為簡(jiǎn)化，令Rg′＝Rg+ZE，由測(cè)量等值電路圖6結(jié)構(gòu)可以得到U·1-I·1R1=(I·1+I·2+···I·n)Rg′U·2-I·2R2=(I·1+I·2+···I·n)Rg′···U·n-I·nRn=(I·1+I·2+···I·n)Rg′]]>由上式可得 上述矩陣方程無(wú)法給出唯一解，因此，必須對(duì)其補(bǔ)充一個(gè)方程；進(jìn)行第二次測(cè)量。圖7即為有兩根以上接地引下線時(shí)第二次測(cè)量等值電路圖，僅對(duì)R1提供電源，得到如下補(bǔ)充方程U·1′-I·1′R1=(I·1′+I·2′+···I·n′)Rg′]]>由上述兩方程可得 為得到上述方程唯一解，依據(jù)線性代數(shù)理論，必須滿足以下公式I·1I·1′≠I·1+I·2+···I·nI·1′+I·2′+···I·n′]]>為使上式成立，先應(yīng)判斷采集得到的數(shù)據(jù)是否滿足上式，若不成立，則將 值更改，并再次測(cè)量，直到上式成立為止，然后解方程得到Rg′，實(shí)際測(cè)量中上式不成立的概率極小。
對(duì)于上述具有一根或者多根接地引下線的桿塔，實(shí)際測(cè)得R1、R2、…Rn及Rg′并非純電阻，但對(duì)于桿塔接地系統(tǒng)而言，由于接地體較小，接地電阻值Rg一般呈純阻性，電抗部分可忽略不計(jì)；在不考慮電抗的情況下，R1、R2、…Rn，的測(cè)量值是準(zhǔn)確的；而實(shí)際接地電阻值Rg與測(cè)量值Rg′的實(shí)部值相差較大，由此產(chǎn)生誤差RE，誤差RE被修正關(guān)鍵在于其具有的收斂性；針對(duì)避雷線分段絕緣的情況，頻率較高的測(cè)量電源當(dāng)屬首選；避雷線導(dǎo)電性越好，其穩(wěn)態(tài)誤差值相對(duì)而言就小，穩(wěn)態(tài)誤差值與導(dǎo)線電阻率近似成正比；正常接地情況下，并聯(lián)于被測(cè)桿塔接地電阻的平均接地電阻對(duì)測(cè)量值也具有影響，正常平均接地電阻與輸電線路接地體設(shè)計(jì)和當(dāng)?shù)氐耐寥离娮杪视嘘P(guān)，線路整體接地水平好，其穩(wěn)態(tài)誤差就小。測(cè)量值需進(jìn)行修正，修正公式如下RE＝-6+0.95lnf+2.3Rd+0.105(lnRv)2+1.75lnRv其中f為測(cè)量電源頻率，Rv為正常情況下被測(cè)線路桿塔的平均接地電阻，Rd為每檔距避雷線電阻值。
由此得到修正后的測(cè)量值為Rg＝Re(Rg′)-RE圖8是采用帶形PT、CT測(cè)量等值電路圖，采用帶形CT、PT將桿塔及若干根接地引下線全部“卡住”。在不打開接地引下線，又不增加輔助電極的條件下，能夠快速準(zhǔn)確測(cè)量出桿塔的接地電阻。因?yàn)閹蜳T具有為測(cè)量回路提供電壓源的功能，帶形CT具有測(cè)量回路電流的功能。同一接地系統(tǒng)的多點(diǎn)接地引下線均由帶狀PT和CT包圍，設(shè)Rg為桿塔接地電阻值，由于各接地引下線與地網(wǎng)連接方法不同，或者連接處出現(xiàn)腐蝕與其他非充分接觸的狀況，可等效視其具有連接電阻R1、R2、Rn，由于輸電桿塔避雷線即架空地線對(duì)測(cè)量回路的影響，引入測(cè)量誤差ZE＝RE+jXE，一般連接電阻R1、R2、…、Rn小于0.1Ω，可忽略不計(jì)，此時(shí)可直接得到Rg′=Re(U·/I·),]]>然后經(jīng)過(guò)前述誤差修正公式得到最終測(cè)量值Rg＝Re(Rg′)-RE；對(duì)于只有一根接地引下線的情況或使用帶形PT和CT時(shí)，若修正后Rg值過(guò)大，即可判斷出接地不合格，要么接地引下線接觸不良，要么接地體不合格；對(duì)于具有兩根或兩根以上接地引下線的情況，若R1、R2、……、Rn大于0.1Ω即得知接地引下線接觸不良。
本發(fā)明采用的免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量裝置，由多個(gè)鉗形電壓互感器或一個(gè)帶狀電壓互感器(簡(jiǎn)稱PT)14、多個(gè)鉗形電流互感器或一個(gè)帶狀電流互感器(簡(jiǎn)稱CT)15及桿塔接地電阻速測(cè)儀16組成，圖9是桿塔接地電阻速測(cè)儀16電路方框圖，桿塔接地電阻速測(cè)儀16由功率源模塊1、多路開關(guān)模塊2、I/V轉(zhuǎn)換模塊3、濾波模塊4、程控放大模塊5、A/D轉(zhuǎn)換模塊6、單片機(jī)系統(tǒng)7、正弦波發(fā)生模塊8、同步采樣脈沖模塊9，液晶顯示模塊10、通訊模塊11、面板及鍵盤控制模塊12、電池及充電模塊13組成，功率源模塊1提供系統(tǒng)測(cè)試用電壓源信號(hào)，通過(guò)電壓輸出端口Unh及UnL將電壓信號(hào)送到多個(gè)鉗形電壓互感器簡(jiǎn)稱PT或一個(gè)帶狀電壓互感器14；正弦波發(fā)生模塊8接功率源模塊1輸入，電池及充電模塊13接功率源模塊1供電端，功率源模塊1的輸出端接同步采樣脈沖模塊9的輸入端，及多路開關(guān)模塊2的一輸入端；多個(gè)鉗形電流互感器簡(jiǎn)稱CT或一個(gè)帶狀電流互感器15通過(guò)電流端口Inh及Inl將電流信號(hào)送入I/V轉(zhuǎn)換模塊3，I/V轉(zhuǎn)換模塊3的輸出接多路開關(guān)模塊2的另一輸入端；多路開關(guān)模塊2的輸出接濾波模塊4輸入端，濾波模塊4輸出接程控放大模塊5的輸入端，程控放大模塊5的輸出接A/D轉(zhuǎn)換模塊6一輸入端，同步采樣脈沖模塊9的輸出接A/D轉(zhuǎn)換模塊6另一輸入端；A/D轉(zhuǎn)換模塊6的輸出接通訊模塊11、單片機(jī)系統(tǒng)7、面板及鍵盤控制模塊12；單片機(jī)系統(tǒng)7通過(guò)控制總線及地址/數(shù)據(jù)總線與同步采樣脈沖模塊9液晶顯示模塊10、通訊模塊11、面板及鍵盤控制模塊12、電池及充電模塊13配接。
上述桿塔接地電阻速測(cè)儀16中，功率源采用正弦波形發(fā)生模塊8生成相應(yīng)頻率及幅值的正弦波，然后經(jīng)過(guò)功率源模塊1放大后提供測(cè)量電源，電源電壓幅值為0.5V～5V，功率為1～5W，測(cè)量頻率及幅值均可調(diào)。內(nèi)置可充電電池及充電模塊13。
圖10是接濾波模塊4的電路框圖，濾波模塊4由50Hz四階模擬陷波濾波器17及帶通濾波器18串聯(lián)組成。
圖11是免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量裝置現(xiàn)場(chǎng)接線圖。具體測(cè)量過(guò)程中，首先確定被測(cè)桿塔接地引下線的根數(shù)，檢查接地引下線是否具有明顯的斷開與破壞痕跡，確認(rèn)被測(cè)桿塔頂部是否具有避雷線及其與桿塔的接觸方式是否為金屬直接連接。若被測(cè)桿塔具有兩根接地引下線，以采用鉗形PT、CT測(cè)量為例，分別用兩只鉗形PT和CT同時(shí)夾住兩根引下線，將兩只鉗形PT分別接桿塔接地電阻速測(cè)儀16上的電壓端口U1h(通道1高)、U1l(通道1低)及U2h、U2l，將兩只鉗形CT的電導(dǎo)線分別接于相應(yīng)一致的電流輸入端口I1h、I1l及I2h、I2l。注意導(dǎo)線序號(hào)不得弄錯(cuò)，并且接觸良好，確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行下一步。打開電源開關(guān)，系統(tǒng)自檢，顯示當(dāng)前電量充足與否；通過(guò)鍵盤輸入被測(cè)線路桿塔平均接地電阻及避雷線電氣參數(shù)。相關(guān)參數(shù)設(shè)置完成即可準(zhǔn)備開始測(cè)量。
權(quán)利要求
1.一種免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量方法，采用鉗表法，所測(cè)得的電壓、電流信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波處理和數(shù)據(jù)分析，得到電流信號(hào)和電壓信號(hào)的基波分量的實(shí)部和虛部，采用特定壓降計(jì)算方法得到被測(cè)桿塔的接地電阻，其特征在于使用與桿塔接地引下線根數(shù)相同的鉗形電壓互感器(簡(jiǎn)稱鉗形PT)和鉗形電流互感器(簡(jiǎn)稱鉗形CT)，不解開桿塔接地引下線，將鉗形PT、CT分別夾住所有接地引下線；或者是，使用帶形電壓互感器(簡(jiǎn)稱帶形PT)和帶形電流互感器(簡(jiǎn)稱帶形CT)，不解開桿塔接地引下線，將帶形PT、CT圍住整個(gè)鐵塔；鉗形或帶形PT具有提供測(cè)量電壓并可測(cè)量電壓的功能，鉗形或帶形CT具有測(cè)量電流的功能，對(duì)于測(cè)量電壓U和電流I信號(hào)分別進(jìn)行采樣，并進(jìn)行模擬陷波和帶通濾波，去除工頻及高頻干擾信號(hào)，只允許測(cè)量信號(hào)通過(guò)，由測(cè)量裝置對(duì)電壓和電流信號(hào)的采樣與功率源的頻率同步，對(duì)電流、電壓信號(hào)作加寬窗口的頻譜分析，將其中的基波分量分離出來(lái)，以進(jìn)一步除去干擾分量。
2.如權(quán)利要求1所述的免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量方法，其特征在于采用的特定壓降計(jì)算方法為，設(shè)Rg為某一桿塔接地電阻值，各接地引下線具有連接電阻R1、R2、……Rn，對(duì)于只有一根接地引下線或使用帶形PT和CT的情況，引入測(cè)量誤差設(shè)為ZE＝RE+jXE，接地電阻實(shí)測(cè)值為Rg’＝R1+Rg+ZE，接地電阻計(jì)算采用如下公式Rg′=Re(U1·/I1·)]]>其中， 為接地引下線測(cè)試電壓值， 為接地引下線回路的電流值， 為含有誤差的接地電阻測(cè)量值，其誤差由R1和ZE兩部分組成，Re表示對(duì)復(fù)數(shù)取實(shí)部，此時(shí)近似認(rèn)為Rg’即為Rg；對(duì)于具有兩根或兩根以上接地引下線的情況，引入測(cè)量誤差設(shè)為ZE＝RE+jXE，接地電阻實(shí)測(cè)值為Rg’＝Rg+ZE，其誤差僅含ZE部分，連接電阻R1、R2、……、Rn從如下方程中準(zhǔn)確解出，接地電阻計(jì)算采用如下方程 其中 為各接地引下線測(cè)試電壓值， 為通過(guò)各接地引下線回路的電流值，上述矩陣無(wú)唯一解，需進(jìn)行第二次測(cè)量，僅對(duì)R1提供電源，得到如下補(bǔ)充方程U1′·-I1′·R1=(I1′·+I2′·+···+In′·)Rg′]]>由上述兩方程得 為得到上述方程唯一解，依據(jù)線性代數(shù)理論，必須滿足以下公式I1·I1′·≠I1·+I2·+···In·I1′·+I2′·+···In′·]]>為確保上式成立，先判斷采集得到的數(shù)據(jù)是否滿足上式，若不成立，則將 值更改，并再次測(cè)量，直到上式成立為止，然后解方程得到Rg’；上述兩種情況下得到的接地電阻測(cè)量值Rg’均含誤差ZE，故需要予以修正，針對(duì)桿塔接地電阻值主要呈純阻性的特點(diǎn)，修正時(shí)只需考慮對(duì)桿塔接地電阻Rg’的實(shí)部進(jìn)行修正即可，而ZE的實(shí)部為RE，修正公式如下RE＝-6+0.95lnf+2.3Rd+0.105(lnRgv)2+1.75lnRgv其中f為測(cè)量電源頻率，Rgv為被測(cè)線路桿塔的平均接地電阻，Rd為每檔距避雷線的電阻值，由此得到修正后的接地電阻值為Rg＝Re(Rg’)-RE。
3.本發(fā)明采用的免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量裝置，其特征在于由多個(gè)鉗形電壓互感器或一個(gè)帶狀電壓互感器簡(jiǎn)稱PT(14)、多個(gè)鉗形電流互感器或一個(gè)帶狀電流互感器簡(jiǎn)稱CT(15)及桿塔接地電阻速測(cè)儀(16)組成，桿塔接地電阻速測(cè)儀(16)由功率源模塊(1)、多路開關(guān)模塊(2)、I/V轉(zhuǎn)換模塊(3)、濾波模塊(4)、程控放大模塊(5)、A/D轉(zhuǎn)換模塊(6)、單片機(jī)系統(tǒng)(7)、正弦波發(fā)生模塊(8)、同步采樣脈沖模塊(9)，液晶顯示模塊(10)、通訊模塊(11)、面板及鍵盤控制模塊(12)、電池及充電模塊(13)組成，功率源模塊(1)提供系統(tǒng)測(cè)試用電壓信號(hào)，通過(guò)電壓輸出端口Unh及UnL將電壓信號(hào)送到多個(gè)鉗形電壓互感器簡(jiǎn)稱PT或一個(gè)帶狀電壓互感器(14)；正弦波發(fā)生模塊(8)接功率源模塊(1)輸入，電池及充電模塊(13)接功率源模塊(1)供電端，功率源模塊(1)的輸出端接同步采樣脈沖模塊(9)的輸入端，及多路開關(guān)模塊(2)的一輸入端；多個(gè)鉗形電流互感器簡(jiǎn)稱CT或一個(gè)帶狀電流互感器(15)通過(guò)電流端口Inh及Inl將電流信號(hào)入I/V轉(zhuǎn)換模塊(3)，I/V轉(zhuǎn)換模塊(3)的輸出接多路開關(guān)模塊(2)的另一輸入端；多路開關(guān)模塊(2)的輸出接濾波模塊(4)輸入端，濾波模塊(4)輸出接程控放大模塊(5)的輸入端，程控放大模塊(5)的輸出接A/D轉(zhuǎn)換模塊(6)一輸入端，同步采樣脈沖模塊(9)的輸出接A/D轉(zhuǎn)換模塊(6)另一輸入端；A/D轉(zhuǎn)換模塊(6)的輸出接通訊模塊(11)、單片機(jī)系統(tǒng)(7)、面板及鍵盤控制模塊(12)；單片機(jī)系統(tǒng)(7)通過(guò)控制總線及地址/數(shù)據(jù)總線與同步采樣脈沖模塊(9)液晶顯示模塊(10)、通訊模塊(11)、面板及鍵盤控制模塊(12)、電池及充電模塊(13)配接。
4.如權(quán)利要求3所述的免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量裝置，其特征在于所述的正弦波形發(fā)生模塊(8)輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)功率源模塊(1)放大后提供0.5V～5V/1～5W的測(cè)量電源。
5.權(quán)利要求4所述的免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量裝置，其特征在于濾波模塊(4)由50Hz四階模擬陷波濾波器(17)及四階帶通濾波器(18)串聯(lián)組成。
全文摘要
一種免解線桿塔接地電阻快速測(cè)量方法及裝置，采用鉗表法，不解開桿塔多根接地引下線，使用與桿塔接地引下線根數(shù)相同的鉗形電壓互感器簡(jiǎn)稱PT和鉗形電流互感器簡(jiǎn)稱CT，將鉗形PT、CT分別夾住所有接地引下線；或使用帶形電壓互感器簡(jiǎn)稱PT和帶形電流互感器簡(jiǎn)稱CT，將帶形PT、CT圍住整個(gè)鐵塔；所測(cè)得的電壓、電流信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波處理和數(shù)據(jù)分析，得到電流信號(hào)和電壓信號(hào)的基波分量的實(shí)部和虛部，采用特定壓降計(jì)算方法得到被測(cè)桿塔的接地電阻。本發(fā)明能在不解開接地引下線的情況下，正確、快速測(cè)出具有單根、兩根及以上接地引下線桿塔接地電阻值，提高測(cè)量工作效率降低測(cè)量成本。
文檔編號(hào)G01R27/20GK1828313SQ20061001839
公開日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月21日
發(fā)明者李澍森, 陳曉燕, 陳紹英, 韓芳, 王亞軍 申請(qǐng)人:武漢高壓研究所