專利名稱：變頻接地電阻測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子儀器，涉及地網(wǎng)接地電阻的測量儀器，特別是一種變頻接地
電阻測量儀。
背景技術：
當前，接地電阻測量主要采用注入電流法，即測量注入地網(wǎng)的電流和地網(wǎng)電壓來 計算接地電阻。運行中的發(fā)變電站，流過大地網(wǎng)的系統(tǒng)不平衡電流在地網(wǎng)上產(chǎn)生干擾電壓 可達7 8V。實際測量時往往從提高測量電路信噪比入手，即采用加大注入電流、減小干擾 信號與測量信號比值和在測量結果計算中去除干擾信號等方法來提高測量的準確度。但對 于以系統(tǒng)電源作為試驗電源的方法，不能從根本上消除干擾電壓的影響。常規(guī)測量方法也 難以消除電流與電壓及引線間的互感，而且其測量整套設備體積龐大，給現(xiàn)場操作人員帶 來了很多不便。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種可消除地網(wǎng)干擾電壓與引線互感電壓影B向，以及不
受系統(tǒng)電源影響的準確度高的變頻接地電阻測量儀。 本實用新型的目是通過以下技術方案實現(xiàn)的。 變頻接地電阻測量儀，是由采樣電路、信號放大電路、A/D轉換器、單片機、變頻電 源、濾波選頻電路、上位機組成，其中由單片機控制變頻電源同時控制濾波選頻器，變頻電 源向地網(wǎng)注入電流，這時采樣電路取得電流采樣和電壓采樣信號，采樣信號經(jīng)信號線檢測 與信號放大后，通過濾波選頻，進入A/D轉換器，最后通過單片機實現(xiàn)測量結果的直接顯示 和打印。 由于本實用新型使用儀器自帶的變頻電源，地網(wǎng)干擾經(jīng)過選頻濾波被消除，因而 測量結果不受系統(tǒng)電源的影響；不會因地網(wǎng)是否在運行或干擾信號的存在而受到影響，所 以測量精度高。另外結構先進合理，可直接顯示和打印地網(wǎng)的接地電阻值。

圖1本實用新型結構框圖 圖2被測地網(wǎng)采樣連接示圖 圖3測量前地網(wǎng)干擾信號的頻譜圖
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細闡述。 參照圖1，本變頻接地電阻測量儀主要由采樣電路、信號放大電路、A/D轉換電路、 單片機、變頻電源、濾波選頻電路、上位機組成，其采樣電路包括電流采樣和電壓采樣。其中 變頻電源的功率是400VX5A ;信號放大器采用2132 ;A/D轉換器有24位高精度的AD7658 ;單片機采用ADUC7026 ;上位機通信用RS232。由單片機控制變頻電源同時控制濾波選頻器， 變頻電源向地網(wǎng)注入電流，這時采樣電路取得電流采樣和電壓采樣信號，采樣信號經(jīng)信號 線檢測與信號放大后，通過濾波選頻，進入A/D轉換器，最后通過單片機實現(xiàn)測量結果的直 接顯示和打印。 參照圖2，圖中G為地網(wǎng)，P為電壓極、C為電流極、S為變頻電源。由單片機控制 變頻電源S向地網(wǎng)注入電流I，這時采樣電路電流傳感器變一次電流為二次電流取得電流 采樣i，同時測量地網(wǎng)電壓取得電壓采樣U，不計干擾電壓時接地電阻Re = U/I。采樣時中
性點入地的零序電流等產(chǎn)生的干擾信號與有用信號疊加在一起被采集。通常采用相位鑒別 和頻率鑒別去除干擾，但接地測量時，干擾信號頻譜很寬，相位難以確定，而有用信號頻率
是已知的，所以頻率識別和提取有用信號最為簡單。因此，本儀器采用在40赫茲和60赫茲 的頻率下各測一下，由高精度濾波選頻電路過濾測量信號，去除干擾信號。最后計算的值折 算到50赫茲下再除以2，提高測量精度。 參照圖3，此圖按圖2的線路，在福州西郊220KV的變電站進行地網(wǎng)實驗，為測量前 地網(wǎng)干擾信號的頻譜圖，由圖可見地網(wǎng)干擾信號一般在50赫茲和150赫茲附近幅度最大， 在35赫茲以下和60 110赫茲之間趨于零。 參照上列各圖，變頻測量法使用儀器自帶的變頻電源，地網(wǎng)干擾經(jīng)過選頻濾波被 消除，因而測量結果不受系統(tǒng)電源的影響；不會因地網(wǎng)是否在運行或干擾信號的存在而受 到影響。變頻法利用頻譜技術首先測量地網(wǎng)干擾信號頻譜，控制測試電源頻率使之工作在 未受干擾或者干擾較小的頻段上(實踐證明一般用40Hz和60Hz就足夠滿足要求了 )，再采 用單片機進行數(shù)據(jù)處理，可從測量結果中拾取電壓電流的同相分量，消除引線互感和地網(wǎng) 自感的影響，直接顯示測量出來的地網(wǎng)接地電阻值。 接地電阻變頻測量的關鍵是數(shù)字濾波與信號處理技術，數(shù)字濾波用極點法和傅立 葉變換法相結合的算法，使系統(tǒng)選頻率濾波既有更高地精度。本系統(tǒng)采用4個步驟完成測 1、當所有的線接好的情況下，先不加任何電源輸出，直接先測量地網(wǎng)存在的40赫
茲和60赫茲干擾信號，并把此干擾信號所帶來測量誤差存在RAM中，當做固定誤差。 2、由單片機控制變頻電源輸出40赫茲的測量信號，同時控制濾波電路切換到40
赫茲通道，通過鑒相、選頻等技術，計算出此頻率下的地網(wǎng)電阻值，并存入RAM中， 3、由單片機控制變頻電源輸出60赫茲的測量信號，同時控制濾波電路切換到60
赫茲通道，通過鑒相、選頻等技術，計算出此頻率下的地網(wǎng)電阻值，并存入RAM中。 4、①把在40赫茲下測得的電阻值換算到50赫茲下得電阻R4。②把在60赫茲下
測得的電阻值換算到50赫茲下得電阻&。③把在干擾信號測得的電阻值換算到50赫茲下
得電阻&。最后計算出地網(wǎng)電阻Rx。計算公式如下 Rx = (R4_R6) /2_RL 為提高電子儀器的電磁兼容能力，本實用新型采取了適當?shù)目垢蓴_措施，包括采 用金屬外相包裝、選擇適當?shù)慕拥胤绞?、選用合適的電源濾波器以及在軟件設計中采取處 理各種意外情況的措施。對上位機軟件設計用1￡±±在XP平臺下編寫上位機軟件，界面全 中文顯示。既有地網(wǎng)實驗地名輸入、測量方式、數(shù)據(jù)保存、測量結果顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、電 力實驗報告生成打印等功能。
權利要求一種變頻接地電阻測量儀，其特征在于是由采樣電路、信號放大電路、A/D轉換器、單片機、變頻電源、濾波選頻電路、上位機組成，其中由單片機控制變頻電源同時控制濾波選頻器，變頻電源向地網(wǎng)注入電流，這時采樣電路取得電流采樣和電壓采樣信號，采樣信號經(jīng)信號線檢測與信號放大后，通過濾波選頻，進入A/D轉換器，最后通過單片機實現(xiàn)測量結果的直接顯示和打印。
2. 根據(jù)權利要求1所述的變頻接地電阻測量儀，其特征在于所述的采樣電路包括電流 采樣和電壓采樣。
3.根據(jù)權利要求1所述的變頻接地電阻測量儀，其特征在于所述的變頻電源其功率是 400VX5A。
4. 根據(jù)權利要求1所述的變頻接地電阻測量儀，其特征在于所述的由單片機控制的變 頻電源輸出的測量信號頻率，為40赫茲和60赫茲。
5. 根據(jù)權利要求1所述的變頻接地電阻測量儀，其特征在于所述的A/D轉換器有24位 高精度的AD7658。
6. 根據(jù)權利要求l所述的變頻接地電阻測量儀，其特征在于所述的單片機采用 ADUC7026。
專利摘要本實用新型涉及是一種變頻接地電阻測量儀，是由采樣電路、信號放大電路、A/D轉換器、單片機、變頻電源、濾波選頻電路、上位機組成，其中由單片機控制變頻電源同時控制濾波選頻器，變頻電源向地網(wǎng)注入電流，這時采樣電路取得電流采樣和電壓采樣信號，采樣信號經(jīng)信號線檢測與信號放大后，通過濾波選頻，進入A/D轉換器，最后通過單片機實現(xiàn)測量結果的直接顯示和打印。由于本實用新型使用儀器自帶的變頻電源，地網(wǎng)干擾經(jīng)過濾波選頻被消除，所以測量精度高。
文檔編號G01R27/20GK201508392SQ20092013944
公開日2010年6月16日 申請日期2009年7月16日 優(yōu)先權日2009年7月16日
發(fā)明者蔡國清, 陳世光 申請人:福建省普華電子科技有限公司