本實用新型涉及一種自動檢測接地電阻設(shè)備，屬于雷電防護(hù)工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近些年來，國內(nèi)多處變電站因雷擊形成擴(kuò)大事故，多數(shù)與地網(wǎng)接地電阻不合格有關(guān)，接地網(wǎng)起著工作接地和保護(hù)接地的作用。當(dāng)接地電阻過大則：發(fā)生接地故障時，使中性點電壓偏移增大，可能使健全相和中性點電壓過高，超過絕緣要求的水平而造成設(shè)備損壞。在雷擊或雷電波襲擊時，由于電流很大，會產(chǎn)生很高的殘壓，使附近的設(shè)備遭受到反擊的威脅，并降低接地網(wǎng)本身保護(hù)設(shè)備（架空輸電線路及變電站電氣設(shè)備）帶電導(dǎo)體的耐雷水平，達(dá)不到設(shè)計的要求而損壞設(shè)備。同時接地系統(tǒng)的接地電阻是否合格直接關(guān)系到變電站運(yùn)行人員、變電檢修人員人身安全。但由于土壤對接地裝置具有腐蝕作用，隨著運(yùn)行時間的加長，接地裝置已有腐蝕，影響變電站的安全運(yùn)行。因此，必須大力加強(qiáng)對地網(wǎng)接地電阻的定期監(jiān)測。運(yùn)行中變電站地網(wǎng)接地電阻的測量，由于受系統(tǒng)流入地網(wǎng)電流的干擾以及試驗引線線間的干擾，使測試結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。特別是大型接地網(wǎng)接地電阻很?。ㄒ话阍?.5Ω以下），即使細(xì)微的干擾也會對測試結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。如果對地網(wǎng)接地電阻測試不準(zhǔn)確，不僅損壞設(shè)備，而且會造成諸如地網(wǎng)誤改造等不必要的損失，實時自動檢測接地電阻是防止接地失效，保護(hù)設(shè)備不受雷擊破壞的重要技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是：實現(xiàn)自動檢測接地電阻。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是提供了一種接地電阻的自動檢測設(shè)備，其特征在于，包括1.34kHz正方波發(fā)生器、方波幅值調(diào)整電路、方波正弦波轉(zhuǎn)換電路、正弦波功率放大電路、電壓電流互感器、信號初級處理放大器、后級信號調(diào)理處理電路、包絡(luò)線檢波電路和信號采樣處理電路，1.34kHz正方波發(fā)生器的輸出端與方波幅值調(diào)整電路相連，方波幅值調(diào)整電路輸出的方波輸入方波正弦波轉(zhuǎn)換電路后形成正弦波，方波正弦波轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接正弦波功率放大電路，經(jīng)放大后的正弦波由電壓電流互感器耦合被測電阻產(chǎn)生電流信號，由信號初級處理放大器捕捉該電流信號后將其放大后輸出，信號初級處理放大器的輸出端連接后級信號調(diào)理處理電路的輸入端，后級信號調(diào)理處理電路的輸出端與包絡(luò)線檢波電路的輸入端相連，由包絡(luò)線檢波電路將電流信號轉(zhuǎn)換為直流電平后輸入信號采樣處理電路。

優(yōu)選地，所述方波幅值調(diào)整電路包括比例跟隨電路以及反饋放大電路，所述1.34kHz正方波發(fā)生器的輸出接比例跟隨電路的輸入，比例跟隨電路的輸出接反饋放大電路的輸入，反饋放大電路的輸出接所述方波正弦波轉(zhuǎn)換電路的輸入。

優(yōu)選地，所述方波正弦波轉(zhuǎn)換電路采用窄帶帶通濾波器。

優(yōu)選地，所述正弦波功率放大電路采用推挽放大電路。

優(yōu)選地，所述推挽放大電路包括放大器一，方波正弦波轉(zhuǎn)換電路的輸出信號由電容C10耦合輸出接放大器一的第3引腳正端輸入，放大器一的第四引腳接-5V電源并接電容C1，電容C1的另一端接地，放大器一的第八引腳接+5V電源并接電容C2，電容C2的另一端接地，放大器一的第二引腳負(fù)端輸入接電阻R4和反饋電阻R3，電阻R4的另一端接地，放大器一的第一引腳輸出端接二極管D2的正端和二極管D1的負(fù)端，二極管D2的負(fù)端接三極管Q2的基極和電阻R2，電阻R2的另一端和三極管Q2的集電極接-5V電源，二極管D1的正端接三極管Q1的基極和電阻R1，電阻R1的另一端和三極管Q1的集電極接+5V電源，三極管Q1與三極管Q2的射極接在一起與反饋電阻R3的另一端相連作為輸出。

優(yōu)選地，所述信號初級處理放大器采用二級信號放大電路。

優(yōu)選地，所述后級信號調(diào)理處理電路包括窄帶帶通濾波電路和后級放大電路，所述信號初級處理放大器的輸出接窄帶帶通濾波電路的輸入，窄帶帶通濾波電路的輸出接后級放大電路的輸入，后級放大電路的輸出接所述包絡(luò)線檢波電路。

本實用新型提供了一種自動檢測接地電阻技術(shù)的檢測設(shè)備，實現(xiàn)了接地線的接地電阻的實時檢測，接地失效時能及時報警。

附圖說明

圖1為本實用新型方波幅值調(diào)整電路原理圖；

圖2為本實用新型方波正弦波轉(zhuǎn)換電路原理圖；

圖3為本實用新型正弦波功率放大電路原理圖；

圖4為本實用新型信號初級處理放大器原理圖；

圖5為本實用新型后級信號調(diào)理處理原理圖；

圖6為本實用新型包絡(luò)線檢波電路原理圖。

具體實施方式

為使本實用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

本實用新型提供的一種接地電阻的自動檢測設(shè)備包括1.34kHz正方波發(fā)生器、方波幅值調(diào)整電路、方波正弦波轉(zhuǎn)換電路、正弦波功率放大電路、電壓電流互感器、信號初級處理放大器、后級信號調(diào)理處理、包絡(luò)線檢波電路和信號采樣處理。

1.39kHz正方波發(fā)生器由單片機(jī)ATMEGA64內(nèi)部定時器中斷產(chǎn)生1.39kHz正方波，此波形高為+5V，低為0V。

結(jié)合圖1，本實用新型的方波幅值調(diào)整電路由LM258雙運(yùn)算放大器中的放大器U2A和電阻R5、R6、R7、R8組成的比例跟隨電路以及由放大器U2B和電阻R9、R10、R11組成的反饋放大電路組成。比例跟隨電路輸出方波此波形高為+2.5V，低為-2.5V，經(jīng)由反饋放大電路反饋放大一倍后方波輸出幅值高為+5V，低為-5V。

由CPU產(chǎn)生1.34kHz方波送電阻R8，電阻R8的另一端接LM258雙運(yùn)算放大器的3腳，電阻R6一端接-5V電源，另一端接電阻R5，電阻R5的另一端接地AGND，電阻R6、R5連接端產(chǎn)生-2.5V的分壓電壓，此端接電阻R7，電阻R5的另一端也接入LM258雙運(yùn)算放大器的3腳，與1.34kHz正方波疊加作為放大器U2A的正端輸入，放大器U2A的負(fù)端輸入2腳接輸出1腳，放大器U2A作為跟隨器用。放大器U2A的輸出1腳接電阻R9，電阻R9的另一端接放大器U2B的負(fù)端輸入6腳，放大器U2B的正端輸入5腳接電阻R11，電阻R11的另一端接地，放大器U2B的負(fù)端輸入6腳同時接反饋電阻R10，電阻R10的另一端接放大器U2B的輸出7腳，放大器U2B的輸出7腳接電容C5耦合輸出。

結(jié)合圖2，方波正弦波轉(zhuǎn)換電路采用由LM158雙運(yùn)算放大器中的放大器U3A和電阻R12、R13、R14，電容C6、C7、C8、C9組成的窄帶帶通濾波器。方波信號經(jīng)窄帶帶通濾波器，濾掉其它頻率信號，保留1.39KH單頻信號正弦波。

濾波的中心頻率 f0=1/(2*3.14*（R13*R14*C6*C7）? ) =1.39kHz；

通頻帶寬度 B= f0/（R13/(4*R14) ）? =390Hz。

前級信號由電容C5耦合輸出接電阻R12輸入，電阻R12的另一端接電阻R13，電容C6、C7，電阻R13另一端接地，電容C6、C7另一端跨接電阻R14，電容C7與電阻R14連接端接放大器U3A負(fù)端輸入2腳, 電容C6與電阻R14連接端接放大器U3A輸出端1腳，放大器U3A正端輸入3腳接地AGND，放大器U3A輸出端1腳另接C10信號耦合輸出。

結(jié)合圖3，正弦波功率放大電路采用由TL064放大器U1A和NPN三極管Q1，PNP三極管Q2，二極管D1、D2，電阻R1、R2、R3、R4組成的推挽放大電路。方波正弦波轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓信號經(jīng)放大后由電壓電流互感器耦合被測電阻產(chǎn)生電流信號。

前級信號由電容C10耦合輸出接放大器U1A3腳正端輸入，放大器U1A4腳接-5V電源并接電容C1，電容C1的另一端接地AGND。放大器U1A 8腳接+5V電源并接電容C2，電容C2的另一端接地。放大器U1A 2腳負(fù)端輸入接電阻R4和反饋電阻R3，電阻R4的另一端接地。放大器U1A 1腳輸出端接二極管D2的正端和二極管D1的負(fù)端，二極管D2的負(fù)端接PNP三極管Q2（S8550）的基極和電阻R2，電阻R2的另一端和三極管Q2的集電極接-5V電源，二極管D1的正端接NPN三極管Q1（S8050）的基極和電阻R1。電阻R1的另一端和三極管Q1的集電極接+5V電源。三極管Q1與三極管Q2的射極接在一起與反饋電阻R3的另一端相連作為輸出。

結(jié)合圖4，信號初級處理放大器由兩級AD620儀表放大器組成，第一級放大器由第一級儀表放大器U4和電阻R15、R16組成，信號放大11.5倍，第二級放大器由第二級儀表放大器U5和電阻R17、R18組成，信號放大50.4倍。

電流互感器輸出經(jīng)電阻R15電流采樣為電壓信號輸入到第一級儀表放大器U4的負(fù)端輸入2腳和正端輸入3腳，第一級儀表放大器U4的1腳、8腳跨接電阻R16控制第一級放大倍數(shù)11.5，第一級儀表放大器U4的4腳接-5V電源并接電容C11，電容C11的另一端接地AGND。第一級儀表放大器U4的7腳接+5V并接電容C12，電容C12的另一端接地AGND，第一級儀表放大器U4輸出6腳接耦合電容C13，耦合電容C13的另一端信號輸入到第二級儀表放大器U5的正端輸入3腳。第二級儀表放大器U5的負(fù)端輸入2腳接地，第二級儀表放大器U5的1腳、8腳跨接電阻R18控制第二級放大倍數(shù)50.4，第二級儀表放大器U5的4腳接-5V并接電容C14，電容C14的另一端接地AGND。第二級儀表放大器U5的7腳接+5V并接電容C16，電容C16的另一端接地，第二級儀表放大器U5輸出6腳接耦合電容C15信號輸出到后級信號調(diào)理處理。

結(jié)合圖5，后級信號調(diào)理處理由窄帶帶通濾波器和后級放大器兩部分組成，窄帶帶通濾波電路由LM158雙運(yùn)算放大器中的放大器U6A和電阻R19、R20、R21，電容C17、C18、C19、C20組成。窄帶帶通濾波器濾掉其它頻率干擾信號，保留1.39KH單頻信號正弦波。后級放大器由AD620儀表放大器U7和電阻R22、R23組成，信號放大50.4倍。

由前級初次放大的信號經(jīng)耦合電容C15加到電阻R19，電阻R19的另一端接電阻R20以及電容C17、C18，電阻R20另一端接地AGND。電容C17、C18另一端跨接電阻R21，電容C18與電阻R21連接端接放大器U6A負(fù)端輸入2腳, 電容C17與電阻R21連接端接放大器U6A輸出端1腳，放大器U6A正端輸入3腳接地AGND，放大器U6A輸出端1腳接耦合電容C22信號輸出，耦合電容C22的另一端信號輸入到AD620儀表放大器U7的正端輸入3腳，AD620儀表放大器U7的負(fù)端輸入2腳接地，AD620儀表放大器U7的1腳、8腳跨接電阻R23控制后級放大倍數(shù)50.4。AD620儀表放大器U7的4腳接-5V并接電容C21，電容C21的另一端接地AGND。AD620儀表放大器U7的7腳接+5V并接電容C23，電容C23的另一端接地AGND。儀表放大器U7輸出6腳接耦合電容C24信號輸出到包絡(luò)線檢波處理。

結(jié)合圖6，包絡(luò)線檢波電路將正弦波交流信號轉(zhuǎn)換成直流電平的處理電路，包絡(luò)線檢波電路由LM358雙運(yùn)算放大器U8A、9013三極管D8、D9，和電阻R24、R25、R26、R27、R28，R29、R30、R31，R32，電容C25、C26、C27、C28、C29組成。由后級信號調(diào)理處理的信號經(jīng)耦合電容C24加到電阻R24、R25，電阻R25的另一端接電阻R26、三極管D9的射極、LM358雙運(yùn)算放大器U8A的2腳負(fù)端輸入，電阻R26的另一端接三極管D8的基極、集電極以及電阻R28，三極管D8的射極接三極管D9的基極、集電極以及LM358雙運(yùn)算放大器U8A的1腳輸出端，LM358雙運(yùn)算放大器U8A的3腳接電阻R27，電阻R26的另一端接地，LM358雙運(yùn)算放大器U8A的4腳接-5V，LM358雙運(yùn)算放大器U8A的8腳接+5V。電阻R24的另一端接電阻R28、電阻R29、電容C26、LM358雙運(yùn)算放大器U8A的6腳負(fù)端輸入。LM358雙運(yùn)算放大器U8A的5腳正端輸入接電阻R30，電阻R30的另一端接地AGND。電阻R29、電容C26的另一端接LM358雙運(yùn)算放大器U8A的7腳輸出、電阻R31、電容C27，電容C27的另一端接地，電阻R31的另一端接電阻R32、電容C28，電容C28的另一端接地，電阻R32接電容C29和送CPU作A/D輸入，電容C29的另一端接地。

信號采樣處理由單片機(jī)ATMEGA64進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，計算處理出被測電阻值，根據(jù)電阻值作報警處理。