本實用新型涉及電力領(lǐng)域，尤其是配網(wǎng)接地電阻檢測技術(shù)。

背景技術(shù)：

接地電阻是表征接地網(wǎng)狀態(tài)的主要參數(shù)。接地的好壞直接關(guān)系到電氣設(shè)備和人身的安全。接地網(wǎng)和電極每年都會不同程度的腐蝕，使設(shè)備的接地電阻發(fā)生變化。地網(wǎng)接地電阻的測試，需要配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置，使用環(huán)境多數(shù)為室外，同時要進(jìn)行安裝固定，并且長時間進(jìn)行測試運行。因此，市場現(xiàn)有的鉗口式互感器已無法滿足需要。因鉗口式互感器帶可開閉的鉗口，可以造成安裝無法牢固固定，灰塵、雨水侵蝕造成磁路不暢等不良影響，對測試數(shù)據(jù)和系統(tǒng)穩(wěn)定性有不良影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是提供一種配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置，避免灰塵、雨水侵蝕造成的不良影響，保證測試數(shù)據(jù)的可靠性。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案：配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置，包括殼體以及設(shè)于殼體內(nèi)的高頻變壓器，所述高頻變壓器設(shè)有激勵信號輸出線圈、測量感應(yīng)線圈，所述激勵信號輸出線圈將高頻電動勢感應(yīng)到接地引線，在接地引線中感應(yīng)的信號由測量感應(yīng)線圈監(jiān)測后輸出，所述殼體中部設(shè)有豎向貫通以供接地引線穿過的測量孔，所述激勵信號輸出線圈、測量感應(yīng)線圈均環(huán)繞測量孔設(shè)置，所述殼體包括上殼體和下殼體，所述下殼體的口部端面沿周向設(shè)有密封槽，所述密封槽內(nèi)設(shè)有密封條，所述上殼體的口部端面沿周向設(shè)有密封凸條，所述密封凸條卡合于密封槽內(nèi)并將密封條壓緊，所述殼體安裝于安裝支架上，所述安裝支架包括底板、設(shè)于底板上的支撐柱、設(shè)于支撐柱頂端的安裝板，所述安裝板的側(cè)面垂直設(shè)有固定板，所述固定板上設(shè)有供螺絲旋入以將殼體與固定板固定的固定孔，所述殼體設(shè)有與螺絲固定的固定耳，所述安裝支架上設(shè)有豎向貫通底板、支撐柱以及安裝板以穿過接地引線的通孔。

作為優(yōu)選，所述上殼體的中心設(shè)有上定位柱，所述下殼體的中心設(shè)有下定位柱，所述測量孔貫穿上定位柱和下定位柱，所述下定位柱的頂部設(shè)有定位孔，所述定位孔的底面上設(shè)有密封圈，所述上定位柱插入定位孔并壓合在密封圈上。

作為優(yōu)選，所述定位孔的形狀為正方形，所述上定位柱的底部設(shè)有正方體結(jié)構(gòu)的定位頭。

作為優(yōu)選，所述配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置設(shè)有進(jìn)行通訊的通訊接口。

作為優(yōu)選，所述配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置內(nèi)置有蓄電池，所述蓄電池連接有太陽能電池供電裝置。

本實用新型將開閉式鉗口更改設(shè)計為固定的閉口的回形高頻互感器，安裝時以穿芯方式套裝于設(shè)備接地引線上，同時將所有組件密封在殼體內(nèi)部，以適應(yīng)室外各種天氣環(huán)境的測試工作。

另外，為了避免水位上升對殼體密封的影響，殼體安裝于安裝支架上，因此，提升了殼體的安裝高度，避免積水淹沒殼體，影響密封效果。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明實施例中配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置的分布示意圖；

圖2為配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置的電路原理框圖；

圖3為信號處理模塊的原理框圖；

圖4為配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置的殼體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置的安裝支架結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)說明：

配網(wǎng)接地電阻在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括若干配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置以及與配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置通訊連接的一臺上位機(jī)。如圖1所示，在變電所或開關(guān)站安裝該系統(tǒng)，監(jiān)測點位置設(shè)置配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置，實現(xiàn)接地電阻狀況的實時監(jiān)控。

其中，所述配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置包括殼體以及設(shè)于殼體內(nèi)的處理器、高頻變壓器、信號處理模塊、通訊模塊，所述高頻變壓器設(shè)有激勵信號輸出線圈、測量感應(yīng)線圈。

考慮到本系統(tǒng)，使用于接地電阻在線監(jiān)測場合，使用環(huán)境多數(shù)為室外，同時要進(jìn)行安裝固定，并且長時間進(jìn)行測試運行。因此，市場現(xiàn)有的鉗口式互感器已無法滿足需要。因鉗口式互感器帶可開閉的鉗口，可以造成安裝無法牢固固定，灰塵、雨水侵蝕造成磁路不暢等不良影響，對測試數(shù)據(jù)和系統(tǒng)穩(wěn)定性有不良影響。所以，在本系統(tǒng)的設(shè)計中，根據(jù)鉗形互感器的工作原理，將開閉式鉗口更改設(shè)計為固定的閉口的回形高頻互感器，安裝時以穿芯方式套裝于設(shè)備接地引線上。即殼體中部設(shè)有豎向貫通以供接地引線穿過的測量孔，同時將所有組件密封在殼體內(nèi)部，激勵信號輸出線圈、測量感應(yīng)線圈均環(huán)繞測量孔設(shè)置，以適應(yīng)室外各種天氣環(huán)境的測試工作。

如圖2所示，所述處理器輸出高頻激勵源信號，經(jīng)過功率放大和二階帶通濾波后，輸出至激勵信號輸出線圈，由激勵信號輸出線圈將高頻電動勢感應(yīng)到接地引線，在接地引線中感應(yīng)的信號由測量感應(yīng)線圈監(jiān)測后輸出至信號處理模塊，所述信號處理模塊對信號進(jìn)行處理并將數(shù)據(jù)信號傳送給處理器進(jìn)行計算得到接地電阻值，所述通訊模塊將配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置測得的接地電阻值傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行記錄和顯示。

如圖3所示，所述信號處理模塊包括兩級放大電路、兩級二階帶通濾波電路、平均值包跡檢波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，信號經(jīng)過兩級放大電路和兩級二階帶通濾波電路處理將干擾信號濾除并將信號電平放大，平均值包跡檢波電路對放大后的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行處理，將高頻載波信號去除并將剩下的數(shù)據(jù)信號送入A/D 轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

通訊模塊設(shè)有通訊接口，通訊接口采用標(biāo)準(zhǔn)的RS-485接口。可采用線纜傳輸，也可連接無線通訊模塊或是GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。當(dāng)然，有線線纜傳輸方式最為穩(wěn)定，無線通訊方式可能受現(xiàn)場環(huán)境、屏蔽、距離等影響傳輸效果，而使用GPRS，則沒有距離限制，但是卻會產(chǎn)生額外費用。所以，使用哪種通訊方式需根據(jù)實際情況選用。

為保證測試裝置良好運行，必須為裝置提供良好的電源。結(jié)合裝置使用工作環(huán)境，設(shè)計了兩種供電方案：

(1)在距離建筑較近的區(qū)域，使用市電220V電源供電。將電源引到裝置附近，通過室外型電源適配器給裝置供電。

(2)使用光電池和蓄電池組合供電方案。此種方案適用于裝置距離電源很遠(yuǎn)，布線供電不方便的場合。陽光充足時，有太陽能電池給系統(tǒng)供電同時給電池充電，陰天和夜晚，由電池供電。在蓄電池的選擇上，可選方案有鎳氫電池組、鋰電池組、鉛酸蓄電池組。其中，鎳氫電池組具有較強(qiáng)的記憶效應(yīng)，不利于長期應(yīng)用；鋰電池壽命較長，但是其對環(huán)境溫度敏感，現(xiàn)場環(huán)境可能很高，會造成鋰電池老化失效；因此，蓄電池選擇了使用維護(hù)相對簡單且比較耐用的免維護(hù)鉛酸蓄電池。

測試過程采用了實時監(jiān)測，配網(wǎng)接地電阻現(xiàn)場測試裝置實時將測得的接地電阻值傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行記錄和顯示，整套系統(tǒng)可以對所有被測接地導(dǎo)體進(jìn)行全天候?qū)崟r測試，可以隨時發(fā)現(xiàn)接地電阻的變化情況，可以及時發(fā)現(xiàn)接地不良的問題。同時測試數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)保存，可以將一定時期的測試數(shù)據(jù)綜合分析，總結(jié)接地電阻隨天氣環(huán)境的變化規(guī)律。

因此，將大大提高了設(shè)備接地電阻測試的效率，能夠隨時監(jiān)測設(shè)備的接地情況。使用價值主要體現(xiàn)在以下三個方面：

1)方便、準(zhǔn)確、快速的測量接地電阻，以前一個站的設(shè)備接地導(dǎo)通測試，需要 2-3天的時間，使用本系統(tǒng)，只需要幾分鐘即可將站內(nèi)幾百個接地點的導(dǎo)體接地電阻測試完畢。

2)利用本系統(tǒng)的實時測試功能，可以及時發(fā)現(xiàn)接地導(dǎo)體的接地不良情況

3)利用本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸記錄功能，可以綜合分析接地電阻的變化規(guī)律。

上位機(jī)監(jiān)控軟件可以時時顯示被測接地電阻值，可以設(shè)置自動監(jiān)控記錄時間，間隔記錄時間為1～200小時，記錄數(shù)據(jù)自動存儲報表，方便歷史查詢、分析監(jiān)測點接地阻值的變化情況。

本套系統(tǒng)的測試裝置原型基于鉗表式接地電阻測試儀。此類測試儀采用一種或兩種頻率的激勵電源進(jìn)行測試，以避開現(xiàn)場干擾。

最初的系統(tǒng)測試裝置是以同樣原理進(jìn)行設(shè)計，實際測試中出現(xiàn)不少問題，經(jīng)過分析有以下幾方面：

問題①鉗表式測試儀，只是用于短時間偶爾測試，他所采用的激勵電源能夠滿足使用要求，外部的電磁干擾，在測試時不一定會對測試產(chǎn)生不良干擾和影響。但是，我們的系統(tǒng)，是全天候測試的，是實時測試的，所以，這個外部電磁干擾在較長時間區(qū)段內(nèi)，會積累出不良影響，使測試數(shù)據(jù)出現(xiàn)大的偏差；

問題②鉗表式測試儀，同一時間基本上只有一臺儀器在工作，不論他使用的激勵電源頻率有多少，也只有這一種頻率的電源在輸出。而我們的系統(tǒng)，同一時間可能有多個測試點在同時工作。另外，變電站內(nèi)多數(shù)接地導(dǎo)體距離比較近，這樣，一臺測試裝置的電源激勵輸出，可能會通過接地網(wǎng)串?dāng)_到其他相鄰的接地設(shè)備的測試裝置，這樣，如果所有裝置使用同一頻率的激勵電源，就會出現(xiàn)裝置間的同頻串?dāng)_。

問題③通過以上問題分析，對測試裝置的激勵電源進(jìn)行改進(jìn)，使用幾種不同頻率的激勵電源，是同頻率的裝置互相遠(yuǎn)離。這樣，部分解決了同頻干擾串?dāng)_的問題。但是每個裝置的頻率依舊是固定的，在較長時間段上實驗會發(fā)現(xiàn)，某些時段依舊會有外部干擾對裝置的測試產(chǎn)生不良影響。

綜合以上出現(xiàn)的三方面問題，設(shè)計了一套新的應(yīng)用于本系統(tǒng)的激勵電源方案：“序列變頻電源激勵方案”。其最大特點為：這種變頻電源方案，頻率不是連續(xù)的，他采用在設(shè)備芯片內(nèi)部，內(nèi)置47Hz—1820Hz的一個頻率序列，此序列從外部看呈現(xiàn)無規(guī)律狀態(tài)，如：47、48、52、53、61……181、183等。整個頻率序列所有數(shù)值與50Hz沒有倍數(shù)關(guān)系，且序列中的頻率數(shù)據(jù)不成等比和等差關(guān)系。

在激勵電源方案設(shè)計中，所有的測量裝置通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，與上位機(jī)通訊，同時裝置之間也會有協(xié)調(diào)通訊協(xié)議。在裝置啟動測量后，裝置之間會通過協(xié)調(diào)通訊協(xié)議監(jiān)測周圍其他裝置的編碼。這時，序列變頻電源激勵程序的工作會分為兩部分：

(1)解決同頻干擾。首端設(shè)備首先確定自己的激勵電源頻率，然后通過通訊協(xié)議發(fā)布自己的頻率序列點，這時，其他同網(wǎng)設(shè)備會根據(jù)這個頻率點，依次確定自身使用的測量激勵電源頻率點，這樣，50Hz干擾可以有頻率序列排除干擾，裝置間的同頻干擾也就不復(fù)存在。由于頻率序列所選擇的頻率范圍寬，頻率點多，所以實際應(yīng)用中，不會出現(xiàn)設(shè)備數(shù)量多于頻點的現(xiàn)象，所以，所有裝置采用自己的頻點同時進(jìn)行測試，測試速度快，且抗干擾能力強(qiáng)。

(2)利用序列變頻，實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)平衡準(zhǔn)確。由于接地阻抗在不同頻率電源的測量狀態(tài)下，會有微小的差別，所以我們設(shè)計的方案，不是讓一個裝置只使用一個頻點進(jìn)行激勵測試，而是在測試過程中使用序列變頻功能。在(1)步驟完成后，首端設(shè)備會根據(jù)序列選擇下一個頻點進(jìn)行再次測試，同時發(fā)布頻點，后續(xù)狀態(tài)同(1)中所述。如此循環(huán)使用序列變頻方案中的所有頻點進(jìn)行測試。序列變頻電源激勵方案原理示意圖如圖。

綜上所述，測量裝置在長時間的實時測試過程中，均衡使用了所有頻點，既實現(xiàn)了各種抗干擾功能，又使測試結(jié)果實現(xiàn)了均衡測試，消除了不同頻率下的測試誤差?？梢酝ㄟ^上位機(jī)軟件，綜合計算某裝置所有頻點的數(shù)據(jù)平均值，得到更加準(zhǔn)確的測試數(shù)據(jù)。

如圖4所示，所述殼體1包括上殼體12和下殼體，所述下殼體的口部端面沿周向設(shè)有密封槽113，所述密封槽內(nèi)設(shè)有密封條，所述上殼體的口部端面沿周向設(shè)有密封凸條，所述密封凸條卡合于密封槽內(nèi)并將密封條壓緊，實現(xiàn)上殼體和下殼體之間的密封。

所述上殼體的中心設(shè)有上定位柱121，所述下殼體的中心設(shè)有下定位柱111，測量孔13貫穿上定位柱和下定位柱，所述下定位柱的頂部設(shè)有定位孔，所述定位孔的底面上設(shè)有密封圈112，所述上定位柱插入定位孔并壓合在密封圈上，實現(xiàn)上定位柱121和下定位柱111之間的密封。進(jìn)一步的，定位孔的形狀為正方形，所述上定位柱的底部設(shè)有正方體結(jié)構(gòu)的定位頭，通過定位頭插入定位孔實現(xiàn)上殼體12和下殼體之間定位，然后上殼體12和下殼體通過螺絲緊固。

所述殼體1安裝于安裝支架2上。如圖5所示，所述安裝支架2包括底板 21、設(shè)于底板上的支撐柱22、設(shè)于支撐柱頂端的安裝板23，所述安裝板的側(cè)面垂直設(shè)有固定板24，所述固定板上設(shè)有供螺絲旋入以將殼體與固定板固定的固定孔，所述殼體設(shè)有與螺絲固定的固定耳，所述安裝支架上設(shè)有豎向貫通底板、支撐柱以及安裝板以穿過接地引線的通孔。

本套配網(wǎng)接電電阻在線監(jiān)測系統(tǒng)，是在現(xiàn)有接地電阻測試裝置的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的電子和軟件技術(shù)，研制的新型接地電阻測試系統(tǒng)。該項目的成功研制將大大提高了設(shè)備接地電阻測試的速度和實時性。在接地電阻測試中，可以實時測試，快速測試，縮短測試時間，提高工作效率，節(jié)省測試人力及物力的資源投入，可以隨時監(jiān)測設(shè)備接地狀態(tài)，準(zhǔn)確定位故障部位，保證設(shè)備安全運行，提高配電網(wǎng)運行可靠性，具有很大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

除上述優(yōu)選實施例外，本發(fā)明還有其他的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明作出各種改變和變形，只要不脫離本發(fā)明的精神，均應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求書中所定義的范圍。