接地裝置工頻和沖擊特性參數(shù)的測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電學測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測量接地裝置特性參數(shù)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]接地裝置是實現(xiàn)電力系統(tǒng)或建筑物電氣裝置、設(shè)施接地的功能系統(tǒng)，包括埋設(shè)于地中的一個或多個導電體和接地線。接地網(wǎng)是電力系統(tǒng)使用的兼有泄流和均壓作用的較大型的網(wǎng)狀接地裝置的統(tǒng)稱。接地網(wǎng)性能的好壞將直接影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行以及設(shè)備和人生的安全。接地裝置特性參數(shù)的準確測量是接地工作的基礎(chǔ)，是接地設(shè)計、建設(shè)和運行維護全過程管理的重要一環(huán)。
[0003]接地裝置的特性參數(shù)包括電氣完整性、接地阻抗、場區(qū)地表電位梯度、接觸電位差、跨步電位差、轉(zhuǎn)移電位等參數(shù)和指標。除了電氣完整性外，接地裝置的特性參數(shù)又可分為工頻特性參數(shù)和沖擊特性參數(shù)。工頻特性參數(shù)是定義在工頻測試電流下的一些特性參數(shù)，沖擊特性參數(shù)是定義在沖擊電流下的一些特性參數(shù)。接地阻抗是其中較重要的參數(shù)，定義為接地裝置對遠方電位零點的阻抗，數(shù)值上為接地裝置與遠方電位零點間的電位差與通過接地裝置流入地中的電流的比值。按工頻電流求得的接地阻抗稱為工頻接地阻抗；按沖擊電流求得的接地阻抗稱為沖擊接地阻抗。沖擊接地阻抗反映接地裝置在雷電流作用下的沖擊特性。工頻特性參數(shù)主要用于衡量接地網(wǎng)泄放工頻接地短路故障電流的能力，而沖擊特性參數(shù)主要用來衡量接地網(wǎng)泄放雷電流的能力。接地裝置的沖擊特性和工頻特性參數(shù)都有必要進行測試。然而，由于制造技術(shù)和科技水平的限制，過去對接地網(wǎng)特性參數(shù)的測試與計算大部分是基于工頻環(huán)境，所得結(jié)果為接地網(wǎng)的工頻特性參數(shù)。鑒于接地裝置沖擊特性參數(shù)測量的重要性，國家能源局發(fā)布了電力行業(yè)標準DL/T266-2012《接地裝置沖擊特性參數(shù)測試導則》，規(guī)定了接地裝置沖擊特性參數(shù)測試的一般原則、內(nèi)容、方法和判據(jù)。
[0004]測量接地裝置工頻特性參數(shù)的設(shè)備經(jīng)過多年的發(fā)展，目前技術(shù)已經(jīng)比較成熟，市場上可供選擇的儀器設(shè)備較多。但目前市場上測量接地裝置沖擊特性參數(shù)的設(shè)備比較少見，尚無既可測量工頻特性參數(shù)又可以測量沖擊特性參數(shù)的設(shè)備。若要對接地裝置進行工頻特性參數(shù)和沖擊特性參數(shù)的全面測量，則需要使用兩種儀器先后進行測量，現(xiàn)場使用不便，野外測量時也增加了攜帶儀器的負擔。若一臺設(shè)備不僅可以測量接地裝置的工頻特性參數(shù)而且還可以測量沖擊特性參數(shù)，則可以方便現(xiàn)場測試人員。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是提供一種既可以測量接地裝置的工頻特性參數(shù)又可以測量其沖擊特性參數(shù)的測量裝置。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種接地裝置工頻和沖擊特性參數(shù)的測量裝置，包括:MCU微控制器(或微處理器)模塊、RAM存儲器、顯示裝置、輸入裝置、數(shù)據(jù)采集模塊、電流輸出端子、電壓輸入端子、變頻電源、沖擊電源、電流傳感器、正弦電流信號調(diào)理模塊、正弦電壓信號調(diào)理模塊、沖擊電流信號調(diào)理模塊、沖擊電壓信號調(diào)理模塊。其中，變頻電源用于產(chǎn)生測量工頻特性參數(shù)所需的正弦電流，通過正弦電流輸出端子注入被測接地裝置；脈沖電源用于產(chǎn)生測量沖擊特性參數(shù)所需的沖擊電流，通過沖擊電流輸出端子注入被測接地裝置；電流傳感器包括正弦電流傳感器和沖擊電流傳感器，分別用于測量正弦電流和沖擊電流；正弦電流信號調(diào)理模塊、沖擊電流信號調(diào)理模塊分別將正弦電流傳感器和沖擊電流傳感器輸出的電流信號進行濾波和幅度調(diào)整，以適應(yīng)數(shù)據(jù)采集模塊的輸入范圍；正弦電壓信號調(diào)理模塊、沖擊電壓信號調(diào)理模塊分別將輸入的正弦電壓和沖擊電壓進行濾波和幅度調(diào)整，以適應(yīng)數(shù)據(jù)采集模塊的輸入范圍；數(shù)據(jù)采集模塊用于同步采樣電流和電壓信號，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；MCU微控制器模塊控制協(xié)調(diào)其他模塊的工作，并對采集到的電壓、電流數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，計算出被測接地裝置的工頻和沖擊特性參數(shù)，最后將結(jié)果送給顯示裝置。測量工頻特性參數(shù)時，變頻電源啟動，沖擊電源處于關(guān)閉狀態(tài)；測量沖擊特性參數(shù)時，沖擊電源啟動，變頻電源處于關(guān)閉狀
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[0008]進一步，所述的變頻電源產(chǎn)生的正弦電流的頻率與工頻接近，并可以在一定范圍內(nèi)改變，測試時輸出的實際頻率可由用戶選擇。
[0009]進一步，所述的沖擊電源內(nèi)設(shè)有脈沖電容器、充電電路、放電開關(guān)，還設(shè)有電阻值可變的調(diào)波電阻器和電感值可變的調(diào)波電感器用于調(diào)節(jié)輸出電流波形，使得該沖擊電源可輸出l/20us、4/10us、8/20us、30/80us等標準雷電沖擊波。
[0010]進一步，所述的接地裝置工頻和沖擊特性參數(shù)的測量裝置還包括便攜式打印機，用于現(xiàn)場打印測量結(jié)果和波形。
[0011]進一步，所述的接地裝置工頻和沖擊特性參數(shù)的測量裝置還設(shè)有通訊接口，可以和其他自動化裝置或計算機進行通訊。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)越性在于:
[0013]本實用新型的接地裝置工頻和沖擊特性參數(shù)的測量裝置既設(shè)有變頻電源和正弦信號測量模塊又設(shè)有沖擊電源和沖擊信號測量模塊，使得本裝置既可以測量接地裝置的工頻特性參數(shù)又可以測量其沖擊特性參數(shù)。用戶只需一臺設(shè)備就可對接地裝置進行全面測試。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為使用本實用新型的裝置測量接地裝置的一種接線圖。
[0016]圖中，G為被測接地裝置，C為電流極，P為電位極。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0018]如圖1所示，一種接地裝置的工頻和沖擊特性參數(shù)的測量裝置，主要包括:MCU微控制器(或微處理器)模塊、RAM存儲器、顯示裝置、輸入裝置、數(shù)據(jù)采集模塊、變頻電源、沖擊電源、電流傳感器、正弦電流信號調(diào)理模塊、正弦電壓信號調(diào)理模塊、沖擊電流信號調(diào)理模塊、沖擊電壓信號調(diào)理模塊、正弦波電流輸出端子1和2、沖擊電流輸出端子3和4、電壓輸入端子5和6、電源模塊。其中，變頻電源用于產(chǎn)生測量工頻特性參數(shù)所需的正弦電流，通過正弦電流輸出端子注入被測接地裝置，電流頻率范圍為40?120Hz ;脈沖電源用于產(chǎn)生測量沖擊特性參數(shù)所需的沖擊電流，通過沖擊電流輸出端子注入被測接地裝置；電流傳感器包括正弦電流傳感器和沖擊電流傳感器，分別用于測量正弦電流和沖擊電流，正弦電流傳感器7采用電流互感器，沖擊電流傳感器8采用Rogowski線圈；正弦電流信號調(diào)理模塊、沖擊電流信號調(diào)理模塊分別將正弦電流傳感器和沖擊電流傳感器輸出的電流信號進行濾波和幅度調(diào)整，以適應(yīng)數(shù)據(jù)采集模塊的輸入范圍；正弦電壓信號調(diào)理模塊、沖擊電壓信號調(diào)理模塊分別將輸入的正弦電壓和沖擊電壓進行濾波和幅度調(diào)整，以適應(yīng)數(shù)據(jù)采集模塊的輸入范圍；數(shù)據(jù)采集模塊用于同步采樣電流和電壓信號，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；MCU模塊控制協(xié)調(diào)其他模塊的工作，并對采集到的電壓、電流數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，計算出被測接地裝置的工頻或沖擊特性參數(shù)，最后將結(jié)果送給顯示裝置；電源模塊為其他模塊提供所需的工作電源。
[0019]測量工頻特性參數(shù)時，在MCU的控制下變頻電源啟動(此時沖擊電源處于關(guān)閉狀態(tài))，輸出正弦波電流，測試電流信號經(jīng)過電流互感器和正弦電流信號調(diào)理模塊后被送給數(shù)據(jù)采集模塊，響應(yīng)的電壓信號經(jīng)過正弦電壓信號調(diào)理模塊后被送給數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊對電流和電壓信號進行同步采集并數(shù)字化后存儲到RAM中，數(shù)據(jù)采集完成后，MCU對存儲在RAM中的波形進行分析計算得出工頻特性參數(shù)。
[0020]測量沖擊特性參數(shù)時，在MCU的控制下沖擊電源啟動(此時變頻電源處于關(guān)閉狀態(tài))，輸出沖擊電流，測試電流信號經(jīng)過Rogowski線圈和沖擊電流信號調(diào)理模塊后被送給數(shù)據(jù)采集模塊，響應(yīng)的電壓信號經(jīng)過沖擊電壓信號調(diào)理模塊后被送給數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊對電流和電壓信號進行同步采集并數(shù)字化后存儲到RAM中，數(shù)據(jù)采集完成后，MCU對存儲在RAM中的波形進行分析計算得出沖擊特性參數(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種接地裝置工頻和沖擊特性參數(shù)的測量裝置，包括MCU微控制器模塊、RAM存儲器、顯示裝置、輸入裝置、數(shù)據(jù)采集模塊、電流輸出端子、電壓輸入端子，其特征在于，還包括變頻電源、沖擊電源、電流傳感器、正弦電流信號調(diào)理模塊、正弦電壓信號調(diào)理模塊、沖擊電流信號調(diào)理模塊、沖擊電壓信號調(diào)理模塊，所述的正弦電流信號調(diào)理模塊、正弦電壓信號調(diào)理模塊、沖擊電流信號調(diào)理模塊、沖擊電壓信號調(diào)理模塊與數(shù)據(jù)采集模塊相連接，數(shù)據(jù)采集模塊與MCU微控制器模塊相連，所述的變頻電源產(chǎn)生用于測量工頻特性參數(shù)的正弦電流，所述的沖擊電源產(chǎn)生用于測量沖擊特性參數(shù)的沖擊電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接地裝置工頻和沖擊特性參數(shù)的測量裝置，其特征在于，所述的變頻電源產(chǎn)生的正弦電流的頻率與工頻接近，并可以在一定范圍內(nèi)改變。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接地裝置工頻和沖擊特性參數(shù)的測量裝置，所述的沖擊電源內(nèi)設(shè)有脈沖電容器、充電電路、放電開關(guān)，其特征在于，還設(shè)有電阻值可變的調(diào)波電阻器和電感值可變的調(diào)波電感器用于調(diào)節(jié)輸出電流波形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接地裝置工頻和沖擊特性參數(shù)的測量裝置，其特征在于，所述的沖擊電源可輸出l/20us、4/10us、8/20us、30/80us標準雷電沖擊波。
【專利摘要】本實用新型屬于電學測量技術(shù)領(lǐng)域，公布了一種測量接地裝置特性參數(shù)的裝置。本實用新型的測量裝置包括微控制器模塊、RAM、顯示裝置、輸入裝置、數(shù)據(jù)采集模塊、電流輸出端子、電壓輸入端子，還包括變頻電源、沖擊電源、電流傳感器、正弦電流信號調(diào)理模塊、正弦電壓信號調(diào)理模塊、沖擊電流信號調(diào)理模塊、沖擊電壓信號調(diào)理模塊。變頻電源產(chǎn)生測量工頻特性參數(shù)所需的正弦電流，沖擊電源產(chǎn)生測量沖擊特性參數(shù)所需的沖擊電流。本實用新型的測量裝置不僅可以測量接地裝置的工頻特性參數(shù)，還可以測量接地裝置的沖擊特性參數(shù)。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號】CN205038273
【申請?zhí)枴緾N201520688799
【發(fā)明人】陳愛文
【申請人】陳愛文
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年9月8日