基于精准测量技术的输电线路杆塔接地电阻监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及接地电阻监测技术领域，具体涉及一种基于精准测量技术的输电线路杆塔接地电阻监测系统。


背景技术：

2.随着电力技术的发展，杆塔接地电阻测量理论和测量方式都有很大的改变。目前，国内外对输电线路接地电阻的测量方法主要有电位降法、三极法和钳表法等。
3.(1)电位降法
4.电位降法是20世纪60年代受到国际电工界普遍认可的测量方法，该方法需要布置两个辅助电极，即电压极和电流极，多次测量接地装置和电压极之间的电压，形成多点电压曲线，通过分析曲线变化，确定接地装置的零电位电压，零电位电压与测量电流的商即为被测杆塔接地电阻。但该方法需要反复测量，工作量大，效率低下。因此，国内外研究人员在该理论基础上采用电位补偿原理进行了简化，得到了新的接地电阻测量方法：三级法。
5.(2)三极法
6.三极法是目前电力部门广泛使用的接地电阻测量方法，该方法测量时同样需要布置电压极、电流极两个辅助电极，通过电流极向待测杆塔接地装置中注入电流i，同时测量电压极电压u，采用电压、电流原理得到接地电阻r＝u/i。三级法测量时不需将电压极和电流极布置到无穷远处，而是在电压降法的基础上找到一个电位补偿点，作为电压极的零电位点，将电压极到接地装置的距离设置为电压极到接地装置距离的0.618倍，因此也叫0.618法。该方法的优点是测量精度高，适用范围广，公开号为：cn104181398a申请日为2014年9月5日公开的一篇《一种接地电阻的测试装置与方法》的中国发明专利中介绍了一种接地电阻测试装置，但在实际测量中仍存在布极不准确、须断开杆塔接地引线等问题，会导致工作量大且劳动强度高，降低了测量效率。
7.(3)钳表法
8.钳表法主要测量能够形成闭合回路的杆塔接地电阻，根据电磁感应原理，测量回路电阻。公开号为cn102749524a申请日为2012年7月25日公开的一篇《采用钳形接地电阻仪测量接地电阻的方法》的中国发明专利中介绍了一种测量接地电阻的方法，该方法的最大优点是测量时不需布置辅助电极，不完全断开接地引线，只需将钳表夹在接地引线上即可测量。该方法测量方便，极大的提高了测量效率。但测量时容易受到外界电磁干扰及接地装置结构的影响，测量误差较大，测量效率依然很低。


技术实现要素：

9.本实用新型为了解决现有接地电阻检测装置测量数据不准确且检测距离受限不能远程传输以及无法实现对多个监测点进行监控等问题，提供一种基于精准测量技术的输电线路杆塔接地电阻监测系统。
10.基于精准测量技术的输电线路杆塔接地电阻监测系统，包括远程监控系统和多个
现场测试端，每个现场测试端均包括接地电阻检测装置、微处理器和电源模块；所述电源模块为接地电阻检测装置和微处理器供电；所述接地电阻检测装置包括信号采集模块、滤波模块和放大模块；所述信号采集模块与滤波模块连接，滤波模块与放大模块连接，所述放大模块与微处理器连接，所述每个现场测试端均通过无线传输模块与远程监控系统连接；
11.所述信号采集模块包括接地电阻传感器和温湿度传感器；所述温湿度传感器感应接地电阻周围环境的温度和湿度并传送至微处理器；所述接地电阻传感器测量的电阻数据通过滤波模块和放大模块后传送至微处理器，所述微处理器对接收的接地电阻的阻值以温度和湿度数据进行处理，并通过无线发射器传送至远程监控系统。
12.本实用新型的有益效果为：
13.一、本实用新型所述的输电线路杆塔接地电阻监测系统通过采用智能化大范围远程分布式数据实时监测在线传输方式，不受距离限制，实现在不同位置同时对多个监测点数据的监控，提高检修的工作效率。
14.本实用新型的接地电阻智能监测系统能够全天候24小时实时监测接地电阻，当接地电阻有异常情况发生时可以通过服务器显示异常点的位置信息，便于维修和处理。
15.二、本实用新型所述的输电线路杆塔接地电阻监测系统简化了试验操作过程，提高测试结果的精度和准确性，大大降低了试验人员的劳动强度和测试成本。不需要辅助测试桩、也不需要断开地线，实现对在用设备的地阻进行在线动态测量，本新型所述的监测系统方便、快捷、省时省力，极大地方便了接地电阻测量工作。
16.三、本实用新型所述的输电线路杆塔接地电阻监测系统采用监控服务器监控全网络接地电阻，可及时发现故障隐患。符合国家关于电气及电工作业标准规范。安全，稳定，可靠，经济，易安装使用。
附图说明
17.图1为本实用新型所述的基于精准测量技术的输电线路杆塔接地电阻监测系统的原理图；
18.图2为本实用新型所述的基于精准测量技术的输电线路杆塔接地电阻监测系统的结构框图；
19.图3为本实用新型所述的基于精准测量技术的输电线路杆塔接地电阻监测系统中接地电阻检测装置的原理框图；
20.图4为本实用新型所述的基于精准测量技术的输电线路杆塔接地电阻监测系统中接地电阻检测装置结构示意图；
21.图5为本实用新型所述的基于精准测量技术的输电线路杆塔接地电阻监测系统中电源模块的原理框图。
具体实施方式
22.具体实施方式一、结合图1至图5说明本实施方式，基于精准测量技术的输电线路杆塔接地电阻监测系统，包括远程监控系统2和多个现场测试端1
23.(a1
……
an)，每个现场测试端均通过固定夹具固定在输电线路杆塔的横担上。所述每个现场测试端包括接地电阻检测装置3、微处理器4和电源模块5；所述接地电阻检测装
置包括信号采集模块3
‑
1、滤波模块3
‑
2和放大模块3
‑
3；所述信号采集模块3
‑
1与滤波模块3
‑
2连接，滤波模块3
‑
2与放大模块3
‑
3连接，所述放大模块3
‑
3与微处理器4连接，所述每个现场测试端1均通过无线发射器6 与远程监控系统2连接；所述电源模块5为接地电阻检测装置3和微处理器4 供电；
24.所述信号采集模块3
‑
1包括接地电阻传感器3
‑1‑
1和温湿度传感器3
‑1‑
2，所述接地电阻传感器3
‑1‑
1包括触发电源和感应电流模块；所述温湿度传感器3
‑1‑
2 感应接地电阻周围环境的温度和湿度并传送至微处理器4；所述触发电源与电压线圈连接，提供激励信号，并在被测回路上感应一个电势e，即，恒定交流电压，该电压被施加在回路中，感应电流模块与电流线圈连接，在被测回路上产生电流i，根据e和i，即可计算出回路中的电阻，被测点的接地电阻，将所述接地电阻通过滤波模块和放大模块后传送至微处理器，所述微处理器对接收的接地电阻的阻值以温度和湿度数据进行处理，并通过无线传输模块传送至远程监控系统2。
25.本实施方式中，所述现场测试端1还包括显示模块7和接地电阻分析模块8，所述接地电阻分析模块8包括雷电隔离器8
‑
1和报警器8
‑
2；所述雷电隔离器8
‑
1 和报警器8
‑
2分别与微处理器4连接。所述微处理器分析处理接地电阻的电阻值，绘制接地电阻的阻值变化曲线，以及分析接地电阻周围土壤的温度值和湿度值，绘制温度变化曲线和湿度变化曲线；由显示模块显示所述接地电阻分析模块发送的阻值变化曲线、温度变化曲线和湿度变化曲线，接地电阻分析模块从微处理器中调取阻值变化曲线、温度变化曲线和湿度变化曲线，并将接地电阻的阻值变化曲线、温度变化曲线和湿度变化曲线的变化关系数据。当接地电阻值异常时，微处理器4会启动报警模块，进行声光报警，提醒本地工作人员及时处置，防止雷电发生时对设备造成损坏，也可以通过无线发射模块6传输至远程监控系统2，通过向监控系统发送异常指令，通知工作人员及时处理。
26.本实施方式中，所述信号采集模块还包括磁场检测探头3
‑1‑
3，所述磁场探测器安装在壳体9内。用于实时检测接地电阻周围的磁场强度。
27.本实施方式中的每个现场测试端1集成在壳体9内部，所述壳体9内壁设有抗干扰涂层9
‑
1，所述壳体接缝处设有橡胶垫圈9
‑
2。所述壳体9由树脂基玻璃纤维复合材料制成，保证测试的稳定性。
28.结合图5说明本实施方式，所述的电源模块5为独立供电电源；所述电源模块包括太阳能电池板5
‑
1、充电控制器5
‑
2和蓄电池5
‑
3，所述太阳能电池板 5
‑
1通过充电控制器5
‑
2与蓄电池5
‑
3连接，所述太阳能电池板5
‑
1固定在壳体9 的表面。
29.本实施方式中，所述的远程监控系统包括监控服务器和无线接收器；所述无线接收器接收无线发射器传输的数据并通过监控服务器显示。
30.本实施方式所述的无线发射器和无线接收器均采用gprs/3g/4g进行无线通信。
31.本实施方式中，还包括移动终端，所述移动终端与远程监控系统通过无线连接。当监控服务器接收到异常信息时，可通过无线传输的方式将异常信息发送至移动终端，方便工作人员及时到达事故地点，进行异常处理。
32.本实施方式所述的输电线路杆塔接地电阻监测系统的工作原理：将多个现场测试端(a1
……
an)分别通过夹具固定安装在对应的杆塔的横担上，每个接地电阻传感器同时测量对应杆塔接地电阻(r1
……
rn)的阻值，所述接地电阻的阻值通过滤波器滤除干扰杂波，
之后经放大模块对电压信号和电流信号进行 a/d转换和放大处理后发送至微处理器，所述温湿度传感器实时对接地电阻周围土壤的温湿度进行检测，同时对检测出的温湿度信号进行a/d转换和放大处理，得到具体的温度值和湿度值，并将检测到的温度值和湿度值发送至微处理器分析处理，通过无线发射器传送至远程监控系统。所述远程监控系统根据接收各现场测试端传送的接地电阻的数据信息判断是否发声异常以及出现异常的位置，以便在出现异常情况时及时进行处理。