一种杆塔接地电阻的测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及电力杆塔用测量仪器技术领域，尤其涉及一种杆塔接地电阻的测量装置。


背景技术：

2.电力杆塔接地系统是防止雷击跳闸的重要保护性措施，接地极的大小、形状、数量、埋设深度、土壤电阻率等多个因素均能影响接地电阻的大小，为了保证电力杆塔的良好接地，需要周期性的测量接地电阻。
3.电力杆塔接地系统如图1所示，主要由三部分组成：地线2、接地引下线3、接地网4，其中地线又称避雷线。电力线路运维工作中测量接地电阻主要是两个目的，一是测量接地网阻值r0是否过大，二是判断接地引下线与接地网是否接触良好。
4.目前，接地电阻测量主要有三极法(摇表法)和钳表法两种。
5.三极法测量前需将杆塔塔身与接地网之间的电气连接全部断开，广泛应用于电力线路验收前接地引下线尚未连接接地网时的接地电阻测量，在三极法测量中，一般接地电阻测试仪提供两根辅助接地极，电路如图2所示。
6.钳表法无需设置辅助接地极，简化了接地电阻测量的工序，但需测量前将接地引下线拆除至只剩一根，钳表法测量电路如图3所示，为了判断电力杆塔的接地系统是否存在问题，需要依次测量不同接地引下线对应的接地电阻值，对于具有四根接地引下线的杆塔，需要拆装接地引下线十二次，耗时耗力，且拆装过程中极易破坏接地引下线的连接可靠性。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术中存在的问题，本技术提出了一种杆塔接地电阻的测量装置，以便解决传统的电力杆塔接地电阻测量时需要拆除接地引下线和设置辅助接地极等问题，在保证测量结果可靠性的同时大大提高测量人员的工作效率。
8.为了实现上述目的，本技术提出了一种杆塔接地电阻的测量装置，包括四组测量单元，每一组测量单元均包括一个电流测量模块和一个电压产生模块，一组测量单元用于连接在一根接地引下线上，该组测量单元内的电流测量模块用于测量该接地引下线上的电流，该组测量单元内的电压产生模块用于在对应的回路产生预设的感应电动势；每组测量单元内的电流测量模块和电压产生模块通过有线或者无线通信的方式与数据处理模块相连接，所述数据处理模块与人机交互模块相连接。
9.在一些实施例中，将四个电流测量模块分别记作第一电流测量模块、第二电流测量模块、第三电流测量模块和第四电流测量模块，将四个电压产生模块分别记作第一电压产生模块、第二电压产生模块、第三电压产生模块和第四电压产生模块，其中第一电流测量模块和第一电压产生模块均与第一无线通信模块相连接，第二电流测量模块和第二电压产生模块均与第二无线通信模块相连接，第三电流测量模块和第三电压产生模块均与第三无线通信模块相连接，第一无线通信模块、第二无线通信模块以及第三无线通信模块均与第
四无线通信模块进行无线通信，所述第四无线通信模块与数据处理模块相连接，第四电流测量模块和第四电压产生模块通过有线的方式与数据处理模块相连接。
10.本技术的该方案的有益效果在于上述杆塔接地电阻的测量装置，在测量过程中，无需拆除任何接地引下线和布置辅助接地极，减少了接地电阻测量人员的工作时间，有效提高了工作效率，并降低频繁拆装接地引下线对接地系统带来的不良影响。
附图说明
11.图1示出了现有技术中电力杆塔接地系统的示意图。
12.图2示出了现有技术中三极法测量接地电阻的电路示意图。
13.图3示出了现有技术中钳表法测量接地电阻的电路示意图。
14.图4示出了实施例中基于多回路电流测量的接地电阻测量电路示意图。
15.图5示出了实施例中杆塔接地电阻的测量装置的原理示意图。
16.附图标记：1-电力杆塔，2-地线，3-接地引下线，4-接地网，5-第一电流测量模块，6-第一电压产生模块，7-第一无线通信模块，8-第二电流测量模块，9-第二电压产生模块，10-第二无线通信模块，11-第三电流测量模块，12-第三电压产生模块，13-第三无线通信模块，14-第四无线通信模块，15-数据处理模块，16-第四电流测量模块，17-第四电压产生模块，18-人机交互模块。
具体实施方式
17.下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步的说明。
18.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
19.现有技术中，电力杆塔1一般通过四根接地引下线3与接地网4连接，接地电阻等效电路如图4所示，其中接地网4的阻值为r0，第一接地引下线的阻值为r1，第二接地引下线的阻值为r2，第三接地引下线的阻值为r3，第四接地引下线的阻值为r4。因此，需要测量的杆塔接地电阻分别为第一回路的电阻值：(r0 r1)、第二回路的电阻值：(r0 r2)、第三回路的电阻值：(r0 r3)、以及第四回路的电阻值：(r0 r4)。当接地引下线3与接地网4接触良好时，r1、r2、r3、r4阻值接近0，接地电阻主要为接地网阻值r0。
20.如图5所示，本技术所涉及的杆塔接地电阻的测量装置包括四组测量单元，每一组测量单元均包括一个电流测量模块和一个电压产生模块，一组测量单元用于连接在一根接地引下线3上，该组测量单元内的电流测量模块用于测量该接地引下线上的电流，该组测量单元内的电压产生模块用于在对应的回路产生预设的感应电动势；每组测量单元内的电流测量模块和电压产生模块通过有线或者无线通信的方式与数据处理模块15相连接，所述数据处理模块15与人机交互模块18相连接。
21.在本实施例中，所述电流测量模块的外形为可开合钳口，其张合角度和形状尺寸便于夹持在输电杆塔接地引下线上，钳口夹持后，可以测量相应接地引下线3上的电流值。
所述电压产生模块的外形为可开合钳口，其张合角度和形状尺寸便于夹持在输电杆塔接地引下线上，钳口夹持后，电压产生模块可作用于接地引下线，产生一个稳定的感应电动势。
22.在本实施例中，将四个电流测量模块分别记作第一电流测量模块5、第二电流测量模块8、第三电流测量模块11和第四电流测量模块16，将四个电压产生模块分别记作第一电压产生模块6、第二电压产生模块9、第三电压产生模块12和第四电压产生模块17，其中第一电流测量模块5和第一电压产生模块6均与第一无线通信模块7相连接，第二电流测量模块8和第二电压产生模块9均与第二无线通信模块10相连接，第三电流测量模块11和第三电压产生模块12均与第三无线通信模块13相连接，第一无线通信模块7、第二无线通信模块10以及第三无线通信模块13均与第四无线通信模块14进行无线通信，所述第四无线通信模块14与数据处理模块15相连接，第四电流测量模块16和第四电压产生模块17通过有线的方式与数据处理模块15相连接。
23.在本实施例中，电流测量模块采用柔性线圈电流互感器，具体可采用夏森品牌型号为sen-ctls1的柔性开口罗氏线圈互感器。电压产生模块采用电压互感线圈，具体可采用翼盟品牌型号为zmpt107的电流型电压互感线圈。无线通信模块采用蓝牙通信模块，具体可采用newbit品牌型号为xy-mbd87a的蓝牙5.1主从一对多模块。数据处理模块15采用嵌入式系统，具体可采用启扬ep9315核心板。人机交互模块18包括液晶屏及薄膜按键面板。
24.本技术所涉及的杆塔接地电阻的测量方法包括以下步骤：
25.步骤1、将各组测量单元中的电流测量模块和电压产生模块连接到对应的接地引下线3上，实现一根接地引下线3上装配一组测量单元。
26.步骤2、通过操控所述人机交互模块18来启动杆塔接地电阻的测量。
27.步骤3、所述数据处理模块15读取四个电流测量模块和电压产生模块的数据，当四个电流测量模块传送过来的数据中存在零值时，则判定相应的接地引下线存在断线的明显缺陷，之后通过所述人机交互模块18输出缺陷警报；当四个电流测量模块传送过来的数据中不存在零值时，则跳转至步骤4。
28.步骤4、根据所述电流测量模块和电压产生模块的数据，基于kcl、kvl和欧姆定律能够得到公式(1)：
[0029][0030]
其中，e1～e4分别表示安装在第一接地引下线至第四接地引下线上的电压产生模块第一次产生的感应电动势，其为已知量；i1～i4分别表示安装在第一接地引下线至第四接地引下线上的电流测量模块第一次测得的电流值，其为已知量；r0表示接地网4的阻值，r1表示第一接地引下线的阻值，r2表示第二接地引下线的阻值，r3表示第三接地引下线的阻值，r4表示第四接地引下线的阻值。
[0031]
步骤5、调整任意一个电压产生模块，使得当该电压产生模块产生的感应电动势为e时，对应的电流测量模块测得的电流值为零，这样便得到公式(2)：
[0032][0033]
其中，i
′1～i
′4分别表示安装在第一接地引下线至第四接地引下线上的电流测量模块第二次测得的电流值，其为已知量。
[0034]
在本实施例中，为了提高接地电阻的测量精确度，选取步骤4中与测得的四个电流值中幅值最大的电流测量模块为同一组测量单元的电压产生模块，调整该电压产生模块，使得当该电压产生模块产生的感应电动势为e，对应的电流测量模块测得的电流值为零。
[0035]
步骤6、结合公式(1)和(2)，能够求得r0、r1、r2、r3、r4的值，进而求得电力杆塔的接地电阻，分别为第一回路的电阻值：(r0 r1)、第二回路的电阻值：(r0 r2)、第三回路的电阻值：(r0 r3)、以及第四回路的电阻值：(r0 r4)；r0表示接地网4的阻值，r1表示第一接地引下线的阻值，r2表示第二接地引下线的阻值，r3表示第三接地引下线的阻值，r4表示第四接地引下线的阻值。
[0036]
步骤7、通过所述人机交互模块18输出测量结果。
[0037]
本技术所涉及的杆塔接地电阻的测量装置具有以下优点：上述测量装置安全可靠、轻便、易于操作，适用于所有通过接地引下线与接地网进行连接的电力杆塔；在测量的过程中，无需拆除任何接地引下线和布置辅助接地极，减少接地电阻测量人员的工作时间，有效提高工作效率，并降低频繁拆装接地引下线对接地系统带来的不良影响。
[0038]
以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围之内。