一种双端接地回路电阻和地网电阻测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及供电检测技术领域，特别是一种测量双端接地回路电阻和地网电阻的装置及方法。

背景技术

随着GIS(气体绝缘变电站)的推广，隔离开关和断路器等在停电检修状态下，会自动进入双端接地状态，由于具有多个电流回路，传统回路电阻测量会出现误差过大的情况；在多点接地的地网电阻测量中，也会形成多个电流支路，出来类似情况。

对于双端接地的回路电阻或地网电阻，双端接地导致多个支路并联，要想测量每个支路的电阻值，关键是得到每个支路的电流值，目前有两种方案：1)使用大电流测量：此种方式适用于并联支路电阻存在至少1个数量级的差异，使用300A乃至更大电流，测量结果将接近被测支路电阻；其应用条件是否满足不易判断，测量结果总是存在误差，其应用范围受限。2)使用交直流电流钳，测量一个或多个支路的电流，从而得出被测支路实际的电流值，进而计算电阻值；其测量精度受限于电流钳的测量精度，甚至有些现场无法提供电流钳测量部位，或者支路过多，电流钳同时测量变得复杂而难以实现。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种双端接地回路电阻和地网电阻测量装置及测量方法，在不拆除接地线的情况下，可准确测量每个支路的实际流过的电流值，进而较精确地测量出各支路的回路电阻或者地网电阻，提高检测的准确性以及工作效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种双端接地回路电阻和地网电阻测量装置，包括向测量回路输出恒定电流的测量装置，测量回路包括串联连接的被测支路、接地排和地网，所述接地排上设置有测量接地排电压信号的采样夹具，采样夹具的输出端连接测量装置的输入端。

上述一种双端接地回路电阻和地网电阻测量装置，所述测量装置包括微控制器、恒流源、电流采集模块和电压采集模块；微控制器的输出端与恒流源的输入端连接，恒流源的两个电流输出夹分别夹持在被测支路一端和接地排中部；电流采集模块、电压采集模块的输出端分别与微控制器的输入端连接，微控制器根据输出的恒定电流以及采集的被测支路两端的电压和测量回路中的实际电流值计算被测支路电阻。

上述一种双端接地回路电阻和地网电阻测量装置，所述测量装置还包括由液晶屏和按键板构成的人机交互模块，人机交互模块与微控制器相互通讯。

上述一种双端接地回路电阻和地网电阻测量装置，所述采样夹具包括壳体，壳体的底端面上固定设置有便于吸附在接地排上的磁铁，位于磁铁两侧的壳体底端面上分别设置一可伸缩探针，所述壳体内设置有输入端与可伸缩探针连接、用于信号转换的电路板，电路板的输出端连接一端固定在壳体上的电压信号线。

一种双端接地回路电阻和地网电阻测量方法，该方法基于上述测量装置实现，具体包括以下步骤：

A.由被测支路、接地排和地网串联连接构成测量回路；

B.将测量主机的两个电流输出夹分别夹持在被测支路一端和接地排中部，将采样夹具吸附在接地排上，并连接电压信号线至测量装置；

C.测量装置向测量回路输出恒定电流，并采集被测支路电流值、被测支路两端的电压值以及接地排上电流注入点至被测支路端点电压值和接地排上电流注入点至地网端点电压值；

D.根据步骤C采集的数据计算被测支路电阻。

上述一种双端接地回路电阻和地网电阻测量方法，所述步骤B中采用两个采样夹具分别采集接地排上下两部分的电压或者使用一个夹具分别测量上下两部分电压进而求出分流比。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明用于测量双端接地的回路电阻和双端接地的地网电阻，可在不拆除接地线的情况下，无需使用多倍大电流或者电流钳便能够准确测量每个支路的实际流过的电流值，进而较精确地测量出各支路的回路电阻或者地网电阻，大大提高了检测的准确性以及工作效率。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明所述测试装置的框架图；

图3为本发明的测量原理图；

图4为本发明测量过程中的电流流向示意图；

图5为本发明所述采样夹具的结构示意图；

图6为本发明采用两个采样夹具测量核定校准系数时的电流流向示意图。

其中：1.被测回路电阻，2.采样夹具，21.壳体，22.磁铁，23.可伸缩探针，24.电压信号线，3.测量装置，4.地网，5.接地排。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。

一种双端接地回路电阻和地网电阻测量装置，包括测量装置3和采样夹具2，测量装置用于向测量回路输出恒定电流，测量回路包括串联连接的被测支路1、接地排5和地网4，如图1所示，采样夹具2吸附在接地排上，测量测量接地排电压信号，采样夹具2的输出端连接测量装置的输入端。

测量装置的结构如图2所示，包括微控制器、恒流源、电流采集模块、电压采集模块和人机交互模块，人机交互模块由液晶屏和按键板构成。其中，微控制器的输出端与恒流源的输入端连接，恒流源的两个电流输出夹分别夹持在被测支路一端和接地排中部；电流采集模块、电压采集模块的输出端分别与微控制器的输入端连接，微控制器根据输出的恒定电流以及采集的被测支路两端的电压和测量回路中的实际电流值计算被测支路电阻；人机交互模块与微控制器相互通讯，按键板向微控制器输入控制指令，液晶屏用于显示测量结果。

采样夹具的结构如图5所示，包括壳体21，壳体的底端面上固定设置有便于吸附在接地排上的磁铁22，位于磁铁两侧的壳体底端面上分别设置一可伸缩探针23，壳体内设置有电路板，电路板的输入端与可伸缩探针连接，用于信号转换，电路板的输出端连接一端固定在壳体上的电压信号线24。

本发明提出的一种双端接地回路电阻和地网电阻测量方法，该方法基于上述测量装置实现，其中接地排作为采样电阻，分别测量电流注入点两侧的接地排长度和电压即可获得流向两端电流的大小，其原理如图3所示，图中，Rx为被测支路电阻，Rg为地网及其连接支路的电阻，Rw为被测支路接地排的电阻，Ux为被测支路电压。

现场的接地排一般为铁或者铜材质，电阻率和横截面积恒定，选择接地排中部施加电流，如图4所示，在施加点上下两部分分别取长度为L

已知，I＝I

u

u

那么，

将上式代入I＝I

其中，L

I

本发明采用两个采样夹具对被测支路电阻进行测量的方法具体包括以下步骤。

A.由被测支路1、两块接地排5和地网4串联连接构成测量回路，如图1所示。

B.将测量主机的两个电流输出夹分别夹持在被测支路一端和连接被测支路另一端的接地排中部，采用两个采样夹具分别吸附在接地排上下两部分，即测量主机的一个电流输出夹位于两个采样夹具之间的接地排上；并连接电压信号线至测量装置。

采用两个采样夹具测量时，由于两个采样夹具之间存在一定差异，因此需要计算两个采样夹具的校准系数。具体方法为：将采样夹具放置于接地排电流注入点一侧，如图6所示，计算出两个采样夹具的校准系数k。

其中，L

C.测量装置向测量回路输出恒定电流，并采集被测支路电流值、被测支路两端的电压值以及接地排上电流注入点至被测支路端点电压值和接地排上电流注入点至地网端点电压值。

D.根据步骤C采集的数据，计算实际流入被测支路的电流i

采用下式计算被测支路电阻Rx：

本发明当采用一个采样夹具对被测支路电阻进行测量时，则不存在夹具校准情况，直接分两次测量得到电流注入点上下两部分接地排上的电压值(相当于校准系数k为1)，然后计算得到被测支路电流和被测支路电阻。

本发明的核心在于使用接地排测量分流电阻，包括但不限于以上两种测量方法；使用一个或多个采样夹具或者其他任何电压测量装置、单次或多次测量接地排电压以电压比例获得分流比例的方法均属于本方法的范围。