接地电阻季节系数及其自动检测系统设计

摘要

在现代建筑物防雷保护中,接地成为一种重要的防雷保护措施。接地电阻是衡量建筑物接地效果重要的指标之一,但其主要受季节系数影响,为此,研究分析季节系数对其影响的原因具有重要的意义。同时,随着现代电子技术的发展,研制数字式接地电阻仪并提高其测试精度,对于建筑物雷电防护成为研究的热点之一。
　　本文系统的研究了接地电阻与建筑物环境之间的关系,分析了季节系数影响接地电阻的作用机理,指出了土壤湿度、温度、含盐度、土壤种类、接地体结构及土壤分层结构对接地电阻的影响程度,提出了接地电阻长期测量是季节系数研究的前提。为了达到接地电阻长期测量的目的,解决接地电阻测量数据远距离传输问题,根据三极法测量接地电阻的原理,利用单片机设计了一种具有GPRS无线数据传输功能的接地电阻自动检测系统。系统由上位机系统软件和下位机数据采集与传输电路两部分组成。数据采集与传输电路主要由主控制器、DDS恒流源、AD采样电路、GPRS电路以及人机交互电路组成。系统根据异频法选取测量信号频率,通过自动变频的方式生成测试信号以消除接地网工频干扰。上位机系统软件采用Delphi7.0设计,主要由登陆窗口,主界面和子菜单组成。在主界面上使用图表显示接地电阻数据,以及设置季节系数发送检测指令。子菜单包括接地网属性录入、系统设置、报表打印、数据维护等窗口。使用Access数据库存储系统所有数据;利用ADO组件设计系统数据库相关程序,利用Indy10.0组件实现了上/下位机网络通信。系统植入两种常用季节系数以修正接地电阻,提供多种查询方式查询历史数据,以报表和Excel两种方式输出查询结果,具有接地电阻远程自动测量的特点。也可依据当地气象特点,自定义季节系数修正接地电阻测量值。系统全程测量无需人工操作,避免引入操作误差。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 研究目的和意义

1.3 接地电阻测试仪器的发展和检测现状

1.4 本文主要内容

第二章 接地电阻测量原理与方法

2.1 接地电阻理论

2.2 接地电阻测量原理

2.2.1 直线式布置电极法

2.2.2 三角式布置电极法

2.3 本章小结

第三章 季节系数与接地电阻的关系

3.1 影响季节系数的因素

3.1.1 季节系数与土壤温度的关系

3.1.2 季节系数与土壤湿度的关系

3.1.3 季节系数与土壤类型的关系

3.1.4 季节系数与土壤含盐度的关系

3.1.5 季节系数与土壤分层的关系

3.1.6 季节系数与接地体形式的关系

3.2 季节系数

3.2.1 前苏联季节系数

3.2.2 我国季节系数

3.3 本章小结

第四章 接地电阻自动检测系统设计

4.1 系统总体结构设计与工作流程

4.2 数据采集与传输电路设计

4.2.1 数据采集与传输总结构

4.2.2 数据采集与传输工作流程

4.2.3 测试信号发生电路

4.2.4 数据采样电路

4.2.5 无线数据传输电路设计

4.2.6 系统人机交互设计

4.2.7 电源电路设计

4.3 本章小结

第五章 系统软件设计

5.1 系统分析

5.1.1 需求分析

5.1.2 可行性分析

5.1.3 功能分析

5.2 软件界面设计

5.2.1 登陆窗口设计

5.2.2 接地电阻数据曲线显示界面

5.2.3 接地电阻数据表格显示

5.2.4 季节系数植入设计

5.3 子菜单窗口设计

5.3.1 建筑物地网信息录入窗口

5.3.2 报表打印窗口

5.3.3 数据恢复与保存窗口

5.3.4 系统设置窗口

5.4 软件后台程序设计

5.4.1 数据库的创建和连接

5.4.2 接地电阻曲线和表格显示

5.4.3 Excel文件导出

5.4.4 无线网络通信

5.5 本章小结

第六章 实验结果与讨论

6.1 信号发生器测试

6.2 程控放大器测试

6.3 电压采样结果

6.4 电阻测试结果与误差分析

6.5 本章小结

第七章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读研究生期间发表论文和参加项目