一种基于两极法的输电线路杆塔接地电阻测试系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于两极法的输电线路杆塔接地电阻测试系统及方法，系统包括待测杆塔，所述的待测杆塔底部包括多个塔脚，其特征在于：还包括辅助电极F1（8）、辅助电极F2（9）和接地电阻测试装置（7）；所述的辅助电极F1（8）和辅助电极F2（9）分别埋设于杆塔接地网外侧；在测量时，辅助电极F1（8）和辅助电极F2（9）分别通过接地引线与接地电阻测试装置（7）的其中两个电压反馈端口P1和P2连接，待测塔脚的地网连接线连接至接地电阻测试装置（7）的电流输出E端口。本发明维便携式免放线，且不受使用范围限制，解决现有技术测量结果易受干扰的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及高压技术领域，尤其涉及一种基于两极法的输电线路杆塔接地电阻测试系统与方法。

背景技术

输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要，杆塔接地不良将引起雷电事故，引起线路跳闸。接地电阻测量是校核接地装置是否达到规程要求的必要手段。准确测量接地电阻可以验证接地系统设计是否合理，及时发现接地系统的变化或缺陷，避免由于接地不合格而可能造成的经济损失或事故。为了确保接地电阻符合设计的要求，《架空送电线路运行规程》规定要周期性测量接地装置的接地电阻。

根据GB/T17949.1-2000以及ANSI/IEEE81：1983中关于接地电阻测试的推荐方法主要有两种：一种为三极法；另一种两极法。在输电线路杆塔的接地电阻测量中，前一种为目前采用较多的方法，代表仪器有摇表、4102等各类电子表。该方法需辅助敷设电流极和电压极，辅助极的布置位置和自身电阻对测试结果影响很大；部分杆塔所在地可能不具备布置辅助接地极的空间，造成测试无法进行；测试时需携带大量测试线和相关工具，效率低，测试不便。后一种代表仪器为钳形表，钳形表法利用附近杆塔作为回路，通过感应电流测试回路电阻，该方法测试方便，在实际应用中有部分采用，但该方法受避雷线连接方式影响较大，且抗干扰能力弱，实际应用中准确度较低。

本发明提出之前，主要为上述标准中提出的三极法（摇表测量）、两级法（仪器仪表钳表法），测量结果易受干扰，使用范围也受到了一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种便携式免放线且不受使用范围限制的基于两极法的输电线路杆塔接地电阻测试系统与方法，解决上述杆塔接地电阻测量方法及使用中出现的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于两极法的输电线路杆塔接地电阻测试系统，包括待测杆塔，所述的待测杆塔底部包括多个塔脚，还包括辅助电极F1、辅助电极F2和接地电阻测试装置；所述的辅助电极F1和辅助电极F2分别埋设于杆塔接地网外侧；

在非测量时，辅助电极F1和辅助电极F2分别通过接地引线与其中两个塔脚连接，构成接地网的一部分，用于降阻散流，每个塔脚分别通过配合使用的地网连接线与接地网连接；在测量时，辅助电极F1和辅助电极F2分别通过接地引线与接地电阻测试装置的其中两个电压反馈端口P1和P2连接，待测塔脚的地网连接线连接至接地电阻测试装置的电流输出端口E。

所述的接地电阻测试装置包括单片机系统、数据存储模块、电压电流测试模块、数据采集模块、DA/转换及放大电路、数据存储模块和人机交互模块，所述的数据存储模块、数据采集模块、D/A转换及放大电路、液晶操作显示模块、电压电流测试模块、人机交互模块均与单片机系统连接；电压电流测试模块包括两个电压反馈端口P1、P2以及一个电流输出端口E。

一种基于两极法的输电线路杆塔接地电阻测试系统还包括一个电源控制模块，所述的电源控制模块与单片机系统连接。

所述的辅助电极F1和F2设置于接地网外侧相同距离处。

所述的人机交互模块为液晶操作显示模块。

一种基于两极法的输电线路杆塔接地电阻测试方法，包括非测试步骤和测试步骤，所述的非测试步骤包括以下子步骤：提前埋设于杆塔接地网外侧的辅助电极F1和辅助电极F2通过接地引线分别与杆塔的其中两个塔脚连接，构成接地网的一部分，用于降阻散流；同时，每个塔脚分别通过配合使用的地网连接线与接地网连接；

所述的测试步骤包括以下子步骤：

S1：分别断开辅助电极F1和辅助电极F2与塔脚的连接，同时也断开待测塔脚与接地网的地网连接线；

S2：将辅助电极F1和辅助电极F2分别通过接地引线连接至接地电阻测试装置的其中两个电压反馈端口P1和P2；同时，将待测塔脚通过地网连接线连接于接地电阻测试装置的另外一个电流输出端口E；

S3：接地电阻测试装置进行测量，对采集数据进行计算；

S4：完成计算后，换下一个待测塔脚进行测试，直到完成所有测试。

所述的步骤S3包括以下子步骤：

S31：单片机系统根据用户使用人机交互模块的相关信息，对接地电阻进行测试；

S32：电压电流测试模块测量得到端口P1、端口P2和端口E的电压电流；

S33：数据采集模块对电压电流测试模块测量的得到的电压电流进行采集；

S34：通过D/A转换及放大电路后，单片机系统对辅助电极F1、辅助电极F2和待测塔脚的接地电阻R0进行计算。

所述的步骤S34包括以下子步骤：

所述的步骤S34的接地电阻R0的计算，包括以下子步骤：

S341：根据电流输出和电压反馈，依次得到辅助电极F1的电阻R1和接地电阻R0之和R1+R0，辅助电极F2的电阻R2和接地电阻R0之和R2+R0，以及辅助电极F1的电阻R1、辅助电极F2的电阻R2和接地电阻R0之和R2+R1+R0；

S342：计算得到接地电阻R0。

本发明的有益效果是：

本发明适用于所有杆塔接地电阻的测试，包含逐塔接地和光纤复合地线单点接地，测量中免放线、携带方便，测量数据准确。

与现有的三级法相比，不需要每次对辅助级进行铺设，所测杆塔敷设辅助接地极具有降阻功能，在测试后可不用取出直接作为接地网的一部分，起到降阻散流作用；并且辅助级的布置位置更加方便（现有技术为20米和40米，长度不同），辅助级的自身电阻对测试结果无影响。与现有的双级法相比，抗干扰能力更强，准确度更高。

附图说明

图1为本发明测量接线示意图；

图2为接地电阻测试装置结构框图；

图中，1-塔脚A与地网连接线，2-塔脚B与地网连接线，3-塔脚C与地网连接线，4-塔脚D与地网连接线，5-接地引线I，6-接地引线II，7-接地电阻测试装置，8-辅助电极F1，9-辅助电极F2。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：如图1所示，输电线路接地体包含A、B、C、D四个塔脚，分别通过塔脚A与地网连接线1、塔脚B与地网连接线2、塔脚C与地网连接线3、塔脚D与地网连接线4与接地网相连，辅助电极F18和辅助电极F29分别通过接地引线I5和接地引线II6与杆塔塔脚相连。

以测试塔脚A接地电阻讲述测试步骤：

在非测试阶段：

辅助电极F18和辅助电极F29提前埋设于杆塔接地网外侧10米，接地引线I5和接地引线II6与杆塔塔脚相连；

在测试阶段：

（1）断开塔脚A与地网连接线1、接地引线I5和接地引线II6；

（2）将专用接地电阻测试装置7的电压反馈端口P1、P2端子分别连接与接地引线I5和接地引线II6；

（3）将专用接地电阻测试装置7的电流输出E端子与塔脚A与地网连接线1相连；

（4）测量，读取测量值。

测量塔脚B，就将专用接地电阻测试装置7的E端子与塔脚B与地网连接线2相连，依次类推进行测量。

测试完成后，按照非测试阶段连接即可。

如图2所示，接地电阻测试装置包括单片机系统、数据存储模块、电源控制模块、电压电流测试模块、数据采集模块、DA/转换及放大电路、数据存储模块和液晶操作显示模块，所述的数据存储模块、数据采集模块、D/A转换及放大电路、液晶操作显示模块、电源控制模块、电压电流测试模块和液晶操作显示模块均与单片机系统连接；电压电流测试模块包括两个电压反馈端口P1、P2以及一个电流输出端口E。

数据液晶操作显示模块输入相关操作测量信息，数据保存于数据存储模块中；数据采集模块对电压电流模块测试模块测量得到的电压电流进行采集，通过D/C转换及放大电路对辅助电极F18与待测装置电阻的电阻值之和R1+R0、辅助电极F29电阻值与待测装置电阻的电阻值之和R1+R2、辅助接地极F18和辅助电极F29与待测装置电阻的电阻值和R1+R2+R0进行计算，得到待测装置的接地电阻R0，液晶操作显示模块显示测量电阻R0，并将数据存储于数据存储模块中。