一种接地电阻测试装置和接地电阻测试方法

摘要

本申请提供一种接地电阻测试装置和接地电阻测试方法，包括：电极、第一绝缘棒和第二绝缘棒，电极、第一绝缘棒以及第二绝缘棒分别用于插入于待测地面，第一绝缘棒设置在电极和第二绝缘棒之间，第一绝缘棒上间隔设置有多个位于不同高度的第一金属触点，第二绝缘棒上间隔设置有多个位于不同高度的第二金属触点，多个第一金属触点与多个第二金属触点一一对应且相互对应的第一金属触点和第二金属触点位于相同的深度：一信号发生单元，其分别与每一第二金属触点连接，以依次向多个第二金属触点发送恒流测试信号；一处理单元，其分别与每一第一金属触点以及电极连接，以接收每一第一金属触点处的电压信号并根据电压信号计算得到对应的接地电阻值。

说明书

技术领域

本申请涉及接地电阻测试领域，具体而言，涉及一种接地电阻测试装置和接地电阻测试方法。

背景技术

现有的接地电阻测试一般采用信号发生器向测试电极发送恒流测试信号，使得测试电极与基准电极之间形成回路，进而使得设置于测试电极与基准电极之间的测量电极测量其与基准电极之间的电压，获得测量电压，进而基于测量电压和发送的恒流信号的电流大小计算即可得到接地电阻，由于不同深度的大地存在不同的土地环境条件进而会对接地电阻进行影响，然而目前的这种方式无法体现大地深度对于接地电阻的影响进而存在着无法测量不同深度的接地电阻的问题。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种接地电阻测试装置和接地电阻测试方法，用以解决目前的接地电阻测试方式无法体现大地深度对于接地电阻的影响进而存在的无法测量不同深度的接地电阻的问题。

第一方面，本发明提供一种接地电阻测试装置，包括：电极、第一绝缘棒和第二绝缘棒，所述电极、第一绝缘棒以及第二绝缘棒分别用于插入于待测地面，第一绝缘棒设置在所述电极和第二绝缘棒之间，所述第一绝缘棒上间隔设置有多个位于不同高度的第一金属触点，所述第二绝缘棒上间隔设置有多个位于不同高度的第二金属触点，所述多个第一金属触点与所述多个第二金属触点一一对应且相互对应的第一金属触点和第二金属触点位于相同的深度：一信号发生单元，其分别与每一第二金属触点连接，以依次向所述多个第二金属触点发送恒流测试信号；一处理单元，其分别与每一第一金属触点连接，以接收每一第一金属触点处的电压信号并根据所述电压信号计算得到对应的接地电阻值。

在上述设计的接地电阻测试装置中，通过设计其上间隔设置有多个位于不同高度的第一金属触点第一绝缘棒、其上间隔设置有多个位于不同高度的第二金属触点的第二绝缘棒和电极来插入待测地面形成不同深度的接地电阻检测环境，然后通过分别与每一第二金属触点连接的信号发生单元依次向多个第二金属触点发送恒流测试信号以及通过分别与每一第一金属触点连接的处理单元来接收每一第一金属触点处的电压信号进而基于每一深度的第一金属触点处的电压信号来计算得到每一深度对应的接地电阻值，实现了不同深度大地的接地电阻测量，解决了目前的接地电阻测试方式无法体现大地深度对于接地电阻的影响进而存在的无法测量不同深度的接地电阻的问题，提高了接地电阻测量的适用性。

在第一方面的可选实施方式中，所述信号发生单元包括信号发生模块、第一控制器和第一分线模块，所述信号发生模块通过所述第一分线模块分别与每一第二金属触点连接，所述第一控制器与所述第一分线模块连接，以通过控制所述第一分线模块使得每一第二金属触点与信号发生模块连接或断开。

在第一方面的可选实施方式中，所述处理单元包括处理模块和第二分线模块，所述处理模块通过所述第二分线模块分别与每一第一金属触点连接，所述第一控制器与所述第二分线模块连接，以通过控制所述第二分线模块使得每一第一金属触点与处理模块连接或断开。

在第一方面的可选实施方式中，所述第一分线模块包括第一分线器和多个第一可控开关，所述第二分线模块包括第二分线器和多个第二可控开关，所述信号发生模块通过一第一可控开关与一第二金属触点连接，所述处理模块通过一第二可控开关与一第一金属触点连接，所述第一控制器分别与所述第一分线器和第二分线器的输入端连接，每一第一可控开关的控制端与所述第一分线器的输出端连接，每一所述第二可控开关的控制端与所述第二分线器的输出端连接。

在第一方面的可选实施方式中，所述第一可控开关为第一PMOS管，所述第二可控开关为第二PMOS管，每一所述第一PMOS管的源极与所述信号发生模块电连接，每一所述第一PMOS管的漏极与一第二金属触点连接，每一所述第一PMOS管的栅极与所述第一控制器连接；每一所述第二PMOS管的源极与一第一金属触点连接，每一所述第二PMOS管的漏极与所述处理模块电连接，每一所述第二PMOS管的栅极与所述第一控制器连接。

在第一方面的可选实施方式中，所述信号发生模块包括：一信号发生器，其用于产生恒流波形信号；一波形转换器，其与所述信号发生器连接以用于将所述恒流波形信号转换为预设波形的恒流信号；一第一放大器，其分别与所述波形转换器以及每一第二金属触点连接，以用于对所述预设波形的恒流信号进行放大以获得所述恒流测试信号并将所述恒流测试信号输出给每一所述第二金属触点。

在第一方面的可选实施方式中，所述信号发生模块还包括压控振荡器，所述压控振荡器设置于所述信号发生器和波形转换器之间，其用于对所述恒流波形信号进行频率改变以获得不同预设频率的恒流波形信号。

在上述设计的实施方式中，通过压控振荡器来对恒流波形信号进行频率改变以获得不同预设频率的恒流波形信号进而可实现不同频率的恒流测试信号，进而基于不同频率的恒流测试信号进行接地电阻测试，进而可实现接地电阻受到频率影响的测试。

在第一方面的可选实施方式中，所述信号发生模块还包括一第二控制器，所述第二控制器分别与所述压控振荡器和所述处理单元电连接；所述第二控制器用于接收所述处理单元发送的完成信号并根据所述完成信号控制所述压控振荡器产生第二预设频率的恒流波形信号以形成第二预设频率的恒流测试信号，其中，所述完成信号通过所述采集处理单元根据第一预设频率的恒流测试信号产生的电压信号计算对应的接地电阻值完成之后生成。

在第一方面的可选实施方式中，所述处理模块包括：一第二放大器，其与每一第一金属触点连接以对每一第一金属触点处的电压信号进行放大；一微处理器，其与所述第二放大器连接，以根据放大后的每一第一金属层采集的电压信号计算对应的接地电阻值；一显示器，其与所述微处理器电连接，以对所述微处理器计算得到的接地电阻值进行显示。

在第一方面的可选实施方式中，所述处理单元还包括一存储器，所述存储器与所述微处理器连接，以存储所述微处理器计算得到的每一接地电阻值；所述微处理器，还用于在计算得到当前接地电阻值后，根据所述当前接地电阻值与对应存储的接地电阻值确定测试土地的腐蚀程度。

第二方面，本申请提供一种接地电阻测试方法，用于通过第一方面中任一可选实施方式所述的接地电阻测试装置对接地电阻进行测试，包括：通过所述信号发生单元向所述一第二金属触点发送恒流测试信号I

在上述设计的接地电阻测试方法中，通过设计的接地电阻测试装置中的信号发生单元向所述一第二金属触点发送恒流测试信号I

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的接地电阻测试装置的第一示意图；

图2为本申请实施例提供的接地电阻测试装置的第二示意图；

图3为本申请实施例提供的接地电阻测试装置的第三示意图；

图4为本申请实施例提供的接地电阻测试装置的第四示意图；

图5为本申请实施例提供的接地电阻测试装置的第五示意图；

图6为本申请实施例提供的接地电阻测试方法的流程图。

图标：10-电极；20-第一绝缘棒；201-第一金属触点；30-第二绝缘棒；301-第二金属触点；40-信号发生单元；401-信号发生模块；4011-信号发生器；4012-波形转换器；4013-第一放大器；4014-压控振荡器；4015-第二控制器；402-第一控制器；403-第一分线模块；4031-第一分线器；4032-第一可控开关；50-处理单元；501-处理模块；5011-第二放大器；5012-微处理器；5013-显示器；5014-存储器；502-第二分线模块；5021-第二分线器；5022-第二可控开关；Q1-第一PMOS管；Q2-第二PMOS管。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

第一实施例

本申请实施例提供一种接地电阻测试装置，如图1所示，该接地电阻测试装置包括电极10、第一绝缘棒20、第二绝缘棒30、信号发生单元40以及处理单元50，该电极10、第一绝缘棒20和第二绝缘棒30在测试时均用于插入待测地面，该第一绝缘棒20设置在电极10和第二绝缘棒30之间，该第一绝缘棒20上间隔设置有多个位于不同高度的第一金属触点201，该第二绝缘棒30上间隔设置有多个位于不同高度的第二金属触点301，在第一绝缘棒20和第二绝缘棒30插入待测地面之后，该多个第一金属触点201和多个第二金属触点301一一对应并且相互对应的第一金属触点201和第二金属触点301位于相同的深度，该信号发生单元40分别与每一第二金属触点301连接，该处理单元50分别与每一第一金属触点201和电极10连接。

使用上述设计的接地电阻测试装置进行测试时，信号发生单元40会依次向其连接的多个第二金属触点301发送恒流测试信号，第二金属触点301根据接收到的恒流测试信号产生电流进而通过大地流向与该第二金属触点301在同一高度的第一金属触点201和电极10，进而使得第二金属触点301到电极10之间形成回路，此时与该第二金属触点301在同一高度的第一金属触点201处即可得到该恒流测试信号对应检测得到的电压信号，进而基于该检测得到的电压信号即可计算得到该深度对应的接地电阻值；通过信号发生单元40依次向其连接的多个第二金属触点301发送恒流测试信号即可得到每一第二金属触点301对应深度的接地电阻值。

这里需要说明的是，每一深度的大地可能本身就存在有一定的电压，为了排除每一深度的大地本身具有的电压的干扰，可在得到对应的电压信号之后停止向该深度的第二金属触点301发送恒流测试信号，使得测试停止，这时检测该深度的第二金属触点301处的电压信息即可得到干扰电压信号，然后基于恒流测试信号对应检测得到的电压信号以及干扰电压信号即可得到准确的电压信号，进而基于准确的电压信号和恒流测试信号中的恒定电流大小即可计算得到该深度对应的准确的接地电阻值；信号发生单元40在每次发送恒流测试信号检测到深度对应的电压信号之后均可执行上述过程来检测该深度的干扰电压信号进而来计算该深度对应的准确的接地电阻值进而得到每一深度的准确的接地电阻值。

在上述设计的接地电阻测试装置，通过设计其上间隔设置有多个位于不同高度的第一金属触点第一绝缘棒、其上间隔设置有多个位于不同高度的第二金属触点的第二绝缘棒和电极来插入待测地面形成不同深度的接地电阻检测环境，然后通过分别与每一第二金属触点连接的信号发生单元依次向多个第二金属触点发送恒流测试信号以及通过分别与每一第一金属触点连接的处理单元来接收每一第一金属触点处的电压信号进而基于每一深度的第一金属触点处的电压信号来计算得到每一深度对应的接地电阻值，实现了不同深度大地的接地电阻测量，解决了目前的接地电阻测试方式无法体现大地深度对于接地电阻的影响进而存在的无法测量不同深度的接地电阻的问题，提高了接地电阻测量的适用性。

在本实施例的可选实施方式中，前述描述的信号发生单元40分别与每一第二金属触点301连接，其具体可有以下方式，第一，如图2所示，信号发生单元40有多个输出接口，每一输出接口与一第二金属触点301连接，进而依次通过多个输出接口向多个第二金属触点301发送恒流测试信号；第二，除了上述采用多个输出接口的方式以外，其还可以采用如下方式，具体如图3所示，该信号发生单元40包括信号发生模块401、第一控制器402和第一分线模块403，该信号发生模块401通过第一分线模块403分别与每一第二金属触点301连接，该第一控制器402与第一分线模块403连接以通过控制第一分线模块403使得每一第二金属触点301与信号发生模块401连接或断开。

同样的，处理单元50分别与每一第一金属触点201连接，也包含如下两种方式，第一，如图2所示，处理单元50可设计多个采集接口，每个采集接口与一第一金属触点201连接，进而接收每一第一金属触点201处的电压信号；第二，除了上述采用多个采集接口的方式以外，其还可以采用如下方式，具体如图3所示403，该处理单元50包括处理模块501和第二分线模块502，处理模块501通过第二分线模块502分别与每一第一金属触点201连接，第一控制器402与第二分线模块502连接，以通过控制第二分线模块502使得每一第一金属触点201与处理模块501连接或断开。

具体的，该第一分线模块403可包括第一分线器4031和多个第一可控开关4032，该第二分线模块502可包括第二分线器5021和多个第二可控开关5022，该信号发生模块401通过多个第一可控开关4032与该多个第二金属触点301连接，该处理模块501通过多个第二可控开关5022与该多个第一金属触点201连接，其中，每一第一可控开关4032对应一第二金属触点301，每一第二可控开关5022对应一第一金属触点201，该第一控制器402分别与第一分线器4031和第二分线器5021的输入端连接，每一第一可控开关4032的控制端与第一分线器4031的输出端连接，每一第二可控开关5022的控制端与第二分线器5021的输出端连接。这里需要说明的是，上述的第一分线模块403和第二分线模块502除了采用上述方式以外还可以采用现有的其他形式的分线模块。

通过设计的电路结构进行控制时，第一控制器402可向第一分线器4031和第二分线器5021分别发送控制信息，该控制信息包括有编码，第一分线器4031在接收到控制信息之后根据编码控制对应编码的第一可控开关4032的控制端进而使得第一可控开关4032闭合，实现信号发生模块401与闭合的第一可控开关4032对应的第二金属触点301连接；第二分线器5021在接收到控制信息之后根据控制信息中的编码控制对应编码的第二可控开关5022的控制端进而使得第二可控开关5022闭合，实现处理模块501与闭合的第二可控开关5022对应的第一金属触点201连接。

具体的，第一可控开关4032和第二可控开关5022具体可为可控硅、MOS管、IGBT、电子开关等；还可以为集成电路选线开关，还可以为继电器等；本方案以PMOS管为例，如图4所示，第一可控开关4032具体可为第一PMOS管Q1，第二可控开关5022具体可为第二PMOS管Q2，在此基础上，前述的连接关系具体可为每一第一PMOS管Q1的源极与信号发生模块401电连接，每一第一PMOS管Q1的漏极与一第二金属触点301连接，每一第一PMOS管Q1的栅极与第一分线器4031连接；每一第二PMOS管Q2的源极与一第一金属触点201连接，每一第二PMOS管Q2的漏极与处理模块501电连接，每一第二PMOS管Q2的栅极与第二分线器5021连接。其中，当第一可控开关4032为第一PMOS管Q1，第二可控开关5022为第二PMOS管Q2时，其具体控制过程与前述类似都是基于编码来使得分线器控制编码对应的PMOS管的控制端进而使得PMOS管导通来使得模块与金属触点之间导通，在这里就不再赘述。

在本实施例的可选实施方式中，如图5所示，前述所说的信号发生模块401具体可包括信号发生器4011、波形转换器4012以及第一放大器4013，该信号发生器4011与该波形转换器4012连接，该波形转换器4012与该第一放大器4013连接，该信号发生器4011用于产生恒流波形信号，该波形转换器4012用于将恒流波形信号转换为预设波形的恒流信号，该第一放大器4013用于对预设波形的恒流信号进行放大以获得恒流测试信号并将恒流测试信号输出给每一第二金属触点301，其中，信号发生模块401的输出频率范围可为0-3MHZ，输出电压峰值可高于50V，输出功率可高于50W。

其中，如图5所示，该信号发生模块401中还包括有压控振荡器4014，该压控振荡器4014设置在信号发生器4011和波形转换器4012之间，用于对恒流波形信号进行频率改变以获得不同预设频率的恒流波形信号，在此基础上，信号发生模块401中还可以包括第二控制器4015，该第二控制器4015分别与压控振荡器和处理单元50电连接，用于接收处理单元发送的完成信号并根据完成信号控制压控振荡器产生第二预设频率的恒流波形信号以形成第二预设频率的恒流测试信号，其中，完成信号通过处理单元根据第一预设频率的恒流测试信号产生的电压信号计算对应的接地电阻值完成之后生成。例如，在对深度A进行检测时，其是向深度A对应的第二金属触点301发送第一预设频率的恒流测试信号，进而通过前述所说的方式来测试该深度A对应的接地电阻值，那么下一次的测试信号发送是基于对深度A进行计算完毕之后的信号来确定的，并下一次的测试信号的频率可与第一预设频率不同，进而实现不同频率的测定，也就是说，本申请方案发送的恒流测试信号可采用定频的恒流测试信号或采用扫频的恒流测试信号。

在本实施例的可选实施方式中，如图5所示，前述所说的处理模块501其具体可包括第二放大器5011、微处理器5012以及显示器5013，该第二放大器5011与每一第一金属触点连接以对每一第一金属触点处的电压信号进行放大，该微处理器5012与第二放大器5011连接，以根据放大后的每一第一金属层采集的电压信号计算对应的接地电阻值，其中，计算的具体方式可依照前述描述的计算方式；该显示器5013与微处理器5012电连接，以在微处理器5012的控制下对计算得到的接地电阻值进行显示。另外，在基于前述的方式得到每一深度的准确的接地电阻值之后，还可以基于不同频率接地电阻值的变化情况以及恒流测试信号来合成接地电阻图谱，使得可以基于该接地电阻图谱可分析出接地体腐蚀程度与接地阻抗变化的关系。

在本实施例的可选实施方式中，如图5所示，处理模块501还可以包括一存储器5014，该存储器5014与该微处理器5012连接，以存储微处理器计算得到的每一接地电阻值；存储的作用在于，在经过一个月或预设时间后再进行接地电阻测量时，在计算得到某一深度的当前接地电阻值后可与存储器中存储的该深度的存储接地端电阻值进行比较，若变化过大，则确定测试的土地的环境条件发生了巨大的变化。

第二实施例

本申请提供一种接地电阻测试方法，该方法应用第一实施例描述的接地电阻测试装置来对接地电阻进行测试，如图6所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤S200：通过信号发生单元向处于第一深度的第二金属触点发送恒流测试信号，以使第二金属触点与电极以及第二金属触点对应相同深度的第一金属触点导通以在第二金属触点对应相同深度的第一金属触点上产生第一电压信号。

步骤S202：通过处理单元接收第二金属触点对应相同深度的第一金属触点上产生的第一电压信号。

步骤S204：停止信号发生单元向第二金属触点发送恒流测试信号I

步骤S206：通过处理单元根据第一电压信号、第二电压信号以及恒流测试信号计算接地电阻，其中，接地电阻计算公式为：R

步骤S208：重复执行步骤S202到步骤S206以获得处于第二深度的第二金属触点所在深度的接地电阻，进而获得处于每一深度的第二金属触点所在深度的接地电阻，其中，第一深度与第二深度不同。

在使用前述所说的接地电阻测试装置对接地电阻进行测试时首先通过信号发生单元向某一个第二金属触点发送恒流测试信号I

在上述的基础上，当需要对第二深度的接地电阻进行测试时，可通过信号发生单元对第二深度的第二金属触点发送恒流测试信号I

在上述设计的接地电阻测试方法中，通过设计的接地电阻测试装置中的信号发生单元向所述一第二金属触点发送恒流测试信号I

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

需要说明的是，功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。