专利名称：变频接地电阻测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子仪器，涉及地网接地电阻的测量仪器，特别是一种变频接地
电阻测量仪。
背景技术：
当前，接地电阻测量主要采用注入电流法，即测量注入地网的电流和地网电压来 计算接地电阻。运行中的发变电站，流过大地网的系统不平衡电流在地网上产生干扰电压 可达7 8V。实际测量时往往从提高测量电路信噪比入手，即采用加大注入电流、减小干扰 信号与测量信号比值和在测量结果计算中去除干扰信号等方法来提高测量的准确度。但对 于以系统电源作为试验电源的方法，不能从根本上消除干扰电压的影响。常规测量方法也 难以消除电流与电压及引线间的互感，而且其测量整套设备体积庞大，给现场操作人员带 来了很多不便。

发明内容本实用新型的目的是提供一种可消除地网干扰电压与引线互感电压影B向，以及不
受系统电源影响的准确度高的变频接地电阻测量仪。 本实用新型的目是通过以下技术方案实现的。 变频接地电阻测量仪，是由采样电路、信号放大电路、A/D转换器、单片机、变频电 源、滤波选频电路、上位机组成，其中由单片机控制变频电源同时控制滤波选频器，变频电 源向地网注入电流，这时采样电路取得电流采样和电压采样信号，采样信号经信号线检测 与信号放大后，通过滤波选频，进入A/D转换器，最后通过单片机实现测量结果的直接显示 和打印。 由于本实用新型使用仪器自带的变频电源，地网干扰经过选频滤波被消除，因而 测量结果不受系统电源的影响；不会因地网是否在运行或干扰信号的存在而受到影响，所 以测量精度高。另外结构先进合理，可直接显示和打印地网的接地电阻值。

图1本实用新型结构框图 图2被测地网采样连接示图 图3测量前地网干扰信号的频谱图
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细阐述。 参照图1，本变频接地电阻测量仪主要由采样电路、信号放大电路、A/D转换电路、 单片机、变频电源、滤波选频电路、上位机组成，其采样电路包括电流采样和电压采样。其中 变频电源的功率是400VX5A ;信号放大器采用2132 ;A/D转换器有24位高精度的AD7658 ;单片机采用ADUC7026 ;上位机通信用RS232。由单片机控制变频电源同时控制滤波选频器， 变频电源向地网注入电流，这时采样电路取得电流采样和电压采样信号，采样信号经信号 线检测与信号放大后，通过滤波选频，进入A/D转换器，最后通过单片机实现测量结果的直 接显示和打印。 参照图2，图中G为地网，P为电压极、C为电流极、S为变频电源。由单片机控制 变频电源S向地网注入电流I，这时采样电路电流传感器变一次电流为二次电流取得电流 采样i，同时测量地网电压取得电压采样U，不计干扰电压时接地电阻Re = U/I。采样时中
性点入地的零序电流等产生的干扰信号与有用信号叠加在一起被采集。通常采用相位鉴别 和频率鉴别去除干扰，但接地测量时，干扰信号频谱很宽，相位难以确定，而有用信号频率
是已知的，所以频率识别和提取有用信号最为简单。因此，本仪器采用在40赫兹和60赫兹 的频率下各测一下，由高精度滤波选频电路过滤测量信号，去除干扰信号。最后计算的值折 算到50赫兹下再除以2，提高测量精度。 参照图3，此图按图2的线路，在福州西郊220KV的变电站进行地网实验，为测量前 地网干扰信号的频谱图，由图可见地网干扰信号一般在50赫兹和150赫兹附近幅度最大， 在35赫兹以下和60 110赫兹之间趋于零。 参照上列各图，变频测量法使用仪器自带的变频电源，地网干扰经过选频滤波被 消除，因而测量结果不受系统电源的影响；不会因地网是否在运行或干扰信号的存在而受 到影响。变频法利用频谱技术首先测量地网干扰信号频谱，控制测试电源频率使之工作在 未受干扰或者干扰较小的频段上(实践证明一般用40Hz和60Hz就足够满足要求了 )，再采 用单片机进行数据处理，可从测量结果中拾取电压电流的同相分量，消除引线互感和地网 自感的影响，直接显示测量出来的地网接地电阻值。 接地电阻变频测量的关键是数字滤波与信号处理技术，数字滤波用极点法和傅立 叶变换法相结合的算法，使系统选频率滤波既有更高地精度。本系统采用4个步骤完成测 1、当所有的线接好的情况下，先不加任何电源输出，直接先测量地网存在的40赫
兹和60赫兹干扰信号，并把此干扰信号所带来测量误差存在RAM中，当做固定误差。 2、由单片机控制变频电源输出40赫兹的测量信号，同时控制滤波电路切换到40
赫兹通道，通过鉴相、选频等技术，计算出此频率下的地网电阻值，并存入RAM中， 3、由单片机控制变频电源输出60赫兹的测量信号，同时控制滤波电路切换到60
赫兹通道，通过鉴相、选频等技术，计算出此频率下的地网电阻值，并存入RAM中。 4、①把在40赫兹下测得的电阻值换算到50赫兹下得电阻R4。②把在60赫兹下
测得的电阻值换算到50赫兹下得电阻&。③把在干扰信号测得的电阻值换算到50赫兹下
得电阻&。最后计算出地网电阻Rx。计算公式如下 Rx = (R4_R6) /2_RL 为提高电子仪器的电磁兼容能力，本实用新型采取了适当的抗干扰措施，包括采 用金属外相包装、选择适当的接地方式、选用合适的电源滤波器以及在软件设计中采取处 理各种意外情况的措施。对上位机软件设计用1￡±±在XP平台下编写上位机软件，界面全 中文显示。既有地网实验地名输入、测量方式、数据保存、测量结果显示、历史数据查询、电 力实验报告生成打印等功能。
权利要求一种变频接地电阻测量仪，其特征在于是由采样电路、信号放大电路、A/D转换器、单片机、变频电源、滤波选频电路、上位机组成，其中由单片机控制变频电源同时控制滤波选频器，变频电源向地网注入电流，这时采样电路取得电流采样和电压采样信号，采样信号经信号线检测与信号放大后，通过滤波选频，进入A/D转换器，最后通过单片机实现测量结果的直接显示和打印。
2. 根据权利要求1所述的变频接地电阻测量仪，其特征在于所述的采样电路包括电流 采样和电压采样。
3.根据权利要求1所述的变频接地电阻测量仪，其特征在于所述的变频电源其功率是 400VX5A。
4. 根据权利要求1所述的变频接地电阻测量仪，其特征在于所述的由单片机控制的变 频电源输出的测量信号频率，为40赫兹和60赫兹。
5. 根据权利要求1所述的变频接地电阻测量仪，其特征在于所述的A/D转换器有24位 高精度的AD7658。
6. 根据权利要求l所述的变频接地电阻测量仪，其特征在于所述的单片机采用 ADUC7026。
专利摘要本实用新型涉及是一种变频接地电阻测量仪，是由采样电路、信号放大电路、A/D转换器、单片机、变频电源、滤波选频电路、上位机组成，其中由单片机控制变频电源同时控制滤波选频器，变频电源向地网注入电流，这时采样电路取得电流采样和电压采样信号，采样信号经信号线检测与信号放大后，通过滤波选频，进入A/D转换器，最后通过单片机实现测量结果的直接显示和打印。由于本实用新型使用仪器自带的变频电源，地网干扰经过滤波选频被消除，所以测量精度高。
文档编号G01R27/20GK201508392SQ20092013944
公开日2010年6月16日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者蔡国清, 陈世光 申请人:福建省普华电子科技有限公司