一種接地電阻在線檢測(cè)儀及在線檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種接地電阻在線檢測(cè)儀及在線檢測(cè)方法，包括電源模塊、恒流源發(fā)生單元、數(shù)據(jù)采集單元、保護(hù)裝置、單片機(jī)控制系統(tǒng)、顯示裝置、報(bào)警裝置、通信單元、接線端口；通過(guò)恒流源發(fā)生單元輸出恒定的電流流入被測(cè)接地電阻；通過(guò)數(shù)據(jù)采集單元測(cè)得被測(cè)接地電阻兩端電壓；通過(guò)單片機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算接地電阻阻值并存儲(chǔ)，并在需要時(shí)將數(shù)據(jù)通過(guò)通信單元發(fā)送到服務(wù)器。本發(fā)明可實(shí)時(shí)測(cè)量、讀取、分析接地電阻阻值，解決傳統(tǒng)接地電阻檢測(cè)儀設(shè)備龐大、測(cè)量費(fèi)時(shí)費(fèi)力、精確度低、無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)行等問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
一種接地電阻在線檢測(cè)儀及在線檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于智能儀表技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種接地電阻在線檢測(cè)儀及在線檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]接地電阻可靠接地是維護(hù)電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行、保障電氣設(shè)備與運(yùn)行人員安全的重要措施，因此，接地電阻定期檢測(cè)是電氣工程中不可缺少的內(nèi)容。目前，對(duì)接地電阻的檢測(cè)主要靠人工定期通過(guò)傳統(tǒng)接地電阻測(cè)試儀來(lái)進(jìn)行測(cè)量，存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力，設(shè)備復(fù)雜且精確度低，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的較大缺陷。
[0003]隨著電子技術(shù)在民用電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，伴隨網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)接地電阻檢測(cè)的功能提升提供了技術(shù)可能，本發(fā)明正是在這種新需求、新技術(shù)條件下研發(fā)出來(lái)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種可實(shí)時(shí)測(cè)量、讀取、分析接地電阻阻值的接地電阻在線檢測(cè)儀以及相應(yīng)的在線檢測(cè)方法，解決傳統(tǒng)接地電阻檢測(cè)儀設(shè)備龐大、測(cè)量費(fèi)時(shí)費(fèi)力、精確度低、無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)行等問(wèn)題。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種接地電阻在線檢測(cè)儀，包括電源模塊、恒流源發(fā)生單元、數(shù)據(jù)采集單元、保護(hù)裝置、單片機(jī)控制系統(tǒng)、顯示裝置、報(bào)警裝置、通信單元、接線端口；
[0006]保護(hù)裝置、接線端口、電源模塊分別通過(guò)導(dǎo)體與恒流源發(fā)生單元連接，接線端口與數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)導(dǎo)體連接，數(shù)據(jù)采集單元與單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)體連接，電源模塊、顯示裝置、報(bào)警裝置分別通過(guò)導(dǎo)體與單片機(jī)控制系統(tǒng)連接，通信單元與單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)體連接，單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)通信單元與服務(wù)器進(jìn)行通信。
[0007]進(jìn)一步的，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)包括AD轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)處理單元及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，用于處理及儲(chǔ)存采集到的信息，控制顯示裝置、報(bào)警裝置及通信單元。
[0008]進(jìn)一步的，所述恒流源發(fā)生單元包括電壓脈沖寬度調(diào)制集成電路、半橋逆變電路、高頻變壓器及電流信號(hào)反饋電路，用于產(chǎn)生恒定的檢測(cè)電流。
[0009]更進(jìn)一步的，所述電流信號(hào)反饋電路包括反相器、運(yùn)算放大電路及電壓比較器，用于控制變壓器原邊輸入電流大小。
[0010]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集單元包括電壓跟隨器、濾波電路及運(yùn)算放大器，用于采集待測(cè)接地電阻的電壓信號(hào)并把該信號(hào)發(fā)送至單片機(jī)控制系統(tǒng)。
[0011]進(jìn)一步的，所述通信單元包括RS485通信接口及無(wú)線傳輸模塊，單片機(jī)控制系統(tǒng)與服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)有線或無(wú)線通信。
[0012]本發(fā)明的另一方面，一種接地電阻在線檢測(cè)方法，包括:
[0013](I)通過(guò)恒流源發(fā)生單元輸出恒定的電流流入被測(cè)接地電阻；
[0014](2)通過(guò)數(shù)據(jù)采集單元測(cè)得被測(cè)接地電阻兩端電壓；
[0015](3)通過(guò)單片機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算接地電阻阻值并存儲(chǔ)，并在需要時(shí)將數(shù)據(jù)通過(guò)通信單元發(fā)送到服務(wù)器；
[0016](4)所述服務(wù)器設(shè)有運(yùn)行監(jiān)控功能，將單片機(jī)控制系統(tǒng)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與存儲(chǔ)，并將采集時(shí)間與接地電阻阻值繪制成圖表；
[0017](5)所述服務(wù)器設(shè)有報(bào)警輸出功能，根據(jù)運(yùn)行監(jiān)控功能的結(jié)果控制報(bào)警裝置；
[0018](6)所述服務(wù)器設(shè)有統(tǒng)一管理功能，將多個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一登記與管理，并控制單片機(jī)控制系統(tǒng)相關(guān)信息的錄入、修改、及刪除。
[0019]進(jìn)一步的，步驟(I)所述恒流源發(fā)生單元采用HVM調(diào)制技術(shù)，利用反饋電壓信號(hào)控制變壓器原邊輸入電壓大小，使變壓器副邊輸出的電流大小恒定。
[0020]進(jìn)一步的，步驟(2)所述數(shù)據(jù)采集單元具有信號(hào)中繼功能，將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)，從而增加傳輸距離，提高測(cè)量精度。
[0021]進(jìn)一步的，所述服務(wù)器采用便攜可移動(dòng)設(shè)備，用于隨時(shí)隨地查看測(cè)量結(jié)果。
[0022]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種接地電阻在線檢測(cè)儀及在線檢測(cè)方法，主要有以下優(yōu)勢(shì):
[0023](I)所述接地電阻在線測(cè)試儀采用恒流源發(fā)生單元輸出恒定電流，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)算過(guò)程，提高了測(cè)量速度與精度；
[0024](2)所述接地電阻在線檢測(cè)儀本機(jī)與服務(wù)器可通過(guò)RS485或無(wú)線傳輸通訊，一臺(tái)服務(wù)器可在線查詢多個(gè)接地電阻檢測(cè)儀的數(shù)據(jù)結(jié)果；
[0025](3)所述服務(wù)器可控制任意一臺(tái)檢測(cè)儀本機(jī)電源開(kāi)關(guān)和顯示設(shè)備開(kāi)關(guān)，提高了接地電阻的自動(dòng)測(cè)量技術(shù)水平；
[0026](4)所述服務(wù)器為便攜可移動(dòng)設(shè)備，工作人員可隨時(shí)隨地查看測(cè)量結(jié)果，極大提高了工作效率。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明提供的接地電阻在線檢測(cè)儀的系統(tǒng)框圖；
[0028]圖2是本發(fā)明的使用結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0030]下面將結(jié)合實(shí)施例以及附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0031]本發(fā)明涉及的部件包括電源模塊、恒流源發(fā)生單元、數(shù)據(jù)采集單元、保護(hù)裝置、單片機(jī)控制系統(tǒng)、顯示裝置、報(bào)警裝置、通信單元、接線端口、服務(wù)器及安裝在服務(wù)器上的智能接地電阻阻值監(jiān)控軟件。
[0032]如圖1所示，本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)為電壓脈沖寬度調(diào)制集成電路2、半橋逆變電路3、保護(hù)電路4依次連接，恒定電流I流入被測(cè)接地電阻回路，被測(cè)接地電阻回路、電壓變相器5、運(yùn)算放大電路6、電壓比較器7依次連接構(gòu)成反饋電路，半橋逆變電路3分別與電壓比較器7、電源模塊8連接使輸出的檢測(cè)電流I恒定不變;被測(cè)接地電阻回路、電壓跟隨器9、濾波電路10、運(yùn)算放大電路11依次連接構(gòu)成數(shù)據(jù)采集單元，采集到的數(shù)據(jù)U送入單片機(jī)I中處理計(jì)算得到接地電阻阻值R = u/I;單片機(jī)I分別與報(bào)警裝置12、顯示裝置13、電源模塊8、通信單元14連接，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果R值大小，控制它們做出相應(yīng)動(dòng)作。服務(wù)器15與單片機(jī)I通過(guò)通信單元14連接。
[0033]具體說(shuō)明如下:
[0034]1.所述恒流源發(fā)生單元包括電壓脈沖寬度調(diào)制集成電路2、電源模塊8、半橋逆變電路3、保護(hù)電路4及電流反饋電路，其中電壓脈沖寬度調(diào)制集成電路2產(chǎn)生兩路互補(bǔ)的方波信號(hào)，控制半橋逆變電路3中兩個(gè)三極管交替導(dǎo)通，所述電源模塊8通過(guò)變壓器原邊與兩個(gè)交替導(dǎo)通的三極管構(gòu)成回路，在電流反饋電路的作用下變壓器副邊向被測(cè)接地電阻回路輸出恒定的檢測(cè)電流I。其最大特點(diǎn)是無(wú)論被測(cè)接地電阻阻值大小，輸出的檢測(cè)電流I保持恒定不變，從而簡(jiǎn)化了接地電阻檢測(cè)儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)處理過(guò)程，降低了生產(chǎn)成本，提高了檢測(cè)精度。
[0035]所述電流反饋電路包括電壓變相器5、運(yùn)算放大電路6及電壓比較器7，反饋的電壓信號(hào)與電壓比較器7的基準(zhǔn)電壓作比較，控制電源模塊輸出電壓的大小，從而實(shí)現(xiàn)輸出的檢測(cè)電流大小恒定不變。
[0036]所述電源模塊包括120V供電和1.5V供電，工作人員可自由選擇。
[0037]2.所述數(shù)據(jù)采集單元包括電壓跟隨器9、濾波電路10及運(yùn)算放大電路11，數(shù)據(jù)采集單元輸入端與被測(cè)接地電阻回路連接，輸出端與單片機(jī)I連接，其作用是測(cè)量被測(cè)接地電阻兩端的電壓值U，并發(fā)送給單片機(jī)I處理運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果R = U/I即為接地電阻阻值。
[0038]所述單片機(jī)I分別與顯示裝置13、報(bào)警裝置12及通信單元14連接，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果R值得大小，分別控制顯示裝置13、報(bào)警裝置12及通信單元14做出相應(yīng)動(dòng)作，并把R值存儲(chǔ)到單片機(jī)I的存儲(chǔ)模塊中。
[0039]所述報(bào)警裝置12可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)異常報(bào)警、傳輸異常報(bào)警及電量不足報(bào)警，當(dāng)接地電阻檢測(cè)儀發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警裝置可進(jìn)行聲光報(bào)警，及時(shí)通知監(jiān)控人員。
[0040]3.如圖2所示，所述服務(wù)器15與單片機(jī)I通過(guò)通信單元14連接，工作人員可通過(guò)服務(wù)器15隨時(shí)查詢多個(gè)接地電阻檢測(cè)儀本機(jī)的測(cè)量結(jié)果，工作人員還可通過(guò)服務(wù)器15控制任意一個(gè)接地電阻檢測(cè)儀本機(jī)電源及顯示裝置13的開(kāi)關(guān)。其最大特點(diǎn)在于極大提高了接地電阻測(cè)量的效率，實(shí)現(xiàn)了接地電阻測(cè)量的實(shí)時(shí)性。
[0041]所述通信單元14包括RS485通信接口與無(wú)線傳輸模塊，可供工作人員自由選擇。
[0042]4.所述智能接地電阻阻值監(jiān)控軟件包括設(shè)備統(tǒng)一管理、運(yùn)行監(jiān)控、報(bào)警輸出等功會(huì)K;
[0043]所述統(tǒng)一管理功能能將各單片機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一登記與管理，并具有單片機(jī)控制系統(tǒng)相關(guān)信息的錄入、修改、及刪除等功能；
[0044]所述運(yùn)行監(jiān)控功能能夠?qū)纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)采集與存儲(chǔ)，并將采集時(shí)間與接地電阻阻值繪制成圖表，方便監(jiān)控人員處理分析；
[0045]所述報(bào)警輸出功能能夠根據(jù)運(yùn)行監(jiān)控功能的結(jié)果控制接地電阻在線檢測(cè)儀本機(jī)的報(bào)警裝置，并將相關(guān)報(bào)警信息通過(guò)顯示面板顯示出來(lái)，供監(jiān)控人員查看。
[0046]本發(fā)明的檢測(cè)過(guò)程為:電壓脈沖寬度調(diào)制集成電路2產(chǎn)生兩路相位互補(bǔ)的方波信號(hào)，兩路方波信號(hào)控制半橋逆變電路3經(jīng)過(guò)電流信號(hào)反饋把直流電變?yōu)榻涣麟?，變壓器副邊輸出恒定的電流I流入被測(cè)接地電阻。數(shù)據(jù)采集單元測(cè)得被測(cè)接地電阻兩端電壓U輸入單片機(jī)I中，接地電阻阻值即R=u/I。數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)碼管就地顯示并存儲(chǔ)到單片機(jī)I中，同時(shí)由單片機(jī)I的控制系統(tǒng)程序控制串口對(duì)外傳輸數(shù)據(jù)，通過(guò)RS485接口或無(wú)線傳輸模塊發(fā)送至服務(wù)器15，服務(wù)器15中智能接地電阻阻值監(jiān)控軟件將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，并將結(jié)果繪制成圖表供測(cè)量人員使用。
[0047]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種接地電阻在線檢測(cè)儀，其特征在于:包括電源模塊、恒流源發(fā)生單元、數(shù)據(jù)采集單元、保護(hù)裝置、單片機(jī)控制系統(tǒng)、顯示裝置、報(bào)警裝置、通信單元、接線端口； 保護(hù)裝置、接線端口、電源模塊分別通過(guò)導(dǎo)體與恒流源發(fā)生單元連接，接線端口與數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)導(dǎo)體連接，數(shù)據(jù)采集單元與單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)體連接，電源模塊、顯示裝置、報(bào)警裝置分別通過(guò)導(dǎo)體與單片機(jī)控制系統(tǒng)連接，通信單元與單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)體連接，單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)通信單元與服務(wù)器進(jìn)行通信。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接地電阻在線檢測(cè)儀，其特征在于:所述單片機(jī)控制系統(tǒng)包括AD轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)處理單元及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，用于處理及儲(chǔ)存采集到的信息，控制顯示裝置、報(bào)警裝置及通信單元。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接地電阻在線檢測(cè)儀，其特征在于:所述恒流源發(fā)生單元包括電壓脈沖寬度調(diào)制集成電路、半橋逆變電路、高頻變壓器及電流信號(hào)反饋電路，用于產(chǎn)生恒定的檢測(cè)電流。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種接地電阻在線檢測(cè)儀，其特征在于:所述電流信號(hào)反饋電路包括反相器、運(yùn)算放大電路及電壓比較器，用于控制變壓器原邊輸入電流大小。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接地電阻在線檢測(cè)儀，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集單元包括電壓跟隨器、濾波電路及運(yùn)算放大器，用于采集待測(cè)接地電阻的電壓信號(hào)并把該信號(hào)發(fā)送至單片機(jī)控制系統(tǒng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接地電阻在線檢測(cè)儀，其特征在于:所述通信單元包括RS485通信接口及無(wú)線傳輸模塊，單片機(jī)控制系統(tǒng)與服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)有線或無(wú)線通信。7.一種接地電阻在線檢測(cè)方法，其特征在于，包括: (1)通過(guò)恒流源發(fā)生單元輸出恒定的電流流入被測(cè)接地電阻； (2)通過(guò)數(shù)據(jù)采集單元測(cè)得被測(cè)接地電阻兩端電壓； (3)通過(guò)單片機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算接地電阻阻值并存儲(chǔ)，并在需要時(shí)將數(shù)據(jù)通過(guò)通信單元發(fā)送到服務(wù)器； (4)所述服務(wù)器設(shè)有運(yùn)行監(jiān)控功能，將單片機(jī)控制系統(tǒng)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與存儲(chǔ)，并將采集時(shí)間與接地電阻阻值繪制成圖表； (5)所述服務(wù)器設(shè)有報(bào)警輸出功能，根據(jù)運(yùn)行監(jiān)控功能的結(jié)果控制報(bào)警裝置； (6)所述服務(wù)器設(shè)有統(tǒng)一管理功能，將多個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一登記與管理，并控制單片機(jī)控制系統(tǒng)相關(guān)信息的錄入、修改、及刪除。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種接地電阻在線檢測(cè)方法，其特征在于，步驟(I)所述恒流源發(fā)生單元采用PWM調(diào)制技術(shù)，利用反饋電壓信號(hào)控制變壓器原邊輸入電壓大小，使變壓器副邊輸出的電流大小恒定。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種接地電阻在線檢測(cè)方法，其特征在于，步驟(2)所述數(shù)據(jù)采集單元具有信號(hào)中繼功能，將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)，從而增加傳輸距離，提高測(cè)量精度。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種接地電阻在線檢測(cè)方法，其特征在于，所述服務(wù)器采用便攜可移動(dòng)設(shè)備，用于隨時(shí)隨地查看測(cè)量結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G01R27/20GK105866553SQ201610279784
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】郭瑞年
【申請(qǐng)人】天津鑫源達(dá)泰建筑工程有限公司