[發明專利]基于無線信號源的分布式接地電阻檢測系統及檢測方法

有效

• 申請號: 201710852101.5
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107782975B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 李艷萍;王濤;高煥兵;隋首鋼;吳林彥
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: G01R27/20
• 分類號: G01R27/20
• 代理公司: 北京頭頭知識產權代理有限公司 11729
• 代理人: 劉鋒

1.一種基于無線信號源的分布式接地電阻檢測系統，其特征在于，包括無線接地電阻測試儀和互感器，其中：

所述無線接地電阻測試儀包括電源模塊(1)、第一控制核心模塊(2)、激勵信號發生模塊(3)、調頻發射機模塊(4)、第一Zigbee模塊(5)和通信模塊(6)；

所述電源模塊(1)負責為整個無線接地電阻測試儀提供合適的電壓，選用鋰電子電池將其經過多種降壓電路后給所述無線接地電阻測試儀的各模塊供電；

所述第一控制核心模塊(2)由單片機及外圍功能模塊構成，負責人機交互以及信息處理；所述第一控制核心模塊(2)負責四項任務：一是控制所述激勵信號發生模塊(3)產生額定電壓；二是接收所述第一Zigbee模塊(5)傳來的互感電流值與相位差，經過公式1算出接地電阻阻抗值，其中分別表示各個電壓互感器感應到引下線上的電壓，分別表示各引下線上由于感應電壓產生的電流，當改變電壓互感器感應電壓位時，感應電壓產生的電流為R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄分別表示桿塔的四條引下線的電阻，Z_ge為接地電阻阻抗值；三是通過所述第一Zigbee模塊(5)發送控制命令至所述互感器；四是將桿塔接地阻抗值和其他輸電桿塔的相關信息傳輸給所述通信模塊(6)；

所述激勵信號發生模塊(3)包括信號發生模塊和功率放大模塊，通過所述第一控制核心模塊(2)的控制產生正弦波激勵信號，隨后通過所述功率放大模塊提高電路的負載驅動能力從而驅動電壓互感器，并將調理后的交流信號傳輸到所述調頻發射機模塊(4)；

所述調頻發射機模塊(4)將所述激勵信號發生模塊(3)產生的電壓通過調頻處理發送至所述互感器；

所述第一Zigbee模塊(5)負責接收所述互感器的第二Zigbee模塊(15)發送的感應電流值和相位差；

所述通信模塊(6)為GPRS模塊，負責遠程發送桿塔位置、測量時間、桿塔接地阻抗值至輸電線路桿塔巡檢監視系統；

所述互感器包括電源模塊(7)、調頻接收機模塊(8)、同步模塊(9)、電壓互感器模塊(10)、電流互感器模塊(11)、信號調理模塊(12)、相位測量模塊(13)、MCU控制模塊(14)、第二Zigbee模塊(15)和自檢模塊(16)；

所述電源模塊(7)負責為所述互感器提供合適的電壓，選用鋰電子電池將其經過多種降壓電路后給所述互感器的各模塊供電；

所述調頻接收機模塊(8)負責接收所述無線接地電阻測試儀的調頻發射機模塊(4)發送出的調頻后的電壓，將其送入所述同步模塊(9)；

所述同步模塊(9)負責接收所述MCU控制模塊(14)發送過來的控制指令，以實現整個系統中四個互感器的信號同步，并將同步后的信號傳輸到所述電壓互感器模塊(10)；

所述電壓互感器模塊(10)和電流互感器模塊(11)串聯，為一對互感器鉗口，測量時夾在一條桿塔接地引下線上，對桿塔的接地引下線上的電壓電流進行測量以計算接地電阻阻值；

所述信號調理模塊(12)包括電流電壓轉換模塊、電壓跟隨器、帶通濾波器和交直流轉換電路；在接收到所述電流互感器(11)傳輸過來的感應電流后通過所述電流電壓轉換模塊轉換為電壓值，然后經過所述電壓跟隨器來保持信號的穩定，再經過所述帶通濾波器進行濾波和放大，最后經過所述交直流轉換電路將交流電壓信號轉換為直流電壓信號，并將信號送至所述MCU控制模塊(14)進行處理；

所述相位測量模塊(13)連接所述電壓互感器模塊(10)和電流互感器模塊(11)，將互感電壓和互感電流的過零點檢測出來，并送至所述MCU控制模塊(14)進行處理；

所述MCU控制模塊(14)有三項功能：一是接收所述第二Zigbee模塊(15)傳輸過來的控制命令；二是控制所述同步模塊(9)和自檢模塊(16)進行信號同步及自檢；三是接收所述信號調理模塊(12)和相位測量模塊(13)傳輸來的信號以確定互感電流值和互感電壓電流相位差，并將電流值和相位差傳輸給所述第二Zigbee模塊(15)；

所述第二Zigbee模塊(15)互感電流值和互感電壓電流相位差發送給所述無線接地電阻測試儀的第一Zigbee模塊(5)進行后續計算；同時接收所述無線接地電阻測試儀發送過來的控制指令，對所述互感器的MCU控制模塊(14)進行相關控制；

所述自檢模塊(16)在收到所述MCU控制模塊(14)的電流自檢或電壓自檢的信號后通過控制所述電壓互感器(10)和電流互感器(11)的開閉對電壓互感器(10)和電流互感器(11)進行自檢，以保證測量精度。