[發(fā)明專利]基于結(jié)點電壓法的多引下線接地電阻測量方法

有效

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• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112485532B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設計）人: 隋首鋼;辛永樂;喬鑌;王昊;王濤;劉曉平;魯守銀
• 申請（專利權(quán)）人: 山東建筑大學
• 主分類號: G01R27/20
• 分類號: G01R27/20
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 趙玉鳳

1.基于結(jié)點電壓法的多引下線接地電阻測量方法，其特征在于：包括以下步驟：

S01)、構(gòu)建接地電阻測量電路：

接地電阻測量電路包括控制器、正弦電壓產(chǎn)生電路和電流檢測電路，正弦電壓產(chǎn)生電路用于向接地系統(tǒng)的多條引下線施加測量電壓，電流檢測電流檢測測量電壓在引下線產(chǎn)生的電流，并反饋至控制器；

S02)、列寫結(jié)點電壓方程：

首先構(gòu)建接地系統(tǒng)等效電路，設接地系統(tǒng)有N條引下線，將N條引下線視為N個并聯(lián)的支路，N條引下線通過接地體接地，N條引下線的等效電阻為R₁～R_N，接地體等效電阻值為R_g，測量時，正弦電壓產(chǎn)生電路對N條引下線施加的測量電壓為U₁～U_N，各引下線電流為I₁～I_N，接地體兩端電壓為U，則根據(jù)結(jié)點電壓法，有：

公式(1)中，U無法直接測量，但根據(jù)基爾霍夫電流定律及歐姆定律有：

將公式(2)代入公式(1)，即為：

整理可得：

公式(4)即為利用結(jié)點電壓法列寫的方程；

S03)、列寫回路電阻方程，利用鉗表法鉗入第i條引下線，獲得測量數(shù)據(jù)T_i，并且測量數(shù)據(jù)T_i為：

T_i＝R_i+R₁//R₂//…//R_i-1//R_i+1//…//R_N//R_g (5)，

則R_i＝T_i-R₁//R₂//…//R_i-1//R_i+1//…//R_N//R_g (6)，

其中//表示并聯(lián)，R₁//R₂//…//R_i-1//R_i+1//…//R_N//R_g表示取R₁、R₂、···、R_i-1、R_i+1、···、R_N、R_g并聯(lián)后的電阻值；

公式(6)即為回路電阻方程；

S04)、求解接地電阻，引下線等效電阻R₁～R_N和接地體等效電阻值為R_g為被求量：

正弦電壓產(chǎn)生電路對接地系統(tǒng)各引下線施加一組測量電壓，電流檢測電路檢測各引下線的電流，構(gòu)建結(jié)點電壓方程；

對于N條引下線，分別利用鉗表法獲得N個測量數(shù)據(jù)T_i，基于N個測量數(shù)據(jù)T_i構(gòu)建N個回路電阻方程；

將結(jié)點電壓方程與回路電阻方程聯(lián)立，求得各引下線等效電阻和接地體等效電阻；

上述方程組為非線性方程組，計算過程中，若某引下線故障，則在列寫結(jié)點電壓方程和回路電阻方程時不再考慮該支路，方程數(shù)量依次減少。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于結(jié)點電壓法的多引下線接地電阻測量方法，其特征在于：通過迭代求解接地電阻，具體步驟為：

S41)、根據(jù)精度要求確定允許誤差值e及允許迭代次數(shù)q，令R_i(1)＝T_i，將該數(shù)據(jù)代入結(jié)點電壓方程，求得R_g(1)，其中R_i(1)為迭代計算的初始值，也是鉗表法的測量值；

S42)、將R_g(1)重新代入回路電阻方程，求得R_i(2)和R_g(2)，多次迭代，直至|R_g(p)-R_g(p-1)|＜e，迭代結(jié)束，結(jié)果即為所求，若p＝q時，仍未達到|R_g(p)-R_g(p-1)|＜e，則迭代法不適用，無法利用該方法計算接地電阻。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于結(jié)點電壓法的多引下線接地電阻測量方法，其特征在于：接地電阻測量電路還包括相位檢測電路，相位檢測電路對測量的電流與發(fā)出的電壓之間的相位差進行檢測，若被求量包括阻性部分和感性部分，電流檢測電路將測量的電流大小和相位一起反饋至控制器，控制器根據(jù)反饋結(jié)果計算接地回路阻抗值。