專利名稱：一種接地網試驗系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力領域，更具體地說，涉及一種接地網試驗系統。
背景技術：
近些年來，國內多處變電站所形成的擴大事故，多數接地網本身以及其周邊的電氣屬性的不合格有關，比如，當接地電阻過大則發生接地故障時，使中性點電壓偏移增大，可能使健全相和中性點電壓過高，超過絕緣要求的水平而造成設備損壞。接地電阻過大，除了接地網本身電阻率過大以外，和接地網周邊的土壤電阻率也有著密切的關系。此外，當接地網周圍的跨步電壓超過安全電壓值的時候，會直接威脅到變電站運行人員、變電檢修人員人身安全.接地系統的接地電阻是否合格直接關系到變電站運行人員、變電檢修人員人身安 全；由于土壤對接地裝置具有腐蝕作用，隨著運行時間的加長，接地裝置已有腐蝕，影響變電站的安全運行；此外，接地網周邊的土地結造成土壤電阻率的變化也會影響接地網的接地性能；因此，必須大力加強對地網的定期監測。在現有技術中，一般采用工頻大電流法來對接地設備進行接地網進行試驗，獲取接地網的接地電阻、接地網周邊的土壤電阻率和接地網周邊的跨步電壓等參數，以判斷接地網的安全性。由于受系統流入地網電流的干擾以及試驗引線線間的干擾，所以現有技術中，規程要求在進行試驗時，試驗電流不得小于50A以減少干擾對測量結果的影響，由此，就出現了試驗設備笨重，試驗過程復雜，試驗人員工作強度大等諸多問題。

發明內容
有鑒于此，本發明實施例提供一種接地網試驗系統。本發明實施例是這樣實現的一種接地網試驗系統，包括地樁、與工頻相差設定頻率的電源、人體模擬電阻、參數獲取裝置和運算裝置；所述地樁包括電流樁和電壓樁；參數獲取裝置用于獲取根據直線法測得的所述電流樁的電流值和所述電壓樁的電壓值，以及，用于獲取根據四極等距法測得的第一地樁和第二地樁之間的距離、所述第二地樁和第三地樁之間的距離和電阻值，以及，用于分別獲取第一人體模擬電阻和第二人體模擬電阻兩端的電壓值；所述運算裝置用于根據設定的公式計算和獲取的所述電流值、電壓值、距離及電阻值計算接地電阻、土壤電阻率、接觸電阻和跨步電阻。優選的，在本發明實施例中，所述設定頻率為5赫茲。優選的，在本發明實施例中，所述電流樁的電阻值小于80歐姆。優選的，在本發明實施例中，所述電壓樁的電阻值小于200歐姆。優選的，在本發明實施例中，所述電源的供電電流為I至5安培。
優選的，在本發明實施例中，將所述電源的電流為正弦波。優選的，在本發明實施例中，所述電流樁的埋入深度大于O. 5米。優選的，在本發明實施例中，所述電壓樁的埋入深度大于O. 5米。優選的，在本發明實施例中，所述第一地樁和第二地樁之間的距離為5m、10m、20m、30m 或 40m。從上述的技術方案可以看出，在本發明實施例中，在進行接地電阻、土壤電阻率、接觸電壓和跨步電壓的試驗時，并采用非工頻的電流來測量接地裝置的電阻。由于采用非工頻的電流來進行測量，所以避免了工頻對測量電流的干擾，所以也就不必采用大電流的來進行測量，由于小電流電源的體積小，操作簡便，所以本發明實施例有效地減小了測量電源的體積，減輕了試驗人員的工作強度。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發明實施例中所述接地網試驗系統在進行接地電阻試驗的連接示意圖；圖2為本發明實施例中所述接地網試驗系統在進行土壤電阻率試驗的連接示意圖；圖3為本發明實施例中所述接地網試驗系統在進行跨步電壓及接觸電壓試驗的連接示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。現有技術中，采用工頻大電流法來對接地設備進行各項試驗，在這種方式中，規程要求試驗電流不得小于50A，由此，就出現了試驗設備笨重，試驗過程復雜，試驗人員工作強度大等諸多問題。為此，在本發明實施例中，提供了一種接地網試驗系統，包括地樁、與工頻相差設定頻率的電源、人體模擬電阻、參數獲取裝置和運算裝置；地樁包括電流樁和電壓樁；參數獲取裝置用于獲取根據直線法測得的電流樁的電流值和電壓樁的電壓值，以及，用于獲取根據四極等距法測得的第一地樁和第二地樁之間的距離、第二地樁和第三地樁之間的距離和電阻值，以及，用于分別獲取第一人體模擬電阻和第二人體模擬電阻兩端的電壓值；運算裝置用于根據設定的公式計算和獲取的電流值、電壓值、距離及電阻值計算接地電阻、土壤電阻率、接觸電阻和跨步電阻。如圖I所示，在對接地網的接地電阻進行試驗時，需要先將電流樁I和電壓樁2設置為與接地網3呈同一直線分布；然后，將電流樁I與接地網3邊緣的距離設置為被測接地網對角線長度的4至5倍，電壓樁2與地網邊緣的距離為電流樁I與接地網3邊緣的距離的O. 5至O. 6倍；設置好電壓樁和電流樁后，將與工頻相差設定頻率的電源4正極連接接地網3，負極連接電流樁I ;電源4供電后，參數獲取裝置具體的可以是萬用表，通過萬用表可以測得的電流樁I的電流值和電壓樁2的電壓值為參數計算接地網3的電阻值。最后，可以通過運算裝置，根據設定的公式計算和獲取的電流值和電壓值計算接地電阻。如圖2所示，在對接地網的周邊進行土壤電阻率試驗時，需要使用四個地樁，具體的，地樁可以是電流樁或電壓樁。具體的方式為，將第一地樁21、第二地樁22、第三地樁23和第四地樁24在同一直線分布設置并打入地下，所述第一地樁21和第二地樁22之間的距離設為與第三地樁23和第四地樁24之間的距離相等；將第一地樁21、第二地樁22、第三地樁23和第四地樁24打入地下的深度設為相同，且深度小于第一地樁21和第二地樁22之間的距離的1/20 ;將與工頻相差設定頻率的電源4正極連接第一地樁21，負極連接第四地 樁24。通過參數獲取裝置，還可以測得第三地樁23和第四地樁24之間的電阻值；接著，通過運算裝置，根據設定的公式計，以第一地樁21和第二地樁22之間的距離、所述第二地樁22和第三地樁23之間的距離和電阻值為參數，計算土壤電阻率。具體的，用于計算土壤電阻率的預設的公式可以為P =2 JiaR (a+b)/b ;其中，P為電阻率；a為所述第一地樁和第二地樁之間的距離；b為所述第三地樁和第四地樁之間的距離；R為所述第三地樁和第四地樁之間土壤電阻的電阻值。優選的，在本發明實施例中，還可以將第一地樁和第二地樁之間的距離設為與第二地樁和第三地樁之間的距離相等，即a=b ;此時，具體的預設的公式可以為P =2 π aR ;其中，P為電阻率；a為所述第一地樁和第二地樁之間的距離；R為所述第三地樁和第四地樁之間土壤電阻的電阻值。如圖3所示，在對接地網進行跨步電壓及接觸電壓的試驗時，首先，在接地裝置3和設于預設位置電流樁32接入與工頻相差設定頻率的電源4;在本發明實施例中，采用了工頻不同頻率的電源4，這樣使得接地裝置3與電流樁32之間由該電源產生的電位分布區的電流頻率與工頻有所區別，從而避免了工頻干擾。此外，還需要將第一人體模擬電阻34的兩端設置為具有固定的預設距離；為了模擬人體的跨步距離所受到的電壓，在本發明實施例中，將人體模擬電阻34的兩端之間的距離有所規范，以盡量的接近人體的實際距離，具體的預設距離可以為I米。在接地裝置3與電流樁32之間將第一人體模擬電阻34的兩端接地；接地裝置3、電流樁32和第一人體模擬電阻34的兩端呈直線分布；為了使人體模擬電阻34的兩端距離能夠在接地電流的電位分布區中的獲得最大跨步電壓，需要將接地裝置3、電流樁32和第一人體模擬電阻34的兩端呈直線分布。參數獲取裝置，具體的可以是選頻電壓表，通過選頻電壓表5測量第一人體模擬電阻34兩端的電壓值，此電壓值即為跨步電壓。由于在本發明實施例中，采用了非工頻的電源4，所以在測量人體模擬電阻34所產生的跨步電壓時，需要通過選頻電壓表5來測量非工頻的電源4所產生的電流。其頻率可以根據非工頻的電源4的頻率進行相應的配置。在進行接觸電壓試驗時，需要將第二人體模擬電阻6的一端與接地裝置3連接，另一端與距接地裝置設定距離的地面接地連接；接地裝置3、電流樁32和所述第二人體模擬電阻6的接地端呈直線分布；所述第二人體模擬電阻6與接地裝置3連接高度為距離地面
I.8 米。為了測量接觸電壓，在本發明實施例中，還在距接地裝置3—個跨步距離的位置接設有另一個人體模擬電阻，以模擬人員接觸接地裝置3時所承受的電壓。具體的，與接地裝置3連接的位置可以是模擬人體的高度，比如可以是I. 8米。參數獲取裝置，具體的可以是選頻電壓表，通過選頻電壓表7測量所述第二人體模擬電阻6兩端的電壓，此電壓即為接觸電壓。
與測量跨步電壓類似，在測量接觸電壓時，需要通過選頻電壓表7來測量非工頻 的電源4所產生的電流。其頻率可以根據非工頻的電源4的頻率進行相應的配置。本發明實施例中，采用與工頻頻率不同的電流作為測量電流，從而極大地避免了工頻電流的干擾，由于受到工頻電流的干擾較小，所以通過較小的測量電流就可以得到較精確的試驗結果。實際應用中，在實施本發明實施例中的接地網的各項試驗前，需要首先檢查實驗的電流線、電壓線以及接地裝置是否有短路的情況。在本發明實施例中，與工頻相差設定的頻率可以為5赫茲，由于工頻電流的頻率為50赫茲，所以，也就是說本發明實施例中的測量電流可以為45赫茲或55赫茲；由于本發明實施例中的試驗電流頻率與工頻電流頻率相差不大，所以試驗結果與實際結果的誤差很小，從而使得最終結果較為精確。與現有技術中試驗電流與采用工頻電流需要較大的電流值不同，在本發明實施例中，可將試驗電流設置的小得多，具體的，可以為I安培至5安培中的任意電流值。此外，在實際應用中，本發明實施例具體可以將電源的電流設置為正弦波。為了使試驗結果更加的精確，需要避免電流樁的電阻設置的過大，在本發明實施例中，為了保證試驗結果的精確性，需要將電流樁的電阻值設置為小于80歐姆。與電流樁的設置類似，進一步的，在本發明實施例中，還需要將電壓樁的電阻值設置為小于200歐姆。進一步的，在本發明實施例中，為了保證電流樁與大地的充分接觸以盡量的減少電流樁與大地的接觸電阻，可以將電流樁的埋入深度設置為大于O. 5米。與電流樁的埋入方式原理類似，進一步的，在本發明實施例中，為了保證電壓樁與大地的充分接觸以盡量的減少電壓樁與大地的接觸電阻，可以將電壓樁的埋入深度設置為大于O. 5米。此外，在本發明實施例中，還包括在裝設電流樁時，在所述電流樁的裝設位置澆水。為了盡量的減少電流樁在插入地面后與地面的接觸電阻，避免由此影響試驗結果，還可以在裝設電流樁時在電流樁裝設的位置澆水，從而使電流樁與地面的接觸更加的充分，進而有效地降低電流樁與地面間的接觸電阻。綜上所述，在本發明實施例中，通過將電壓樁、電流樁與接地裝置呈直線設置，并采用非工頻的電流來測量接地裝置的電阻。由于采用非工頻的電流來進行試驗，所以避免了工頻對測量電流的干擾，所以也就不必采用大電流的來進行試驗，由于小電流電源的體積小，操作簡便，所以本發明實施例有效地減小了測量電源的體積，減輕了試驗人員的工作強度。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一·致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種接地網試驗系統，其特征在于，包括地樁、與工頻相差設定頻率的電源、人體模擬電阻、參數獲取裝置和運算裝置； 所述地樁包括電流樁和電壓樁； 參數獲取裝置用于獲取根據直線法測得的所述電流樁的電流值和所述電壓樁的電壓值，以及，用于獲取根據四極等距法測得的第一地樁和第二地樁之間的距離、所述第二地樁和第三地樁之間的距離和電阻值，以及，用于分別獲取第一人體模擬電阻和第二人體模擬電阻兩端的電壓值； 所述運算裝置用于根據設定的公式計算和獲取的所述電流值、電壓值、距離及電阻值計算接地電阻、土壤電阻率、接觸電阻和跨步電阻。
2.根據權利要求I所述接地網試驗系統，其特征在于，所述設定頻率為5赫茲。
3.根據權利要求2所述接地網試驗系統，其特征在于，所述電流樁的電阻值小于80歐姆。
4.根據權利要求3所述接地網試驗系統，其特征在于，所述電壓樁的電阻值小于200歐姆。
5.根據權利要求4所述接地網試驗系統，其特征在于，所述電源的供電電流為I至5安培。
6.根據權利要求5所述接地網試驗系統，其特征在于，將所述電源的電流為正弦波。
7.根據權利要求6所述接地網試驗系統，其特征在于，所述電流樁的埋入深度大于O.5米。
8.根據權利要求7所述接地網試驗系統，其特征在于，所述電壓樁的埋入深度大于O.5米。
9.根據權利要求8所述接地網試驗系統，其特征在于，所述第一地樁和第二地樁之間的距離為 5m、10m、20m、30m 或 40m。
全文摘要
本實施例公開了一種接地網試驗系統，包括地樁、與工頻相差設定頻率的電源、人體模擬電阻、參數獲取裝置和運算裝置；地樁包括電流樁和電壓樁；參數獲取裝置用于獲取根據直線法測得的電流樁的電流值和電壓樁的電壓值，以及，用于獲取根據四極等距法測得的第一地樁和第二地樁之間的距離、第二地樁和第三地樁之間的距離和電阻值，以及，用于分別獲取第一人體模擬電阻和第二人體模擬電阻兩端的電壓值；運算裝置用于根據設定的公式計算計算接地電阻、土壤電阻率、接觸電阻和跨步電阻。本發明通過采用非工頻的電流來進行試驗。避免了工頻對測量電流的干擾，所以也就不必采用大電流的來進行測量，所以本實施例減小了測量電源的體積。
文檔編號G01R31/00GK102879688SQ20121038669
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月12日 優先權日2012年10月12日
發明者朱瑾, 王勇光, 盧雷, 任偉宏, 吳明, 劉亮澤 申請人:寧波市鄞州供電局, 國家電網公司