專利名稱：超低頻微機型接地電阻測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型超低頻微機型接地電阻測量儀是一種主要用于電廠、變電所等部門對接地網(wǎng)接地電阻進(jìn)行測量的儀器。
測量接地電阻，一般要設(shè)兩組輔助性接地體。一組稱接地棒或電壓探針Z，用來測量被測接地體與零電位間電壓；另一組稱輔助接地體或電流極B，用來構(gòu)成流過被測接地體的電流回路。目前，測量接地電阻的儀器有流比計型、電位差型和電橋型等。如蘇聯(lián)產(chǎn)MC－07型、日本產(chǎn)L－9型、國產(chǎn)ZC－8型均采用手搖發(fā)電機作測量電源，由檢流計作測量指示，主要存在問題是抗干擾能力差，對大型接地網(wǎng)無法進(jìn)行精確測量。
本實用新型的任務(wù)是提供一種抗干擾能力強、使用方便、以超低頻功率發(fā)生器為測量電源，用微機進(jìn)行計算并校正測量誤差，用數(shù)字顯示器直觀顯示正確測量值的超低頻微機型接地電阻測量儀。
本實用新型超低頻微機型接地電阻測量儀主要由一個微型計算機和一個低頻功率發(fā)生器、一個電壓信號通道、一個電流信號通道、一個信號選擇電路及一個工作電源、一個顯示器、一只接地電流回路取樣電阻Rn組成。其中超低頻功率發(fā)生器的輸入端接微機接受超低頻信號，超低頻功率發(fā)生器的一個輸出端X接本測量儀殼體接線柱JI，另一個輸出端y通過取樣電阻Rn接殼體接線柱A；信號選擇電路能在輸入的兩種信號中選擇一種信號輸出，其兩個輸入端分別接殼體接線柱Ju和超低頻功率發(fā)生器的一個輸出端y，其控制極與微機的一個輸出口連通，信號選擇受微機控制；電壓信號通道，由一個能對工頻及以上頻率起衰減作用的有源低通濾波器和一個能將超低頻信號整形成方波信號輸出的整形電路、一個能將超低頻信號整流成直流信號輸出的整流電路構(gòu)成。其中，有源低通濾波器的兩個輸入端分別接信號選擇電路的輸出端和殼體的接線柱A，其輸出端共接整形電路和整流電路的輸入端。整形電路和整流電路的輸出端分別與微機的兩個輸入端連接，供計算和校正用；電流信號通道的兩個輸入端跨接于取樣電阻Rn的兩端，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及兩個輸出端的外接狀況與電壓信號通道相同；顯示器與微機的輸出端相接。
本實用新型，由于采用了超低頻測量電源和微機運算及上述相應(yīng)的電路，故具有使用方便、抗干擾能力強、測量精確高的優(yōu)點。
附

圖1，為本實用新型實施例的電路原理方框圖(大虛線框內(nèi))及使用時與外界的接線示意圖；附圖2，為本實施例中的低頻功率發(fā)生器電路圖；附圖3，為本實施例中的信號選擇電路圖；附圖4，為本實施例中的電壓(電流)信號通道電路圖；附圖5，為本實施例的外形圖。
以下依附圖進(jìn)一步作實施例說明如圖1、2、3、4所示，本實施例超低頻微機型接地電阻測量儀，由一個單板微型計算機8和一個低頻功率發(fā)生器7、一個電壓信號通道UT、一個電流信號通道IT、一個信號選擇電路E及一個工作電源10、一個數(shù)字顯示器9、一只接地電流回路取樣電阻Rn組成。其中超低頻功率發(fā)生器7由一只“D”端與“Q”端短接的D型觸發(fā)器F和對稱的兩只耦合電容器C1、C2，兩只限流電阻R1、R2，兩只回流二極管D1、D2，兩只偏置電阻R3、R4，兩只復(fù)合功率放大管BG1、BG2及一只隔離變壓器HB構(gòu)成。這里電容、電阻C1、R1和C2、R2分別串聯(lián)于觸發(fā)器F的兩個輸出端Q、Q和兩只復(fù)合功率放大管BG1、BG2的基極之間，二極管、電阻D1、R3和D2、R4分別并聯(lián)于復(fù)合管BG1、BG2的基極與零線之間，兩復(fù)合管BG1、BG2的輸出端分別接隔離變壓器HB原匝線圈的兩端，并由隔離變壓器HB付匝線圈的兩端作為功率發(fā)生器7的兩個輸出端x、y，D型觸發(fā)器的CP端作為功率發(fā)生器7的輸入端。CP端與微機8的一個端子連接，接受低頻信號ed，X端與殼體上的接線柱JI連接、y端通過取樣電阻Rn與殼體上的接線柱A連接；信號選擇電路E由一只繼電器J及依次串聯(lián)接于繼電器J動觸點后的一個由電阻R5、R6、R7與電容C3、C4、C5構(gòu)成的無源低通濾波器和一只耦合電容器C6組成。并以繼電器J的兩個動觸點為輸入端分別接殼體接線柱Ju和超低頻功率發(fā)生器7的一個輸出端y。繼電器J線圈的一端與微機8的一個輸出端連接，接受控制信號Ku。線圈的另一端接殼體接線柱A；電壓信號通道UT，由一個能對工頻及以上頻率起很大衰減作用的有源低通濾波器1和一個能將超低頻信號整形成方波信號fu輸出到微機8的整形電路2、一個能將超低頻信號整流成直流信號Vu輸出到微機8的整流電路3構(gòu)成。這里有源低通濾波器1的兩個輸入端分別接信號選擇電路E的輸出端和殼體接線柱A，其輸出端共接整形電路2和整流電路3的輸入端。整形電路2和整流電路3的輸出端分別與微機8的兩個輸入端連接。所述的有源低通濾波器1由一個二極有源低通濾波器和一個電壓跟隨器依次串聯(lián)而成。該第一級有源低通濾波器由偏置電阻R8、限流電阻R9、輸入電阻R10、反饋電容C7、濾波電容C8和放大器IC1構(gòu)成。該第二級有源低通濾波器由限流電阻R11、輸入電阻R12、反饋電容C9、濾波電容C10和放大器IC2構(gòu)成。該電壓跟隨器由耦合電容C11、偏置電阻R13、放大器IC3構(gòu)成。所述的整形電路2由一個由限流電阻R14、反饋電阻R15及放大器IC4構(gòu)成的反相器和一個由正輸入電阻R16、負(fù)輸入電阻R17及放大器IC5構(gòu)成的電壓比較器組成。反相器的一個輸入端接零，另一個輸入端與電壓比較器的一個輸入端共接于有源低通濾波器1的輸出端。電壓比較器的另一個輸入端接反相器的輸出端。所述的整流電路3由一個由正輸入電阻R18、負(fù)輸入電阻R22及放大器IC6構(gòu)成的電壓比較器和一個帶限流電阻R19的電子開關(guān)IC7、一個由電阻R20、電容C12構(gòu)成的平滑濾波電路、一個帶偏置電阻R21的電壓跟隨器IC8串聯(lián)組成。放大器IC6的負(fù)輸入端通過負(fù)輸入電阻R22與電壓跟隨器IC8的輸出端連接。整流電路3的工作過程是，當(dāng)輸入放大器IC6正輸入端的低頻信號處于上半周時就正比較輸出高電位控制電子開關(guān)IC7開通，上半周的低頻信號經(jīng)電阻R19和電子開關(guān)IC7成半波整流(低頻信號呈下半周時，電子開關(guān)IC7不通)經(jīng)后續(xù)平滑濾波器、電壓跟隨器IC8輸出直流信號Vu；電流信號通道IT的兩個輸入端跨接于取樣電阻Rn的兩端，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及兩個輸出端的外接狀況與電壓信號通道UT相同，對應(yīng)輸出的兩個信號分別記為fi和Vi；顯示器9與微機8的輸出端相接；工作電源10向本儀器提供±5V和12V的直流電源；本儀器電路中的零電位與殼體上的接線柱A等電位；工作電源10中的開關(guān)K兼作整機啟動開關(guān)。
整機的工作過程如下當(dāng)需測量時，先將本機外殼上的接線柱JI與電流極B連接、接線柱Ju與電壓探針Z連接、接線柱A與被測接地網(wǎng)(圖中等效為接地電阻RD)連接。完畢后，即可打開電源10及本儀器的啟動開關(guān)K，單板微機8即輸出超低頻信號ed令超低頻功率發(fā)生器7發(fā)出測量電流。按設(shè)計，儀器先行自校，即；微機發(fā)出控制信號Ku令信號選擇電路E選取測量回路電流信號ei并將信號濾波后送出。此時，電壓信號通道UT和電流信號通道IT同時接受信號ei并分別輸出方波信號fu與fi，直流信號Vu與Vi。微機8錄取直流信號Vu與Vi后，運算出幅值傳輸比Vu／Vi＝Kn。錄取方波信號fu與fi后，運算出相角差fu－fi＝αn，并將兩者內(nèi)存；而后儀器進(jìn)入測量程序。微機8再次發(fā)出控制信號Ku，令信號選擇電路E選取測量回路電壓信號eu并將信號濾波后送出。此時電壓信號通道UT和電流信號通道IT分別輸入信號eu與ei并輸出直流信號Vu、Vi、方波信號fu、fi。微機再次錄取并運算出Vu／Vi＝Kx和fu－fi＝αx，而后又取出內(nèi)存進(jìn)行接地電阻RD＝Kx／Kn·Rn的運算、和進(jìn)行α＝αx－αn的運算，并根據(jù)α值消除微量誤差的運算，最終在顯示器9上顯示出正準(zhǔn)的接地電阻測量值RD。
權(quán)利要求1.一種用于測量接地網(wǎng)接地電阻的超低頻微機型接地電阻測量儀，其特征在于它主要由一個微型計算機(8)和一個能提供測量電源的超低頻功率發(fā)生器(7)、一個電壓信號通道UT、一個電流信號通道IT、一個信號選擇電路E及一個電路工作電源(10)、一個顯示器(9)、一只接地電流回路取樣電阻Rn組成，其中超低頻功率發(fā)生器(7)的輸入端接微機(8)能輸出超低頻信號的輸出端，接受超低頻信號ed，超低頻功率發(fā)生器(7)的一個輸出端X接本測量儀殼體接線柱J1，另一個輸出端y通過取樣電阻Rn接殼體接線柱A，超低頻功率發(fā)生器(7)能將輸入的超低頻信號進(jìn)行功率放大并輸出；信號選擇電路E，能在輸入的兩種信號中選擇一種信號輸出，兩個輸入端分別接殼體接線柱Ju和超低頻功率發(fā)生器(7)的一個輸出端y，其控制極與微機(8)的一個輸出端連通，信號選擇受微機(8)控制；電壓信號通道UT，由一個能對工頻及以上頻率起衰減作用的有源低通濾波器(1)和一個能將超低頻信號整形成方波信號fu輸出的整形電路(2)、一個能將超低頻信號整流成直流信號Vu輸出的整流電路(3)構(gòu)成，這里，有源低通濾波器(1)的兩個輸入端分別接信號選擇電路E的輸出端和殼體的接線柱A，其輸出端共接整形電路(2)和整流電路(3)的輸入端，整形電路(2)和整流電路(3)的輸出端分別與微機(8)的兩個輸入端連接，供計算和校正用；電流信號通道IT的兩個輸入端跨接于取樣電阻Rn的兩端，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及兩個輸出端的外接狀況與電壓信號通道UT相同；顯示器(9)與微機(8)的輸出端相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低頻微機型接地電阻測量儀，其特征在于所說的超低頻功率發(fā)生器(7)由一只D型觸發(fā)器F和對稱的兩只耦合電容器C1、C2，兩只限流電阻R1、R2，兩只回流二極管D1、D2，兩只偏置電阻R3、R4，兩只復(fù)合功率放大管BG1、BG2及一只隔離變壓器HB構(gòu)成，并以觸發(fā)器F的一個輸入端CP作為功率發(fā)生器(7)的輸入端，其中，電容、電阻C1、R1和C2、R2分別串聯(lián)于觸發(fā)器F的兩個輸出端Q、Q和兩只復(fù)合功率放大管BG1、BG2的基極之間，二極管、電阻D1、R3和D2、R4分別并聯(lián)于復(fù)合管BG1、BG2的基極與零線之間，兩只復(fù)合管BG1、BG2的輸出端分別接隔離變壓器HB原匝線圈的兩端，并由隔離變壓器HB付匝線圈的兩端作為功率發(fā)生器(7)的兩個輸出端x、y。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超低頻微機型接地電阻測量儀，其特征在于所說的信號選擇電路E由一只繼電器J及依次串聯(lián)接于繼電器J動觸點后的一個無源低通濾波器和一只耦合電容器C6構(gòu)成，并以繼電器J的兩個動觸點作為電路E的兩個輸入端，繼電器J線圈的一端接殼體接線柱A，另一端接微機(8)接受控制信號Ku。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超低頻微機型接地電阻測量儀，其特征在于所說的電壓信號通道UT或電流信號通道IT中的有源低通濾波器(1)由一個二級有源低通濾波器和一個電壓跟隨器依次串聯(lián)構(gòu)成；所說的整形電路(2)由一個反相器和一個電壓比較器構(gòu)成，反相器的一個輸入端與電壓比較器的一個輸入端共接于有源低通濾波器(1)的輸出端后，電壓比較器的另一個輸入端接反相器的輸出端，并以電壓比較器的輸出端作為整形電路(2)的輸出端；所說的整流電路(3)是由一個電壓比較器、一個電子開關(guān)IC7、一個平滑濾波電路、一個電壓跟隨器IC8依次串聯(lián)而成的開關(guān)式整流電路。
專利摘要本實用新型公開了一種測量接地網(wǎng)接地電阻的超低頻微機型接地電阻測量儀。其特征是它主要由微型計算機8、超低頻功率發(fā)生器7、信號選擇電路E、電壓信號通道UT、電流信號通道IT、電流回路取樣電阻Rn及顯示器9、工作電源10組成。使用時，微機能根據(jù)檢測到的電壓、電流回路信號值進(jìn)行計算并校正誤差，直觀地顯示出測定值。它具有抗干擾能力強、使用方便、自動校正測量精度高等優(yōu)點。
文檔編號G01R27/20GK2098690SQ9121943
公開日1992年3月11日 申請日期1991年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月6日
發(fā)明者施亞民 申請人:浙江省送變電工程公司