接地电阻测试新技术研究
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关键 词： 地 电 阻 ； 接 测试 ； 新技 术
ｌ概 述
随着 电力系统的快速发展 ， 电网规模不断扩 大， 接地短路电流越来越大 ， 由此造成的地电位抬 高， 给整个供用电系统的安全带来了极大的威胁； 而且微机系统 、 自 综合 动化装置在大量使运用 ， 由 于其对地电压较低 ，对接地 的标准也提出了更高 的要求。接地电阻作为评判设备使用安全的依据 之 一 ， 要性 愈 来愈 引 起相 关 部 门（ 论 是使 用 其重 无 强 电还是 弱 电） 视 ， 接地 的可靠 性 和 接地 电 的重 对 阻测量的准确性的要求亦 日趋迫切 。但在实际操 作中由于检测人员 、 检测仪器 、 检测环境和检测方 法等各方面原因会导致接地电阻值存在偏差。 介绍了一种新型的基于 ＡＤ ７５和 Ａ Ｍｅａ ７０ Ｔ ｇ８ 的接地电阻测试装置，该装置能够很好的处理测 量精度 、 量程和测量干扰问题。 ２接 地 电阻 测试 新技 术 的原理
２１二 电极测 试 法 ． ２１１二 电极 测试 法 ．．
低成本 、宽动态范围、高分辨率的 ＭＤ转换器。 Ａ ７０ Ｄ ７５的外 围引脚共有 １ ，它内部由缓冲器 ６个 和 Ｐ Ａ 增益可编程放大器 ） Ｇ（ 组成的前端模拟调节 电路、∑ △调制器、 可编程数字滤波器等电路组 成。 另外它有 ８ 个寄存器， 由主控单片机通过器件 的串行 口进行访问和设置。 它内部的 Ｐ Ａ和它的 Ｇ ｌ ６位高分辨率特性给提高系统 的测量精度和测
参 考 文献
此结合了修正系数法来进一步提高精 确度。 ３接 地 电阻测 试新 技术 方 案的 硬件 设计 根据该方案的要求设计其硬件系统为电源 、 信号采集 、 调理 、Ｐ Ｓ ＷＭ发生器 、 计算机 、 Ｄ ７ ５ Ａ ７ ０ 模数转换单元 、 主控芯片 Ａ Ｍｅａ 、 Ｔ ｇ８数据存储器、 蜂鸣器 、 键盘和显示器。 其中 Ａ ７０ Ｄ ７５为 １ ∑一Ａ ＭＤ转换器 ， ６位 该 芯片 集放大 、 和 ＡＤ转换 单元 为一 体 ， 一 种 滤波 ／ 是
图 １测试 主程序 流程 图 置非建筑物底层的场合得 以应用 ，但不适用于大 型接地网。该装置在硬件和软件的选择上综合考 虑性 能 和价 格 ， 采用 Ａ ７ ０ 进行 ＡＤ转换 ， Ｄ ７５来 ／ 从 而使得该系统无需量程转换电路。采用 Ａ Ｍｅａ Ｔ ｇ８ 作为主控芯片，使得该系统程序的开发更加灵活 自如 ， 因此具有较高的性价比。
一
采用修正系数法来测试接地 电阻， 是通过先 测量测试点的干扰电压，然后再测量被测点的电 压 ，将此电压减去干扰电压 即得实际被测接地点 的接地电阻。我们还可以选取不同的测试点进行 多次测量 ， 从而使所测数据减小误差， 更加精确。 ２３接地测试新技术理论原理 ． 采用二电极测试法在理论上是可行的。 但这
科 『 ｉ ｆ 技 论 坛
科
接地 电阻测试新 技术研究
周 珊 ， 刘 望达
（、 １长春工程学院， 吉林 长春 １０ １ ２ 泰来镇政府 ， ３０ ２ 、 黑龙 江 泰来 １２０ ） ６４０
摘 要： 设计 了一种新型的接地电阻测试装置， 该装置采用二 电极测试原理并结合修正系数 法， 通过 Ａ ７ ０ Ｄ ７５来进行 Ａ１转换 ， Ｔ ｇ８为控制核 ／ ） 以Ａ Ｍｅａ 心， 实现了接地电阻在特殊测试环境 中的测量并具有读数修正功能。
序和蜂鸣器子程序。程序框图如图 １ 所示 。
５结论
２ ０ ， ０ ５７
［］ ８潘永雄． 新编单片机原理与应用『１ Ｍ． 西安： 西安电 ２ ７２ ０ 设计了一种新型接地电阻测试装置。结合二 子 科技 大 学 出版 社 ， ０ ，． 电极法和修正系数法两种测试方法来实现此装置 的工作原理。 该新方案经过理论验证， 具备了二电 极测试法的优点 、能克服外界环境的干扰进行读 数修正的特点 。但该方案只适用于测量小型接地 体， 并且 能 在现 场不 具备 辅助 极 打人 地 面 的条 件 、 被测 试点 四周 有效 范 围 内无 裸 露 土壤 或测 试 点位
主 控 芯 片 Ａ Ｍ ｇ８是 Ａ Ｍ Ｌ公 司 在 ２０ Ｔ ｅａ ＴＥ ０２ 年第一季度推出的一款新型 Ａ Ｒ高档单片机。 Ｖ 它 的芯片内部有较大容量的存储器和丰富强大 的硬 件接口电路 ， 具有 Ａ Ｒ高档单片机 Ｍ ｇ 系列的 Ｖ ｅａ 全部性能和特点 ， 但采用 了小引脚封装 ， 因此价格 和低档单片机相当， 再加上 Ａ Ｒ单片机具有系统 Ｖ 可编程性 ，使得无需购买昂贵 的编程器而只需一 条具有编程器功能的串行下载线就可以进行单片 机嵌入式系统的设计和开发。Ａ Ｍｅａ Ｔ ｇ８的核心是 将 ３ 个工作寄存器和丰富的指令集联系在一起 ， ２ 所有的工作寄存器都与 Ａ Ｕ （ Ｌ 算术逻辑单元 ） 相 连， 同时它的内部结构放弃了传统 的冯・ 诺依曼结 构而使用哈佛总线结构， 实现了在一个 时钟周期 内执行一条指令时访 问 ２ 个独立寄存器的操作 ， 这种结构提高了代码的效率，使得大部分指令 的 执行时间为一个机器周期 ， 因此 Ａ Ｍｅａ Ｔ ｇ８可以达 到将近 １ ／ ＭＩ Ｓ的性能 ，运行速度比普通的单 片机 高出 １ 倍 。 ０ 此外 ， 其内部 已经集成 了一个 ５ ２ １Ｂ的 ＥＰ Ｏ ＺＲ Ｍ使得系统测量的标定值存储不需要外部 的 ＥＰ Ｏ Ｒ Ｍ；同时 它 的内 部还 包括 了一个 １ Ｂ的 Ｋ Ｒ Ｍ、 Ａ 一个 ８ Ｂ的 Ｆａｈ 程序存储器 ， 比以前 Ｋ ｌｓ１ 都
选 择 电位极 Ｐ的位 置 。 ２ － 正 系数 法 ２修
【 王洪泽， 丹， １ 】 杨 王梦云． 电力 系统接地技术手册 序的编写更加灵活。 Ｍ． 北京： 中国电力 出版社， ０ ． ２ ７ ０ 键盘采用 Ｉｔｌ ｎ 公司的 ８７ ｅ ２ ９芯片 ，它是一种 『１ ２ 】 电力系统接地技术【 ． Ｍ】 北京： 水利电力出 通用可编程键盘， 显示器接 口电路芯片 ， 能够完成 【 解广润． 版 社 ．９ ６ １９． 监视键盘输入和显示控制两种功能。 ３杨 刘 戴 高 Ｍ】 重庆 重 种测试 法具 有 局 限性 ： 用 于小 型 接地 体 ， 有 仅适 具 显示 器采 用 １２２液 晶显示 器 ，它具 有 低 功 【］ 宝初 ， 晓波 ， 玉松 ． 电压技 术 ［ ． ： ２３ 庆 大学 出版社 ， ０ ． ． ２ １１ ０ ２ 定的测量误差。 但适用于以下场合： 现场不具备 耗 、 供应电压范围宽等特点。 ４ 曾永 林 ． 地 技 术 ［ ． 京 ： 利 电 力 出版 社 ， 接 Ｍ１ 北 水 辅 助极 打人 地 面 的条件 ，被 测试 点 四周 有 效范 围 蜂鸣 器 只是普 通 市售 的压 电式 蜂呜 器 ，经过 ［】 １ ７ ．Ｏ ９ ９ １． 内无裸露土壤或测试点位置非建筑物底层。将被 单片机的一根１线经驱动器驱动蜂鸣器发声。 ３ Ｊ １ 测 点 与金属 自来 水 管 、消防 管或 建 筑物 钢 筋结 构 电源则采用恒流源 ，它经过交流整流、 Ｂ 【］ 纲 ． 确 测量 接地 电阻 的认 识ｌｌ中 国防 Ｉ Ｔ ５高攸 对正 Ｇ 雷 ０ ９ ４４ ～ ５ ２ ０． ： ４． ４ ０ 体等 自然接地体二点连接， 钳测接地 电阻。 逆变和滤波达到相对较稳定的电源输入 。 ｆ］ ６沈培坤， 刘顺喜． 防雷与接地装置ｆ ． Ｍ１ 北京： 化学 接 地 电 阻测 试 装 置 理论 上 主 要 应 用 二 电 极 ４新技术方案的软件设计 ２ ０ ．． 测试原理 ，采用三电级测试法中的 Ｏ６ ８ ．１ 法合理 该系统 的软件设计程序主要包括接地电阻测 工业 出版社 ．０ ６２ ７谭浩强． Ｃ程序设计【 ． Ｍ】 北京 ： 清华大学出版社 ， 确定电位极的位置，由于采用二电极法测试具有 试的主程序 、 抗干扰的修正子程序、／ ＡＤ转换子程 ［］
量 量程 带来 了方 便 。
这 种测 量方 法 一般 适 用 于小 型接 地极 ， 别 特 是单个接地极接地电阻的测量。对于大接地网的 接地电阻不适用这种测试方法。 ２１ ．２三电级测试法中的 ０６８法 ． ．１ 在测定半球状接地极的接地电阻时 ，在 Ｅ Ｃ 之间距离为 ６．％的地方打入电位电极 ，即可得 １ ８ 到正确的接地电阻值。该方法能够指导我们合理
一
３ ９—
ｌ概 述
随着 电力系统的快速发展 ， 电网规模不断扩 大， 接地短路电流越来越大 ， 由此造成的地电位抬 高， 给整个供用电系统的安全带来了极大的威胁； 而且微机系统 、 自 综合 动化装置在大量使运用 ， 由 于其对地电压较低 ，对接地 的标准也提出了更高 的要求。接地电阻作为评判设备使用安全的依据 之 一 ， 要性 愈 来愈 引 起相 关 部 门（ 论 是使 用 其重 无 强 电还是 弱 电） 视 ， 接地 的可靠 性 和 接地 电 的重 对 阻测量的准确性的要求亦 日趋迫切 。但在实际操 作中由于检测人员 、 检测仪器 、 检测环境和检测方 法等各方面原因会导致接地电阻值存在偏差。 介绍了一种新型的基于 ＡＤ ７５和 Ａ Ｍｅａ ７０ Ｔ ｇ８ 的接地电阻测试装置，该装置能够很好的处理测 量精度 、 量程和测量干扰问题。 ２接 地 电阻 测试 新技 术 的原理
２１二 电极测 试 法 ． ２１１二 电极 测试 法 ．．
低成本 、宽动态范围、高分辨率的 ＭＤ转换器。 Ａ ７０ Ｄ ７５的外 围引脚共有 １ ，它内部由缓冲器 ６个 和 Ｐ Ａ 增益可编程放大器 ） Ｇ（ 组成的前端模拟调节 电路、∑ △调制器、 可编程数字滤波器等电路组 成。 另外它有 ８ 个寄存器， 由主控单片机通过器件 的串行 口进行访问和设置。 它内部的 Ｐ Ａ和它的 Ｇ ｌ ６位高分辨率特性给提高系统 的测量精度和测
参 考 文献
此结合了修正系数法来进一步提高精 确度。 ３接 地 电阻测 试新 技术 方 案的 硬件 设计 根据该方案的要求设计其硬件系统为电源 、 信号采集 、 调理 、Ｐ Ｓ ＷＭ发生器 、 计算机 、 Ｄ ７ ５ Ａ ７ ０ 模数转换单元 、 主控芯片 Ａ Ｍｅａ 、 Ｔ ｇ８数据存储器、 蜂鸣器 、 键盘和显示器。 其中 Ａ ７０ Ｄ ７５为 １ ∑一Ａ ＭＤ转换器 ， ６位 该 芯片 集放大 、 和 ＡＤ转换 单元 为一 体 ， 一 种 滤波 ／ 是
图 １测试 主程序 流程 图 置非建筑物底层的场合得 以应用 ，但不适用于大 型接地网。该装置在硬件和软件的选择上综合考 虑性 能 和价 格 ， 采用 Ａ ７ ０ 进行 ＡＤ转换 ， Ｄ ７５来 ／ 从 而使得该系统无需量程转换电路。采用 Ａ Ｍｅａ Ｔ ｇ８ 作为主控芯片，使得该系统程序的开发更加灵活 自如 ， 因此具有较高的性价比。
一
采用修正系数法来测试接地 电阻， 是通过先 测量测试点的干扰电压，然后再测量被测点的电 压 ，将此电压减去干扰电压 即得实际被测接地点 的接地电阻。我们还可以选取不同的测试点进行 多次测量 ， 从而使所测数据减小误差， 更加精确。 ２３接地测试新技术理论原理 ． 采用二电极测试法在理论上是可行的。 但这
科 『 ｉ ｆ 技 论 坛
科
接地 电阻测试新 技术研究
周 珊 ， 刘 望达
（、 １长春工程学院， 吉林 长春 １０ １ ２ 泰来镇政府 ， ３０ ２ 、 黑龙 江 泰来 １２０ ） ６４０
摘 要： 设计 了一种新型的接地电阻测试装置， 该装置采用二 电极测试原理并结合修正系数 法， 通过 Ａ ７ ０ Ｄ ７５来进行 Ａ１转换 ， Ｔ ｇ８为控制核 ／ ） 以Ａ Ｍｅａ 心， 实现了接地电阻在特殊测试环境 中的测量并具有读数修正功能。
序和蜂鸣器子程序。程序框图如图 １ 所示 。
５结论
２ ０ ， ０ ５７
［］ ８潘永雄． 新编单片机原理与应用『１ Ｍ． 西安： 西安电 ２ ７２ ０ 设计了一种新型接地电阻测试装置。结合二 子 科技 大 学 出版 社 ， ０ ，． 电极法和修正系数法两种测试方法来实现此装置 的工作原理。 该新方案经过理论验证， 具备了二电 极测试法的优点 、能克服外界环境的干扰进行读 数修正的特点 。但该方案只适用于测量小型接地 体， 并且 能 在现 场不 具备 辅助 极 打人 地 面 的条 件 、 被测 试点 四周 有效 范 围 内无 裸 露 土壤 或测 试 点位
主 控 芯 片 Ａ Ｍ ｇ８是 Ａ Ｍ Ｌ公 司 在 ２０ Ｔ ｅａ ＴＥ ０２ 年第一季度推出的一款新型 Ａ Ｒ高档单片机。 Ｖ 它 的芯片内部有较大容量的存储器和丰富强大 的硬 件接口电路 ， 具有 Ａ Ｒ高档单片机 Ｍ ｇ 系列的 Ｖ ｅａ 全部性能和特点 ， 但采用 了小引脚封装 ， 因此价格 和低档单片机相当， 再加上 Ａ Ｒ单片机具有系统 Ｖ 可编程性 ，使得无需购买昂贵 的编程器而只需一 条具有编程器功能的串行下载线就可以进行单片 机嵌入式系统的设计和开发。Ａ Ｍｅａ Ｔ ｇ８的核心是 将 ３ 个工作寄存器和丰富的指令集联系在一起 ， ２ 所有的工作寄存器都与 Ａ Ｕ （ Ｌ 算术逻辑单元 ） 相 连， 同时它的内部结构放弃了传统 的冯・ 诺依曼结 构而使用哈佛总线结构， 实现了在一个 时钟周期 内执行一条指令时访 问 ２ 个独立寄存器的操作 ， 这种结构提高了代码的效率，使得大部分指令 的 执行时间为一个机器周期 ， 因此 Ａ Ｍｅａ Ｔ ｇ８可以达 到将近 １ ／ ＭＩ Ｓ的性能 ，运行速度比普通的单 片机 高出 １ 倍 。 ０ 此外 ， 其内部 已经集成 了一个 ５ ２ １Ｂ的 ＥＰ Ｏ ＺＲ Ｍ使得系统测量的标定值存储不需要外部 的 ＥＰ Ｏ Ｒ Ｍ；同时 它 的内 部还 包括 了一个 １ Ｂ的 Ｋ Ｒ Ｍ、 Ａ 一个 ８ Ｂ的 Ｆａｈ 程序存储器 ， 比以前 Ｋ ｌｓ１ 都
选 择 电位极 Ｐ的位 置 。 ２ － 正 系数 法 ２修
【 王洪泽， 丹， １ 】 杨 王梦云． 电力 系统接地技术手册 序的编写更加灵活。 Ｍ． 北京： 中国电力 出版社， ０ ． ２ ７ ０ 键盘采用 Ｉｔｌ ｎ 公司的 ８７ ｅ ２ ９芯片 ，它是一种 『１ ２ 】 电力系统接地技术【 ． Ｍ】 北京： 水利电力出 通用可编程键盘， 显示器接 口电路芯片 ， 能够完成 【 解广润． 版 社 ．９ ６ １９． 监视键盘输入和显示控制两种功能。 ３杨 刘 戴 高 Ｍ】 重庆 重 种测试 法具 有 局 限性 ： 用 于小 型 接地 体 ， 有 仅适 具 显示 器采 用 １２２液 晶显示 器 ，它具 有 低 功 【］ 宝初 ， 晓波 ， 玉松 ． 电压技 术 ［ ． ： ２３ 庆 大学 出版社 ， ０ ． ． ２ １１ ０ ２ 定的测量误差。 但适用于以下场合： 现场不具备 耗 、 供应电压范围宽等特点。 ４ 曾永 林 ． 地 技 术 ［ ． 京 ： 利 电 力 出版 社 ， 接 Ｍ１ 北 水 辅 助极 打人 地 面 的条件 ，被 测试 点 四周 有 效范 围 蜂鸣 器 只是普 通 市售 的压 电式 蜂呜 器 ，经过 ［】 １ ７ ．Ｏ ９ ９ １． 内无裸露土壤或测试点位置非建筑物底层。将被 单片机的一根１线经驱动器驱动蜂鸣器发声。 ３ Ｊ １ 测 点 与金属 自来 水 管 、消防 管或 建 筑物 钢 筋结 构 电源则采用恒流源 ，它经过交流整流、 Ｂ 【］ 纲 ． 确 测量 接地 电阻 的认 识ｌｌ中 国防 Ｉ Ｔ ５高攸 对正 Ｇ 雷 ０ ９ ４４ ～ ５ ２ ０． ： ４． ４ ０ 体等 自然接地体二点连接， 钳测接地 电阻。 逆变和滤波达到相对较稳定的电源输入 。 ｆ］ ６沈培坤， 刘顺喜． 防雷与接地装置ｆ ． Ｍ１ 北京： 化学 接 地 电 阻测 试 装 置 理论 上 主 要 应 用 二 电 极 ４新技术方案的软件设计 ２ ０ ．． 测试原理 ，采用三电级测试法中的 Ｏ６ ８ ．１ 法合理 该系统 的软件设计程序主要包括接地电阻测 工业 出版社 ．０ ６２ ７谭浩强． Ｃ程序设计【 ． Ｍ】 北京 ： 清华大学出版社 ， 确定电位极的位置，由于采用二电极法测试具有 试的主程序 、 抗干扰的修正子程序、／ ＡＤ转换子程 ［］
量 量程 带来 了方 便 。
这 种测 量方 法 一般 适 用 于小 型接 地极 ， 别 特 是单个接地极接地电阻的测量。对于大接地网的 接地电阻不适用这种测试方法。 ２１ ．２三电级测试法中的 ０６８法 ． ．１ 在测定半球状接地极的接地电阻时 ，在 Ｅ Ｃ 之间距离为 ６．％的地方打入电位电极 ，即可得 １ ８ 到正确的接地电阻值。该方法能够指导我们合理
一
３ ９—