[实用新型]接地电阻在线监测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种接地电阻在线监测装置，该装置采用了一种全新的测量接地电阻的方法，并通过有线、无线等多种通讯方式实现远程在线监测的功能。 

背景技术

根据DL/T 621《交流电气装置的接地》要求，电力系统中电气装置、设施的某些可导电部分应接地。接地，即电气设备必须接地的部分与地作良好的连接。接地包括工作接地、保护接地、雷电保护接地和防静电接地，接地装置直接关系到设备安全、人身安全及系统安全。所谓的接地电阻指的就是接地装置的电阻。接地电阻的变化直接影响到电气设备的接地效果。 

目前测量接地电阻的实用方法有接地摇表法和工频电流电压法。采用接地摇表法需要在现场布置几十米以上的电极引线，工作量很大；而采用工频电流电压法，要求电压线与电流线应尽可能远离，否则测量的电压值中含有很大成分的互感电势，以至于测量的结果完全背离真实情况。 

由于土壤干燥或冻结等季节变化的影响，接地电阻在四季中可能均有变化。目前接地装置均要求进行定期的检查和维修，一般每隔半年至一年复测一次。这种方法存在一定的弊端，一是需要专人定期巡检，成本较高；二是无人值守地区测量难度大；三是由于复测相隔时间较长，一旦误判可能带来比较严重的后果。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提出一种可操作性强、成本低廉、在线实时监测的接地电阻测量方案。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种接地电阻在线监测仪，包括锂电池、太阳能电池板、电源管理电路、异常处理电路、低功耗管理电路、按键输入电路、液晶显示电路、声光报警电路、实时时钟电路、核心处理电路、激励信号电路、第一组电流互感器、接地电阻回路、第二组电流互感器、信号处理电路、信号采样电路、电平转换电路、短信管理电路、RS485通讯电路。 

核心处理电路为STM32F103RCT6芯片。 

第一组电流互感器、第二组电流互感器为两组结构相同的电流互感器，该电流互感器由金属外壳、塑料保护内壳(铜导线绕制其外表面)、坡莫合金磁芯组成。 

激励信号电路，包括高频信号发生器、信号跟随电路和功率放大电路。 

信号处理电路，包括信号一级放大电路、有源滤波电路、信号二级放大电路、信号调制及滤波电路和精密整流滤波电路。 

核心处理电路通过模数转换接口与激励信号电路相连，激励信号电路产生特定电压信号并输出到第一组电流互感器，待测电阻回路穿心通过第一组电流互感器和第二组电流互感器，第二组电流互感器耦合感应到电压信号并输出到信号处理电路，经信号处理电路滤波放大后输出到信号采样电路，信号采样电路通过数模转换接口与核心处理电路相连。核心处理电路根据这一组输出和输入信号计算出接地电阻的数值。 

电平转换电路为TTL电平转RS232电平电路。 

核心处理电路通过电平转换电路与短信管理电路相连，短信管理电路收发短信，实现无线方式的在线监测；短信管理电路可以定时发送短信息，短信内容包含接地电阻值和报警状态；短信管理电路可以接收短信息，发起全新的一次接地电阻值测量，并回发短信息，短信内容包含当前接地电阻值和报警状态。 

核心处理电路与RS485通讯电路相连，实现有线方式的在线监测。 

锂电池、太阳能电池板与电源管理电路相连，电源管理电路负责太阳能电池板给锂电池充电的管理，电源管理电路负责给核心处理单元以及其他外设的供电管理。 

异常处理电路与核心处理电路的复位电路相连，负责监控核心处理电路的运行异常情况。 

低功耗管理电路与核心处理电路的电源回路相连，负责监控核心处理电路的运行功耗情况，在适当时候切断相关部分电路以实现低功耗运行。 

按键输入电路与核心处理电路的GPIO口相连，便于设置报警临界值。 

液晶显示电路与核心处理电路的SPI口相连，便于显示接地电阻测量值以及设置操作时相关信息的显示。 

声光报警电路与核心处理电路的GPIO口相连，当接地电阻测量值高于报警临界值时，声光报警电路通过发光和发声两种方式报警。 

实时时钟电路与核心处理电路相连，用于记录每次测量的准确时间。实时时钟电路自带纽扣电池，在锂电池亏电的情况下，依然能够在一定时间内保证实时时钟电路的正常运行。