本发明属于电阻测试仪领域,特别涉及一种双端接地回路电阻测试仪及方法。
背景技术:
1、测量gis或者gebs/gcb开关的回路电阻,传统的方法是直流压降法。其工作原理是欧姆定律。对被测电阻施加直流电流,所加的测试电流为自动恒定的100安培直流,通过测量电阻两端的压降计算出电阻值。早在20世纪90年代有人就提出振动法测试,原理是电流通过异常触头会产生振动,根据电压波形是否畸变来判断触头接触是否良好。其他方法还有局部放电法、红外测温法、sf6气体检测法和光线测温法,都能在一定程度上判断触头是否存在异常接触或者接触不良的问题。
2、目前尚无成熟的设备能够在不解接地线情况下准确检测gis或gebs/gcb开关导电回路电阻。瑞典megger公司研制的mom600a微欧计,能够用于直流压降法,但需要拆除接地线后进行测量和建模计算。目前,还未见诸能够在gis或gebs/gcb不拆解接地线情况下测量出导电回路电阻相关研究,也较少见诸关于不拆解接地线状况下gis或gebs/gcb回路计算模型和应用相关报道。国内尚未有先例。相比国外,国内gis或gebs/gcb设备起步较晚,对导电回路电阻的测量方法也是借助国外设备,使用直流压降法测量,早期gis或gebs/gcb设备接地刀闸引出导体与外壳相连,人们还分析电阻构造,采用直流压降法分次测量,反推接触电阻值。
3、因此,本发明旨在设计一种不拆解接地排或拉开两端接地刀闸的情况下快速测量gis或gebs/gcb导电回路电阻的测试仪。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种双端接地回路电阻测试仪及方法,适用于大直径开关的电流测试探头,既能保证测试精度及其操作简易性,又能解决不同情况下接地线的分流电流测试难的技术问题。
2、为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
3、一种双端接地回路电阻测试仪,包括待测电阻回路、直流恒流源模块、电流源回路、电压采样电路、直流电流采样电路、模数转换电路、cpu电路、显示电路、存储电路、通信电路和按键电路;
4、所述电流源回路由待测电阻回路与直流恒流源模块组成,
5、所述电流源回路与待测电阻回路两端并联,并在待测电阻回路两端产生压降,
6、所述待测电阻回路另一端与所述电压采样电路一端和直流电流采样电路一端连接;
7、所述电压采样电路另一端和直流电流采样电路另一端均与模数转换电路一端连接;
8、所述模数转换电路另一端与cpu电路一端连接;
9、所述cpu电路另一端分别与显示电路、存储电路、通信电路和按键电路连接。
10、优选地,所述电压采样电路用于输出电压信号;
11、所述直流电流采样电路用于输出直流电流信号;
12、所述模数转换电路用于将检测到的电压和直流电流信号转换为数字信号;
13、所述cpu电路用与对模数转换电路输出的数字信号进行处理,并输出电压值、电流值和待测电阻回路电阻值;
14、所述存储电路用于存储cpu电路输出的测量结果。
15、优选地,本测试仪还包括霍尔传感器,所述霍尔传感器接入直流电流采样电路,用于采集直流信号。
16、优选地,本测试仪还包括与待测电阻回路连接的信号放大器,所述信号放大器用于对电压信号和直流电流信号进行放大。
17、优选地,本测试仪还包括显示器,所述显示电路设置于显示器内,所述显示器用于显示被检测到的电压值、电流值和待测电阻回路电阻值。
18、优选地,本测试仪还包括电流程序运行模块,所述电流程序运行模块与按键电路连接,所述按键电路用于控制电流程序运行模块,所述电流程序运行模块用于控制程序流程及输入参数。
19、优选地,本测试仪还包括上位机,所述通信电路与上位机通信连接,所述通信电路用于和上位机进行数据交换,并记录测量历史数据。
20、优选地,所述霍尔传感器包括电流探头,电流探头选取高聚磁能力的柔性铁磁材料;所述柔性铁磁材料包括坡莫合金、铁氧体、硅钢片和非晶合金,所述坡莫合金中添加有铜或钼元素。
21、优选地,所述电流探头内设有柔性铁磁材料制成的探头磁芯,所述探头磁芯包括2个半圆环组成的磁芯,所述2个半圆环的开口处设有齿状咬合结构,所述2个半圆环的开口处采用叠片咬合的方式组合。
22、优选地, 所述探头磁芯的口径大于其横截面,所述2两个半圆环的开口处分为上开口和下开口,所述上开口处设置有霍尔感应芯片。
23、一种双端接地回路电阻测试仪的测试方法,包括以下步骤:
24、步骤1:连接待测电阻回路和直流恒流源模块:
25、步骤1.1:准备待测电阻回路和直流恒流源模块;
26、步骤1.2:将待测电阻回路与直流恒流源模块连接,形成电流源回路;
27、步骤1.3:确保电流源回路与待测电阻回路两端并联,并在待测电阻回路两端产生压降;
28、步骤2:连接电压采样电路和直流电流采样电路:
29、步骤2.1:将电压采样电路的一端连接到待测电阻回路的一端;
30、步骤2.2:将直流电流采样电路的一端连接到待测电阻回路的另一端;
31、步骤2.3:确保电压采样电路和直流电流采样电路的另一端均与模数转换电路的一端连接;
32、步骤3:连接模数转换电路和cpu电路:
33、步骤3.1:将模数转换电路的另一端与cpu电路的一端连接;
34、步骤3.2:确保模数转换电路能够将检测到的电压和直流电流信号转换为数字信号,并传输给cpu电路;
35、步骤4:连接显示电路、存储电路、通信电路和按键电路:
36、步骤4.1:将cpu电路的另一端分别与显示电路、存储电路、通信电路和按键电路连接;
37、步骤4.2:确保显示电路能够显示检测到的电压值、电流值和待测电阻回路电阻值;
38、步骤4.3:确保存储电路能够存储cpu电路输出的测量结果;
39、步骤4.4:确保通信电路能够与上位机进行数据交换,并记录测量历史数据;
40、步骤4.5:确保按键电路能够控制电流程序运行模块,从而控制程序流程及输入参数;
41、步骤5:启动测试仪:
42、步骤5.1:启动直流恒流源模块,向待测电阻回路提供稳定的直流电流;
43、步骤5.2:通过霍尔传感器和柔性铁磁材料制成的探头磁芯,检测待测电阻回路的直流电流信号;
44、步骤5.3:通过电压采样电路,检测待测电阻回路两端的压降信号;
45、步骤6:信号放大:
46、步骤6.1:将检测到的电压信号和直流电流信号传输至信号放大器;
47、步骤6.2:通过信号放大器对电压信号和直流电流信号进行放大,以提高信号的精度;
48、步骤7:模数转换:
49、步骤7.1:将放大后的电压信号和直流电流信号传输至模数转换电路;
50、步骤7.2:模数转换电路将模拟信号转换为数字信号,并传输给cpu电路;
51、步骤8:数据处理:
52、步骤8.1:cpu电路对接收到的数字信号进行处理,计算出电压值、电流值和待测电阻回路电阻值;
53、步骤8.2:cpu电路将计算结果传输至显示电路、存储电路和通信电路;
54、步骤9:结果显示和存储:
55、步骤9.1:显示电路显示检测到的电压值、电流值和待测电阻回路电阻值;
56、步骤9.2:存储电路存储cpu电路输出的测量结果,以备查看;
57、步骤9.3:通信电路与上位机进行数据交换,记录测量对象的测试历史数据;
58、步骤10:测试结束:
59、步骤10.1:通过按键电路控制电流程序运行模块,停止直流恒流源模块的供电;
60、步骤10.2:断开所有连接,关闭测试仪。
61、本发明可达到以下有益效果:
62、1、现有技术对于直流电流进行检测,通常使用直流互感器,通过将待测直流电流进行变换以满足自动检测系统的要求,但直流互感器体积大,价格高,不利于整个检测系统的低成本和微型化。本发明选用柔性铁磁材料与霍尔传感器替代传统方案,制造适用于不同结构接地排的直流电流测量探头,并且可根据不同电压等级以及不同类型接地母排的物理形状,基于霍尔效应和柔性铁磁材料制成的探头磁芯,适用于大直径开关的电流测试探头,既能保证测试精度及其操作简易性,又能解决不同情况下接地线的分流电流测试难的技术问题。
63、2、本发明采用叠片方式将坡莫合金分成两个半圆环组成的探头磁芯,且采用叠片咬合的方式组合,探头磁芯的口径大于其横截面,适用于较窄小或扁平的空间测量被测物体的电流,并且叠片咬合的方式,有效的避免了漏磁现象,提高了磁感应强度,从而提升了测量精度。
1.一种双端接地回路电阻测试仪,其特征在于:包括待测电阻回路、直流恒流源模块、电流源回路、电压采样电路、直流电流采样电路、模数转换电路、cpu电路、显示电路、存储电路、通信电路和按键电路;
2.根据权利要求1所述的一种双端接地回路电阻测试仪,其特征在于:
3.根据权利要求1所述的一种双端接地回路电阻测试仪,其特征在于:还包括霍尔传感器,所述霍尔传感器接入直流电流采样电路,用于采集直流信号。
4.根据权利要求1所述的一种双端接地回路电阻测试仪,其特征在于:还包括与待测电阻回路连接的信号放大器,所述信号放大器用于对电压信号和直流电流信号进行放大。
5.根据权利要求1所述的一种双端接地回路电阻测试仪,其特征在于:还包括显示器,所述显示电路设置于显示器内,所述显示器用于显示被检测到的电压值、电流值和待测电阻回路电阻值。
6.根据权利要求1所述的一种双端接地回路电阻测试仪,其特征在于:还包括电流程序运行模块,所述电流程序运行模块与按键电路连接,所述按键电路用于控制电流程序运行模块,所述电流程序运行模块用于控制程序流程及输入参数。
7.根据权利要求1所述的一种双端接地回路电阻测试仪,其特征在于:还包括上位机,所述通信电路与上位机通信连接,所述通信电路用于和上位机进行数据交换,并记录测量历史数据。
8.根据权利要求3所述的一种双端接地回路电阻测试仪,其特征在于:所述霍尔传感器包括电流探头,电流探头选取高聚磁能力的柔性铁磁材料;所述柔性铁磁材料包括坡莫合金、铁氧体、硅钢片和非晶合金,所述坡莫合金中添加有铜或钼元素。
9.根据权利要求8所述的一种双端接地回路电阻测试仪,其特征在于:所述电流探头内设有柔性铁磁材料制成的探头磁芯,所述探头磁芯包括2个半圆环组成的磁芯,所述2个半圆环的开口处设有齿状咬合结构,所述2个半圆环的开口处采用叠片咬合的方式组合。
10.根据权利要求9所述的一种双端接地回路电阻测试仪,其特征在于: 所述探头磁芯的口径大于其横截面,所述2两个半圆环的开口处分为上开口和下开口,所述上开口处设置有霍尔感应芯片。
11.根据权利要求1-10中任意一项所述的一种双端接地回路电阻测试仪的测试方法,其特征在于包括以下步骤:
