杆塔接地电阻在线测量方法与装置

摘要

本发明提出一种在线测量接地电阻的方法及装置。采用钳表法，利用四对电压互感器PT和电流互感器CT分别接在杆塔左右两端的两条防雷线上，通过电压互感器将电压信号感应至防雷线，采集测量电流信号并通过滤波放大等信号处理环节，得到反馈电流与感应电压的关系，最终通过特定的计算方法，得到被测杆塔的接地电阻阻值。本发明实现了在杆塔顶端进行数据测量，可适用于含有多条引下线的杆塔，既可以解决防盗问题，又可以实现接地电阻的快速准确测量。

主权项

一种在线测量接地电阻的方法，采用钳表法，利用四对电压互感器PT和电流互感器CT分别接在杆塔左右两端的两条防雷线上，测量并得到电流与电压的关系，最终通过特定的计算方法，得到被测杆塔的接地电阻阻值，其中由一个电压互感器PT和一个电流互感器CT形成一对，共有四对，所述四对电压互感器PT和电流互感器CT平均设置在杆塔左右两端，即左端设置两对，右端设置两对，其特征在于，PT用于产生感应电压信号，CT用于测量由感应电压所生成的电流信号，该方法无需考虑杆塔接地引线数量，可适用于含有任意多条引下线的杆塔；采用特定的计算方法，设Z为被测杆塔接地电阻阻抗值，Z_L为左侧所有杆塔并联等效电阻阻抗值，Z₁和Z₂分别为被测杆塔与左侧第一级杆塔之间两防雷线等效电阻阻抗值，Z_R为右侧所有杆塔并联等效电阻阻抗值，Z₃和Z₄分别为被测杆塔与右侧第一级杆塔之间两防雷线等效电阻阻抗值，为由PT感应至杆塔的电压值，同时对应支路中所产生电流为可得如下矩阵方程：$\left[\begin{array}{ccccccc}{\stackrel{·}{I}}_1& 0& 0& 0& {\stackrel{·}{I}}_1+{\stackrel{·}{I}}_2& 0& {\stackrel{·}{I}}_1+{\stackrel{·}{I}}_2+{\stackrel{·}{I}}_3+{\stackrel{·}{I}}_4\\ 0& {\stackrel{·}{I}}_2& 0& 0& {\stackrel{·}{I}}_1+{\stackrel{·}{I}}_2& 0& {\stackrel{·}{I}}_1+{\stackrel{·}{I}}_2+{\stackrel{·}{I}}_3+{\stackrel{·}{I}}_4\\ 0& 0& {\stackrel{·}{I}}_3& 0& 0& {\stackrel{·}{I}}_3+{\stackrel{·}{I}}_4& {\stackrel{·}{I}}_1+{\stackrel{·}{I}}_2+{\stackrel{·}{I}}_3+{\stackrel{·}{I}}_4\\ 0& 0& 0& {\stackrel{·}{I}}_4& 0& {\stackrel{·}{I}}_3+{\stackrel{·}{I}}_4& {\stackrel{·}{I}}_1+{\stackrel{·}{I}}_2+{\stackrel{·}{I}}_3+{\stackrel{·}{I}}_4\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{Z}_1\\ Z_2\\ Z_3\\ Z_4\\ Z_L\\ Z_R\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{\stackrel{·}{U}}_1\\ {\stackrel{·}{U}}_2\\ {\stackrel{·}{U}}_3\\ {\stackrel{·}{U}}_4\end{array}\right]$该方程的解不唯一，无法确定电路参数，因此，需进行第二次测量；设第二次测量外加电源分别为各对应支路中所产生电流为补充至上式中，得：$\left[\begin{array}{ccccccc}{\stackrel{·}{I}}_1& 0& 0& 0& {\stackrel{·}{I}}_1+{\stackrel{·}{I}}_2& 0& {\stackrel{·}{I}}_1+{\stackrel{·}{I}}_2+{\stackrel{·}{I}}_3+{\stackrel{·}{I}}_4\\ 0& {\stackrel{·}{I}}_2& 0& 0& {\stackrel{·}{I}}_1+{\stackrel{·}{I}}_2& 0& {\stackrel{·}{I}}_1+{\stackrel{·}{I}}_2+{\stackrel{·}{I}}_3+{\stackrel{·}{I}}_4\\ 0& 0& {\stackrel{·}{I}}_3& 0& 0& {\stackrel{·}{I}}_3+{\stackrel{·}{I}}_4& {\stackrel{·}{I}}_1+{\stackrel{·}{I}}_2+{\stackrel{·}{I}}_3+{\stackrel{·}{I}}_4\\ 0& 0& 0& {\stackrel{·}{I}}_4& 0& {\stackrel{·}{I}}_3+{\stackrel{·}{I}}_4& {\stackrel{·}{I}}_1+{\stackrel{·}{I}}_2+{\stackrel{·}{I}}_3+{\stackrel{·}{I}}_4\\ {{\stackrel{·}{I}}_1}^{\prime }& 0& 0& 0& {{\stackrel{·}{I}}_1}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_2}^{\prime }& 0& {{\stackrel{·}{I}}_1}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_2}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_3}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_4}^{\prime }\\ 0& {{\stackrel{·}{I}}_2}^{\prime }& 0& 0& {{\stackrel{·}{I}}_1}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_2}^{\prime }& 0& {{\stackrel{·}{I}}_1}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_2}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_3}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_4}^{\prime }\\ 0& 0& {{\stackrel{·}{I}}_3}^{\prime }& 0& 0& {{\stackrel{·}{I}}_3}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_4}^{\prime }& {{\stackrel{·}{I}}_1}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_2}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_3}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_4}^{\prime }\\ 0& 0& 0& {{\stackrel{·}{I}}_4}^{\prime }& 0& {{\stackrel{·}{I}}_3}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_4}^{\prime }& {{\stackrel{·}{I}}_1}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_2}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_3}^{\prime }+{{\stackrel{·}{I}}_4}^{\prime }\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{Z}_1\\ Z_2\\ Z_3\\ Z_4\\ Z_L\\ Z_R\\ Z\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\stackrel{·}{U}}_1\\ {\stackrel{·}{U}}_2\\ {\stackrel{·}{U}}_3\\ {\stackrel{·}{U}}_4\\ {{\stackrel{·}{U}}_1}^{\prime }\\ {{\stackrel{·}{U}}_2}^{\prime }\\ {{\stackrel{·}{U}}_3}^{\prime }\\ {{\stackrel{·}{U}}_4}^{\prime }\end{array}\right]$求解方程，即可确定电路参数。