專利名稱：便攜式直流接地電阻探測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及了一種測量直流供電電路對地電阻值的裝置。
直流供電系統是電力工業的重要組成部分，準確地測量出直流供電系統對地電阻值，對于保障用電設備的正常運轉十分重要。目前市售的直流接地探測儀采用在直流供電系統中加一個單頻的正弦信號，檢測出直流供電系統對地的阻抗值來判斷該系統是否接地。這種方法由于判斷不出阻抗值中的電阻部分和容抗部分，往往把容抗小也誤判為直流接地，造成誤報警，給工作帶來損失。現有的直流接地探測儀只能指示接地報警，給工作帶來損失。現有的直流接地探測儀只能指示接地報警，反映不出實際的對地電阻值，因而不能預防直流接地故障的發生。
本實用新型的任務是給出一種可以直接測量出直流供電系統對地電阻值的裝置。
完成本實用新型任務的技術方案是在直流供電系統中加多個頻率的低頻正弦信號，通過測量各個頻率的正弦信號在直流供電系統中的感應信號的大小，用微機系統檢測出該直流供電系統對地電阻和容抗的大小。


圖1是本實用新型的信號檢測部分的方框圖。
電感式檢測頭通過感應獲得的含有f1和f2兩個頻率的信號電壓經過前置放大器差分放大后送給50HZ陷波器，把50HZ的分量衰減掉。經過低通有源濾波器把高于f2的頻率分量抑制掉，再經過一個50HZ陷波器和一個高通有源濾波器，進一步抑制50HZ分量和低于f1的頻率分量。低通有源濾波器和高通有源濾波器組成了一個帶通濾波器，其截止頻率為f1、f2。比例放大器分兩路輸出。一路經過窄帶陷波器Ⅰ和窄帶選頻器Ⅰ，抑制f2的頻率分量，選出f1的頻率分量，經可調比例放大器Ⅰ輸出f1的檢測信號。另一路經過窄帶陷波器Ⅱ、窄帶選頻器Ⅱ，抑制掉f1信號，選出f2的頻率分量，經過可調比例放大器Ⅱ輸出f2的檢測信號。
圖2是本實用新型信號處理部分方框圖。
IC7為4052雙端輸入四選一模擬開關集成電路。可調比例放大器Ⅰ和可調比例放大器Ⅱ輸出的頻率為f1和f2的信號分別送至IC71腳和5腳。
IC5為A／D轉換器，型號為AD375，輸出12位數字信號。由IC7的10腳的選通信號選出的f1信號或f2信號經IC7的3腳送至IC5的14腳，經IC5A／D轉換后由16腳－27腳輸出。
IC1為8031單片機。IC5的16腳－27腳輸出的數字信號送給IC1的31腳－39腳。
IC2為74LS373的8位鎖存器。
IC3為2764EPROM。
IC4為2864EFPROM。
IC6為8155集成電路，是8031單片機與顯示器、鍵盤的接口。
圖3是本實用新型實施例的信號源的電原理圖。
集成塊IC1A、IC1D和其周圍的元件組成13HZ的正弦振蕩電路，振蕩頻率由電阻R11、R13、電容C11、C13決定。
IC2B、IC2C和其周圍的元件組成7HZ的正弦振蕩電路，振蕩頻率由電阻R21、R23、電容C21、C23決定。
IC1C和其周圍的元件組成相加器。IC1B輸出的f1＝7HZ的正弦信號送至IC1:C的10腳，IC2A輸出的f2＝13HZ正弦信號送至IC1C的9腳，經IC1C相加后形成f1＋f2的復合信號輸出。
圖4是本實用新型的電感式檢測頭的原理圖。
當信號源電壓VS通過CO加到直流母線上，R和C為直流母線對地的電阻、電容，這時通過電感式檢測頭的電感L即可檢測到相應于電阻R、電容C大小的檢測電壓。
圖5是本實用新型的信號檢測部分的電原理圖。
集成電路IC1D和其周圍的元件組成的差分放大器為前置放大器，增益為50倍。
IC1A和由R15、R16、C13、C14、C15、R17組成的雙T網絡組成50HZ陷波器，以濾除交流50HZ的分量。
IC1B和由R110、R111、C16、C17組成的網絡組成低通有源濾波器，以濾除高于13HZ的頻率分量。
IC1D和C21、C22、R21、R22組成高通有源濾波器，用來濾除低于7HZ的頻率分量。
IC1C和周圍的元件組成50HZ陷波器，以再次濾除信號中的50HZ的分量。
IC2A和周圍元件組成比例放大器。
比例放大器IC2A的腳1輸出的信號一路經過由IC2B和雙T網絡組成的窄帶陷波器Ⅰ濾除13HZ的分量后，經IC3A窄帶選頻器Ⅰ選出7HZ的分量。7HZ的信號經可調比例放大器IC3B輸出。另一路經過由IC2C和雙T網絡組成的窄帶陷波器Ⅱ濾除7HZ分量，經IC3D窄帶選頻器Ⅱ選出13HZ的分量，由可調比例放大器Ⅱ輸出。
圖6是本實用新型的信號處理部分原理圖。
IC1為8031單片機。
IC2為74LS373鎖存器。
IC3為2764 EPROM。
IC4為2864 EEPROM。
IC5為AD574 A／D轉換器。
IC6為8155接口芯片。
IC7為4052四選一模擬開關。
IC8A、IC8B、IC8C組成復位信號產生器。
IC1－IC8組成了以單片機8031為中心的信號處理部分。
信號檢測部分送來的f1和f2正弦信號分別送到IC7的1腳和5腳。由3腳交替輸出f1或f2的信號電壓給AD574轉換成12位的數字信號分兩次進入8031單片機系統進行處理。
8031單片機采用查詢方式讀入AD574的轉換器數據。經過8031單片機處理的數據結果經8155接口驅動顯示器打印機。8031通過8155接口連接鍵盤，實現人機對話。
圖7是本實用新型的信號處理程序框圖。
直流母線接地電阻值和容抗值由下面的公式求出R2=(P2-1)(1+X02K12V12)(1+P2+X02K22V22)P2K22V22-K12V12]]>
X2=(1+X02K12V12)(1+P2X02K02V02)K12V12-K22V22+(P2-1)K12V12K22V22]]>其中X0為信號源與直流母線之間的耦合電容C0的容抗。p為f2／f1的值K1＝V10R0K2＝V20R0R0為本實用新型校驗時設定的被測電阻值V10V20為被測電阻設定后測得的檢測信號電壓值V1、V2分別為檢測到的頻率為f1、f2的信號電壓值。
由于本實用新型采用了在直流母線上加雙頻信號的方法，因而有效地把直流母線對地電阻值和容抗值區別開來，可以正確地給出直流母線對地電阻的大小。本實用新型不僅可以方便地測出故障在直流母線的哪個支路上，也可把直流母線對地實際電阻測出來，這對于預防事故很有必要可避免重大經濟重大經濟損失。本實用新型的測量范圍為0－500KΩ，精度可達0.1KΩ，可廣泛地用于電力工業中。
權利要求1.一種便攜式直流接地電阻探測儀，其特征在于由信號源、信號檢測部分、信號處理部分所組成，具有兩個低頻正弦信號振蕩電路的信號源和被測直流供電線路通過電容相連接，信號源產生的兩個低頻正弦信號由電容耦合到被測直流供電線路上；被測直流供電線路通過信號檢測部分的電感式檢測頭和信號檢測部分相連接，信號檢測部分從電感式檢測頭感應的電壓中分別檢測出兩個低頻正弦信號電壓；信號檢測部分和具有信號處理程序的信號處理部分相連接，信號處理部分對信號檢測部分送來的兩個低頻正弦信號電壓進行處理并給出直流供電線路對地的電阻值。
2.根據權利要求1所述的便攜式直流接地電阻探測儀，其特征在于信號源中有一個相加器分別和兩個低頻正弦信號電路相連接，相加器把兩個低頻正弦信號相加后通過電容耦合到被測直流供電線路上。
3.根據權利要求1所述的便攜式直流接地電阻探測儀，其特征在于信號檢測部分由電感式檢測頭、前置放大器、50HZ陷波器、低通有源濾波器、高通有源濾波器、比例放大器和兩路窄帶陷波器、窄帶選頻器、可調比例放大器所組成，電感式檢測頭感應的電壓送到與它相連接的前置放大器放大；前置放大器和50HZ陷波器相連接，50HZ陷波器從前置放大器放大后的電壓中濾除掉50HZ的電壓分量并饋送到與它相連接的低通有源濾波器、高通有源濾波器；低通有源濾波器和高通有源濾波器組成的帶通濾波器使兩個低頻正弦信號頻帶內頻率分量通過，并送至與它相連接的比例放大器；比例放大器分別和兩路窄帶陷波器、窄帶選頻器、可調比例放大器相連接；兩路窄帶陷波器、窄帶選頻器、可調比例放大器分別選出兩個低頻正弦信號電壓。
4.根據權利要求1所述的便攜式直流接地電阻探測儀，其特征在于信號處理部分由單片機和與它相連接的A／D轉換器、 EPROM、EEPROM存貯器、鎖存器、四選一模擬開關、接口電路所組成，信號檢測部分送來的兩個低頻正弦信號電壓經過與它相連接的四選一模擬開關交替輸出兩個低頻正弦信號電壓并送到A／D轉換器；A／D轉換后由單片機進行處理。
專利摘要本實用新型公開了一種直流電阻探測儀，解決了直流母線對地電阻的測量問題。其特征在于在直流母線上加多個頻率正弦信號，用信號檢測部分檢測出相應于接地電阻值大小的信號電壓，用單片機組成的信號處理部分計算出實際電阻值。本實用新型可以有效地區分出直流母線接地阻抗中電阻分量和容抗分量，避免了誤報警，對于直線母線接地故障的判斷和預防十分有用，可廣泛地用于電力工業及其它直流供電系統中。
文檔編號G01R27/16GK2181009SQ9321432
公開日1994年10月26日 申請日期1993年5月26日 優先權日1993年5月26日
發明者程衛平 申請人:程衛平