接地电阻无线智能监测系统通用.docx

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接地电阻无线智能监测系统通用

二〇一五年十月

系统概述3

1.1系统背景3

1.2管理现状3

系统简介4

2.1系统原理4

2.2系统结构5

2.3功能特点5

2.4技术规格6

2.5安装连接6

系统组成7

3.1接地电阻前端监测装置7...

3.1.1硬件组成8

3.1.2装置特点8

3.1.3安装位置9

3.1.4运行环境9

3.2后台展现控制系统9...

3.2.1硬件配置9

3.2.2软件配置9

3.2.3后台综合分析软件特点1..0.

一、系统概述

1.1系统背景

在架空输电线路设计中,防雷设计是必须考虑的一个重要因素，随着电力

系统的发展，雷击输电线路而引起的事故也日益增多，据资料介绍:

在我国高

压输电线路的总跳闸次数中，由雷击引起的约占40%~70%，尤其在雷电活动强

烈、土壤电阻率高、地形复杂的地区,雷击输电线路而引起的事故率更高,造

成巨大的经济损失。

架空输电线路杆塔接地的作用是在雷击状态下将冲击电

流或雷电流通过杆塔基础的自然接地和人工水平接地体导入大地，以保护设

备的安全。

所以，对杆塔接地电阻的测试是非常重要的。

1.2管理现状

1、存在着工作量大，效率低的弊端。

虽然钳表法做到了一卡即测，但是，相

对于数量巨大的线路杆塔，这个工作量还是很大的。

人工进行逐一测试,效率

很低，虽然测试的过程时间很短，但是主要的时间浪费在路程上。

2、因杆塔数量大，所以完成一个测试周期需要的时间长，测试的数据只能反

映测量当时的接地情况。

这对于不同气候条件下的接地情况无法准确的测试

分析，无法及时发现接地不良的故障。

2.1系统原理

接地电阻智能监测系统采用精密三线法测试接地电阻，通过GPRS通讯网

络，定时发送接地电阻监测结果，实现远程多点在线监测等。

监控软件可以

实时显示被测接地电阻数值，其自动记录存储的数据可以生成报表，方便保

存、历史数据查询、打印、分析等。

接地电阻智能监测系统适用于输电线路杆塔接地、通讯设备接地、变配

电站接地、地下矿井设备接地、电气设备接地、气象防雷接地、石油化工接

地、铁路设施接地、建筑仓库接地等。

接地电阻值测量采用额定电流变极法，即在测量对象E（接地极）和C（电

流极）之间流动交流额定电流I（820Hz）；求取E和P（电压极）的电位差V，然

后求取接地电阻Rx的方法。

接地电阻在线监测原理

2.2系统结构

系统结构

2.3功能特点

1、前端监测装置采用单晶硅太阳能电池浮充、锂电池供电方式。

在电源供电

和装置运行方面进行了低功耗设计，供电系统体积小，可确保装置在没有太

阳的情况下能稳定、可靠运行30天以上。

2、后台控制系统主要监测装置参数设置，接收数据并显示、存储、查询与打

印。

运行中，根据需要监测系统可通过短信命令方式设置前端监测装置的参

数，如设置传感器开启监测时间间隔、超限阈值及上报时间等，以便及时采

取相应措施，避免安全事故的发生。

3、抗干扰强。

传感器采用屏蔽线保护方式，同时软件采用睡眠和自恢复设计，

从而确保了监测装置工作稳定，增强了可靠性，避免了电磁干扰。

4、前端监测装置与后台控制系统采用GPRS/CDM网络通信。

基于A2.5GGPRS

无线网络，采用高性能工业级无线模块及嵌入式处理器，以实时操作系统为

软件支撑平台，内嵌TCP/IP协议。

2.4技术规格

功能

在线监测接地电阻

电源

标准：

5V低照度太阳能薄膜+12000mAH锂电池

平均功耗

30mw

测量方式

精密三线法测量，可自动识别测量回路断线，避免断线导致的误报

测量方法

接地电阻：

0.1Ω～2KΩ

分辨率

0.01Ω

通讯方式

GPRS

2.5安装连接

1、用户需要在被监测接地极E的附近同一直线上，每间隔5～10米做好辅助

接地极P、C。

辅助接地极应用接地材料或不锈钢材制作，防止锈蚀腐烂，辅

助接地极的接地电阻值越小越好，一般要求辅助接地极的接地电阻值不超过

200Ω，这样才能保证在线监测的准确性。

2、检测仪与辅助地极的连接最好使用电力线扣固定（便于后期维护拆卸），也可以焊接。

接地电阻智能监测系统能够全天候24小时实时监测接地电阻，并通过特

定的技术手段解决传统监测装置的误报问题。

当接地电阻有异常情况发生时

可以通过PC平台显示异常点的位置信息，并及时将缺陷情况发送给预设的手

机号码。

接地电阻无线智能监测系统有接地电阻前端监测装置和后台展现控制系

统两部分组成。

3.1接地电阻前端监测装置

图接地电阻前端监测装置

接地电阻前端监测装置固定安装在输电铁塔或杆塔安装的立柱及横担上

由接地电阻采集单元以及太阳能电源组成。

接地电阻采集单元连接电缆直接

与数据采集单元相连,采集到的数据先传输到数据集中器，数据集中器再将汇

总来的综合数据通过无线通信网络或远距离无线通信接口传输到后台的综合

分析软件系统。

3.1.1硬件组成

（1）接地电阻传感器：

一套；

（2）数据转换模块:

一套;

（3）电源系统:

太阳能板、充电控制器、锂电池;

（4）通信系统:

无线数据传输模块和手机卡;

（5）接地电阻前端监测装置配套安装固定夹具;

3.1.2装置特点

（1）抗干扰:

防电磁、防水、防雷击,确保系统运行稳定可靠;

（2）测量精度高:

高精度、高分辨率、高可靠性数字传感器;

（3）具有数据采集、测量和通信功能,通过通信网络将测量结果传输到后端

综合分析软件系统;

（4）加电自启动功能;

（5）具有在线自诊断功能;

（6）设备采用休眠、待机、定时传输相结合的低功耗模式设计,测量精度高;

（7）数据采集前端采用多层屏蔽、抗干扰、抗雷击技术、确保系统运行稳

定可靠;

（8）时间同步功能,能接收综合分析软件系统的对时命令,每天对时一次,

误差不大于5s;

（9）整体结构设计，安装方便快捷，安装后不会对铁塔后期运行维护造成

安全隐患;

（10）装置主机采用太阳能加蓄电池或市电供电的模式,在持续阴雨条件下

装置主机能够正常工作至少30天;

3.1.3安装位置

接地电阻前端监测装置固定安装在输电铁塔或杆塔安装在铁塔的立柱及

横担上。

应遵循以下原则：

（1）选择的安装位置及装置外观结构应不影响正常的通讯通信杆塔检修维

护工作。

（2）装置的安装应整齐、牢固，有必要的防护措施和防锈处理。

（3）传感器和数据集中器装置用专用电缆连接，避免干扰。

（4）塔上安装点方便监测单元的固定和整体角度调整。

（5）安装时，采用标准角度测量工具对装置安装角度进行预调整。

（6）传感器在防雷设施的有效保护范围内。

3.1.4运行环境

工作温度:

-40°C~+75°C

相对湿度:

5%RH~100%RH

大气压力:

550hPa~1060hPa

3.2后台展现控制系统

3.2.1硬件配置

服务器（主机能存储10年以上监测数据）,数据通信模块,客户机,不间断电

源。

3.2.2软件配置

服务器操作系统WindowsServer2000;

数据库管理系统SQLServer2000;

客户端操作系统WindowsXP/Windows2005等,IE浏览器;

后台综合分析软件。

3.2.3后台综合分析软件特点

（1）能定时自动接收数据采集单元的数据;

（2）具有远程设置采集方式（自控方式或受控方式）、自动采集时间的功

能;

（3）后台软件根据用户需求，系统运行参数、报警参数、数据采集密度等

可以远程设置;

（4）能向数据采集单元发送对时命令;

（5）能远程修改数据采集单元的IP地址和端口号;

（6）对监测的数据进行统计、分析和输出,以数字列表、曲线和图表的形式

显示相关参数;能对历史数据进行查询、分析,自动生成报表;

（7）具备报警提示功能;

（8）可以从其它MIS系统进行接口;

（9）可终身免费升级;

（10）采用智能化大范围远程分布式数据实时监测在线传输方式，不受距离

限制，系统组网方便，并提供监测中心多级管理功能，实现在不同位置同时

对多个监测点数据的监控。