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簡單描述

異頻地網(wǎng)接地阻抗測試儀，是變電站等各種現(xiàn)場應(yīng)用于對接地電阻及相關(guān)參數(shù)測試的高精度測試儀器。該儀器具有體積小、重量輕、攜帶方便、抗干擾性能強(qiáng)、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)。儀器為一體化結(jié)構(gòu)，內(nèi)置變頻電源模塊，輸出電源連續(xù)變頻可調(diào)。頻率可變?yōu)?/span>45Hz或55Hz，內(nèi)置高速處理器核心，采用數(shù)字濾波技術(shù)，有效避開了工頻電場對測試的干擾，從根本上解決了強(qiáng)電場干擾下準(zhǔn)確測量的難題。大量現(xiàn)場測試和用戶使用情況表明，在運(yùn)行變電站的惡劣電磁環(huán)境下進(jìn)行接地網(wǎng)測試時，SX5516Y型異頻地網(wǎng)接地阻抗測試儀的測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定、重復(fù)性好，是大、中型接地網(wǎng)特性參數(shù)測量的理想儀器。 

詳細(xì)介紹

一、概述
異頻地網(wǎng)接地阻抗測試儀，是變電站等各種現(xiàn)場應(yīng)用于對接地電阻及相關(guān)參數(shù)測試的高精度測試儀器。該儀器具有體積小、重量輕、攜帶方便、抗干擾性能強(qiáng)、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)。儀器為一體化結(jié)構(gòu)，內(nèi)置變頻電源模塊，輸出電源連續(xù)變頻可調(diào)。頻率可變?yōu)?/span>45Hz或55Hz，內(nèi)置高速處理器核心，采用數(shù)字濾波技術(shù)，有效避開了工頻電場對測試的干擾，從根本上解決了強(qiáng)電場干擾下準(zhǔn)確測量的難題。大量現(xiàn)場測試和用戶使用情況表明，在運(yùn)行變電站的惡劣電磁環(huán)境下進(jìn)行接地網(wǎng)測試時，異頻地網(wǎng)接地阻抗測試儀的測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定、重復(fù)性好，是大、中型接地網(wǎng)特性參數(shù)測量的理想儀器。

儀器主要具有如下特點(diǎn)：
全觸摸超大液晶顯示器
操作簡單，儀器配備了的全觸摸液晶顯示屏，超大全圖形操作界面，每過程都非常清晰明了，試驗變壓器操作人員不需要額外的專業(yè)培訓(xùn)就能使用。輕輕觸摸一下就能完成整個過程的測量，是目前非常理想的多功能型測量設(shè)備。
 變頻技術(shù)、JZ測量l
抗*力強(qiáng)，由儀器內(nèi)部自帶變頻電源模塊提供儀器測量輸出電源，頻率可變?yōu)?/span>45Hz或55Hz，并采用數(shù)字濾波技術(shù)，有效地避開了現(xiàn)場各種工頻干擾信號，使儀器實現(xiàn)高精度、準(zhǔn)確可靠的測量。
DSP高速處理器l
JZ快速，儀器內(nèi)部采用專業(yè)的DSP快速數(shù)字信號處理器作為處理核心，在保證測量數(shù)據(jù)JZ的前提下，大大的提升了儀器本身的運(yùn)算處理能力。
全過程多功能測控l
儀器在內(nèi)部高性能處理核心的強(qiáng)力支持下，對整個測量過程當(dāng)中的電流輸出、電壓采集以及頻率變換等一系列復(fù)雜的運(yùn)算步驟，快速自動的完成。儀器可以自動判斷電流回路的阻抗，并據(jù)此自動調(diào)節(jié)異頻電源的輸出電流值（額定輸出電流為5A），無須人為干預(yù)，即可自動完成測試任務(wù)。儀器的測量內(nèi)容包括地網(wǎng)的接地阻抗Z、純電阻分量R和純感抗分量X。
海量存儲數(shù)據(jù)l
儀器內(nèi)部配備有日歷芯片和大容量存儲器，能將檢測結(jié)果按時間順序保存，隨時可以查看歷史記錄，并可以打印輸出。
pc機(jī)數(shù)據(jù)處理l
儀器所測量的數(shù)據(jù)可以通過U盤導(dǎo)出，然后在pc機(jī)上用儀器配套的軟件查閱和管理相關(guān)數(shù)據(jù)。

儀器整體外觀圖

二、主要技術(shù)指標(biāo)

三、面板說明

1. 供電電源插座（AC 220V）
2. 電源開關(guān)
3. 打印機(jī)
4. 緊急停機(jī)按鍵
斷開測試輸出電源，測試過程中遇到突發(fā)事件時，按此鍵可在不斷開輸入電源的情況下緊急快速地關(guān)斷所有輸出電源，保證人員和設(shè)備的安全。
5. 系統(tǒng)復(fù)位按鍵
        提供儀器內(nèi)部中央處理器復(fù)位；此復(fù)位鍵是復(fù)位儀器內(nèi)部所有控制器件，而非直接操作輸出斷開，因此若測量過程中遇到緊急情況請優(yōu)先按緊急停機(jī)按鍵來快速地斷開輸出。
6. 全觸控液晶顯示屏
超大屏幕中文顯示每一步操作過程，用戶只需在相應(yīng)的地方輕輕觸碰一下，即可自動完成整個測量過程；觸摸式液晶顯示屏屬于精密配件，應(yīng)避免長時間陽光暴曬或重物擠壓和利器劃傷；在操作液晶屏的時候使用鉛筆頭或者其它筆形塑料物件操作可以提高操作準(zhǔn)確度；
7. USB接口
U盤插入口，把儀器內(nèi)部保存的所有測量數(shù)據(jù)自動導(dǎo)入U盤中并生成以日期為文件名的文本文件保存，提供給用戶在電腦操作系統(tǒng)下通過儀器附帶的軟件操作查看數(shù)據(jù)并生成報告文件；當(dāng)U盤插入儀器USB接口并開始傳輸數(shù)據(jù)的時候，嚴(yán)禁中途拔出U盤，否則可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯誤，嚴(yán)重的可能損毀U盤；
8. 電壓測量端口P1和P2（黑色）
將P2連接至被測地網(wǎng)，P1連接至輔助電壓極，在P1與P2間測量輔助電壓極與地網(wǎng)之間的電位差。
9. 電源輸出端口C1和C2（紅色）
將C2連接至被測地網(wǎng)，C1連接至輔助電流極，以構(gòu)成試驗電流的回路。
10. 接地接線柱
   儀器安全接地。
 

四、注意事項
1. 電流極應(yīng)選擇在潮濕的地方，保證電流極的接地電阻比較?。?/span>ZH不超過20歐姆，可采用潑水等方法降低其接地電阻），從而使儀器能輸出較大的試驗電流。
2. 儀器測試過程中，C1和C2之間的Z大輸出電壓為100V，請勿觸摸，以保障人身安全。
3. 測量500kV變電站等大型接地網(wǎng)時，在數(shù)千米長的電流線和電壓線上，往往有較高的感應(yīng)電壓，須注意安全。
4. 從人身安全和測試精度的需要考慮，測試前一定要確保儀器的接地端子可靠就近接地。

干擾分析
在運(yùn)行變電站的惡劣電磁環(huán)境下進(jìn)行接地網(wǎng)測試過程中，外界干擾非常嚴(yán)重，干擾信號比較復(fù)雜，可能導(dǎo)致各種不同的誤差，主要包括：
1）外界電磁場在電壓極測量引線上產(chǎn)生感應(yīng)電壓（工頻占主要成分），其數(shù)值有時可達(dá)數(shù)伏，將導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差；
2）外界電磁場在電流極測量引線上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，因電流極回路的阻抗比較小，將在回路中形成較大的干擾電流，也會導(dǎo)致測量誤差；
3）地中往往有干擾電流存在（成分比較復(fù)雜），它所產(chǎn)生的電壓降也會導(dǎo)致測量誤差；
4）當(dāng)電流線和電壓線之間距離較近時，測量線之間存在互感，由此會帶來測量誤差。
由于大中型接地網(wǎng)測試比較困難，誤差來源比較復(fù)雜，地網(wǎng)的接地電阻值也比較小，因此，要保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須掌握正確的測量方法，并采用抗干擾性能好的測試儀器。

現(xiàn)場實測表明，在運(yùn)行變電站的電磁環(huán)境條件下，即使采用倒相法等傳統(tǒng)的抗干擾措施，測量結(jié)果也很不穩(wěn)定，測量誤差仍比較大（有時已遠(yuǎn)超過允許的范圍），測試結(jié)果的可信度大大降低，從而導(dǎo)致地網(wǎng)評估結(jié)論無法反映地網(wǎng)的真實狀況。其主要原因在于試驗電流的頻率與外界工頻干擾的頻率相同，同頻率的外界工頻干擾信號是很難剔除干凈的。其次，干擾信號中的諧波、高頻和直流等成分的影響也不容忽視。
5516Y型異頻地網(wǎng)接地電阻測試儀，由于采用了*的抗干擾技術(shù)，從而有效解決了接地網(wǎng)測試的關(guān)鍵技術(shù)難題。它采用接近于工頻的異頻試驗電流（頻率為45Hz和55Hz）進(jìn)行測試，并應(yīng)用的數(shù)字信號處理和濾波技術(shù)等，有效剔除了外界干擾信號（包括工頻、諧波、高頻、以及直流分量等成分），從而大大提高了接地網(wǎng)測試的精度。現(xiàn)場應(yīng)用和實驗室考核結(jié)果表明，即使電壓極測量引線的干擾電壓達(dá)10V，電流極回路的干擾電流達(dá)1A時，本儀器仍可獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果。
異頻地網(wǎng)接地電阻測試儀從根本上擯棄了傳統(tǒng)“工頻電流法”的諸多缺點(diǎn)和不便（難以消除工頻干擾的誤差、試驗設(shè)備笨重、試驗電流太大有可能影響繼電保護(hù)裝置的正常工作等）。大量的現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明，該儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)合理，測量精度高，性能穩(wěn)定，功能齊全，使用方便，直流高壓發(fā)生器集中體現(xiàn)了接地網(wǎng)測試技術(shù)的ZX研究成果，是測量地網(wǎng)接地電阻的理想裝置，可廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、電信、軍工、鐵路、機(jī)場及工礦企業(yè)的接地網(wǎng)測試。

五、　接地網(wǎng)測試技術(shù)
1、接地網(wǎng)測量的基本原理
當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障短路時，巨大的短路電流經(jīng)接地網(wǎng)入地過程中會引起地網(wǎng)的電位升高，地網(wǎng)電位升高往往會對系統(tǒng)的正常運(yùn)行構(gòu)成威脅，有時甚至導(dǎo)致系統(tǒng)二次設(shè)備的損壞，從而導(dǎo)致系統(tǒng)事故的擴(kuò)大。
通常，把地網(wǎng)電位升高值U與經(jīng)地網(wǎng)入地電流值I的比值稱為地網(wǎng)的接地電阻（或接地阻抗），接地電阻是考核地網(wǎng)狀況的主要技術(shù)指標(biāo)之一。
為了測量接地網(wǎng)的接地電阻，須在距地網(wǎng)比較遠(yuǎn)的地方設(shè)置一個電流極C（應(yīng)按規(guī)程要求），使試驗電流由地網(wǎng)入地，經(jīng)電流極返回，此時地網(wǎng)與電流極之間必有一個區(qū)域是“零電位”（請參考相關(guān)理論）。“零電位點(diǎn)”與接地網(wǎng)之間的電位差U與試驗電流I的大小有關(guān)，但U/I是確定不變的，它反映了地網(wǎng)的特性。不過，此處的U/I與規(guī)程所定義的“地網(wǎng)接地電阻”有一定的差異，在此不作詳細(xì)論述。
接地網(wǎng)測試常采用0.618法，即：電壓線和電流線平行布置，電壓極P與地網(wǎng)中心E的距離是電流極C與E之間距離的61.8%。但值得指出的是，此理論基礎(chǔ)是建立在“地網(wǎng)周圍的土壤電阻率均勻一致”。我們在使用0.618法的實踐中，應(yīng)注意土壤率不均勻所導(dǎo)致的測量誤差。
常用的測試線布置方法還包括：電流線和電壓線反方向布置，以及電流線和電壓線成一定夾角方式（請參考相關(guān)資料），此類布線方法的優(yōu)點(diǎn)在于電壓線和電流線之間的互感影響問題不突出，從而避免了互感帶來的誤差問題。
總之，大中型接地網(wǎng)測試要求足夠長的電流線和電壓線，不僅測試工作的實施具有較大的難度，而且，現(xiàn)場條件的限制很可能導(dǎo)致較大的測量誤差（包括接線考慮不周所帶來的方法誤差，以及干擾誤差和儀器誤差）。因此，在開展大中型地網(wǎng)測試時，必須認(rèn)真研究被測地網(wǎng)的環(huán)境條件，合理設(shè)計測試方案，并選用抗干擾性能優(yōu)良的測試儀器進(jìn)行測試，以保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確可信。
2、平行布線方式時引線間的互感影響
常用的0.618法屬于平行布線法，在實際測試中，由于現(xiàn)場條件的限制，電流線和電壓線之間的距離往往比較小，電流線中的試驗電流所產(chǎn)生的電磁場會在電壓線上感應(yīng)出比較大的干擾電壓。此時，儀器所測的電壓信號中不僅含有試驗電流在地網(wǎng)接地電阻上形成的壓降，而且還包括了試驗電流在電壓線上感應(yīng)的干擾電壓。顯然，簡單的用U/I來給出結(jié)論是不對的，應(yīng)該想辦法剔除電壓線上的感應(yīng)電壓成分。否則，上述互感影響所帶來的誤差十分嚴(yán)重。測試線愈長，線間距離愈小，則誤差愈大。
我們認(rèn)為，互感影響所帶來的誤差屬于方法誤差的范疇，不屬于儀器誤差，技術(shù)人員可以想辦法避免之（后面繼續(xù)討論）。
3、工頻電流法測量誤差的主要原因
工頻電流法是傳統(tǒng)方法，在的接地網(wǎng)測量項目，由于外界工頻電磁干擾并不是特別強(qiáng)，直流高壓發(fā)生器再加上新建工程條件下我國電力系統(tǒng)中沿用了數(shù)十年，而且至今仍在使用，特別是對于新建變電站或發(fā)電廠的布線工作比較容易實施（例如采用反向布線和夾角布線）。但對于運(yùn)行中的變電站和發(fā)電廠，采用工頻電流法測量接地網(wǎng)過程中的誤差問題就顯得格外突出，主要原因是：外界工頻電磁場以及地中零序性質(zhì)的電流等所產(chǎn)生效果與工頻試驗電流所產(chǎn)生效果相比，已經(jīng)達(dá)到無法忽視（但又無法剔除）的程度。例如，實際現(xiàn)場中，即使在施加試驗電流為零的情況下，較長的電壓線上外界干擾電壓（工頻為主要成分）已經(jīng)達(dá)到數(shù)伏，假若地網(wǎng)接地電阻為0.2歐姆的話，20A信號試驗電流所產(chǎn)生的信號電壓降也僅4V。
倒相法、三相電流測試法等抗干擾措施在理論上可以消除外界工頻干擾的影響，但長期實踐經(jīng)驗表明，其效果并不理想，測量數(shù)據(jù)的復(fù)現(xiàn)性差，難以得到滿意的測量結(jié)果。究其原因，此類抗干擾措施的假設(shè)前提條件是：外界干擾是純正的工頻信號，且在測試期間保持穩(wěn)定不變。顯然，實際系統(tǒng)情況并非如此。因此，測量誤差主因往往難以判定。
總之，由于工頻電流法的試驗電流的頻率與外界工頻干擾的頻率相同，同頻率的外界工頻干擾信號難以被剔除，再加上干擾信號中的諧波、高頻和直流等成分的影響，必然導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。
4、接地網(wǎng)異頻測量技術(shù)
異頻測量法的主要優(yōu)點(diǎn)在于其試驗電流的頻率避開了50Hz的工頻而采用45Hz與55Hz兩種不同的頻率，因此就比較容易實現(xiàn)僅僅提取頻率的信號進(jìn)行分析，從根本上消除干擾的影響。
雖然異頻接地電阻測試儀采用了*的技術(shù)路線，但必須有配套的硬件技術(shù)和軟件分析技術(shù)為支撐，才可能達(dá)到預(yù)期的技術(shù)效果。否則，從復(fù)雜的干擾環(huán)境中提取幅值不大的異頻電流和電壓信號的難度是很大的。
異頻地網(wǎng)接地電阻測試儀的主要技術(shù)特點(diǎn)體現(xiàn)在：
1） 變頻電源模塊，輸出電源連續(xù)可調(diào)頻率十分穩(wěn)定（頻率為45Hz和55Hz）；
2） 強(qiáng)勁的硬件支持，采用專業(yè)級的高速數(shù)字信號處理芯片，運(yùn)算速度快、精度高；
3） 采用*的數(shù)字濾波軟件技術(shù)，測量數(shù)據(jù)精度有保證。
正是由于以上技術(shù)優(yōu)勢，才使異頻接地阻抗測試儀在應(yīng)用中表現(xiàn)出其優(yōu)良的性能，它能*剔除各種外界干擾信號（包括工頻、諧波、高頻、以及直流分量等成分），從而大大提高了接地網(wǎng)測試的精度。
現(xiàn)場應(yīng)用和試驗室考核結(jié)果表明，即使在強(qiáng)干擾電壓和干擾電流情況下，其測量結(jié)果仍具有很好的復(fù)現(xiàn)性，測試誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于DL/T845.2 中對準(zhǔn)確度為1級的測試儀的誤差限值。 
異頻地網(wǎng)接地電阻測試儀的測量內(nèi)容包括地網(wǎng)的接地阻抗Z、純電阻分量R和純感抗分量X，以供測試人員進(jìn)行技術(shù)分析，研究不同的布線方式下測量結(jié)果的差異。
異頻接地阻抗測試儀的試驗電流頻率與工頻相當(dāng)接近，其測試結(jié)果可視為地網(wǎng)工頻特性參數(shù)。