基于无线传输的接地网引下线测试装置的制作方法

1.本发明涉及变电站引下线的技术领域，尤其是指基于无线传输的接地网引下 线测试装置。


背景技术：

2.电力设备接地引下线是电力设备与地网的连接部分，在电力设备的长时间运 行过程中，连接处有可能受潮等因素影响，出现接点锈蚀、甚至断裂等现象，导 致接地引下线与地网连接点电阻增大，从而不能满足电力规程要求，使设备在运 行中存在不安全隐患。严重时会造成设备失地运行；目前，变电站内接地网引下 线的电阻测试属于带电检测工作的一部分，主要是检验变电站内接地网参数是否 符合质量要求。按照规定，变电站内所有设备到要与接地网通过引下线的方式进 行连接。随着设备的增多，接地网引下线的数量也随之增多；较大的变电站内， 引下线的数量达到5000多条，现在变电站内接地网引下线的电阻检查，是维修 人员手动，一根一根去检查，一般测量一遍需要两个人一个月左右，效率很低； 到了雨季，尤其是南方的梅雨季节，为了安全需要，变电站内引下线需要每两周 测试一遍；变电站的维修工人，需要经常加班还检查不过来，急需改进；针对上 述情况，为了消除安全隐患，现在急需一种设备能够自动监测变电站内的引下线 电阻，减轻维修压力，保证设备安全运行。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供基于无线传输的接地网引下线测试装置，该 装置具有快速检测电阻的能力。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
5.基于无线传输的变电站接地网引下线测试装置，用于引下线的电阻测量；所 述引下线与设备的连接处的一端设有引下线接线端子；所述引下线与接地体连接 的另一端设有接线柱；包括安装座、安装在所述安装座上的接地引下线导通电阻 测试仪、以及与所述接线柱卡接的移动触头总成；所述移动触头总成与所述安装 座滑动连接；所述接地引下线导通电阻测试仪分别与引下线接线端子以及所述移 动触头总成电连接；所述接地引下线导通电阻测试仪、所述引下线、所述接线端 子、所述接线柱以及所述移动触头总成组成测量所述引下线电阻的回路。
6.作为本发明进一步的改进方案，所述接地引下线导通电阻测试仪与所述引下 线接线端子之间设有辅助导线。
7.作为本发明进一步的改进方案，所述安装座上设有齿条；所述移动触头总成 包括与所述齿条啮合的齿轮、输出端与所述齿轮固定连接的电机、与所述电机的 外壳固定连接的移动套以及与所述移动套固定连接的移动触头；所述移动套与所 述安装座滑动连接。
8.作为本发明进一步的改进方案，所述移动触头上设有圆锥形凹槽；所述圆锥 形凹槽与所述接线柱卡接。
9.作为本发明进一步的改进方案，所述移动触头与所述接地引下线导通电阻测 试仪之间设有导线。
10.作为本发明进一步的改进方案，所述移动套与所述移动触头之间设有绝缘垫。
11.作为本发明进一步的改进方案，所述移动套与所述移动触头之间设有螺栓； 所述螺栓与所述移动触头之间设有绝缘垫圈。
12.作为本发明进一步的改进方案，所述接地引下线导通电阻测试仪通过所述辅 助导线、导线、所述移动触头以及所述接线柱组成测量所述引下线电阻的回路。
13.作为本发明进一步的改进方案，还包括plc控制器；所述plc控制器与所述 接地引下线导通电阻测试仪电连接。
14.作为本发明进一步的改进方案，所述plc控制器与所述电机信号连接；所述 plc控制器设有通信模块；所述plc控制器通信模块通过5g移动网络与控制中 心信号连接。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1、通过所述螺栓与所述移动触头之间设有所述绝缘垫圈；所述移动套与所 述移动触头之间设有所述绝缘垫；可以避免测试接地网引下线时，造成所述移动 套以及所述安装座带电，造成安全事故；
17.2、通过所述移动触头设有圆锥台形凹槽，在测试接地网引下线的电阻时， 可以将移动触头的圆锥面与所述接线柱紧密的贴合；避免虚接，造成测量不准和 电打火；
18.3、通过设置的所述安装座上设有齿条；所述移动触头总成包括与所述齿条 啮合的齿轮、输出端与所述齿轮固定连接的电机、与所述电机的外壳固定连接的 移动套以及与所述移动套固定连接的移动触头；所述移动套与所述安装座滑动连 接；plc控制器分别于所述电机以及所述接地引下线导通电阻测试仪信号连接； 可以将需要测试接地网引下线的电阻时，控制器给所述电机发出启动信号，所述 电机旋转，带动所述齿轮旋转，所述齿轮与所述齿条啮合，在啮合力的作用下， 所述移动套沿所述安装座移动，所述移动套上的所述移动触头与所述接线柱抵接； 此时所述接地引下线导通电阻测试仪通过所述辅助导线、导线、所述移动触头以 及所述接线柱组成测量所述引下线电阻的回路；
19.4.通过所述plc控制器内设置的通信模块，可以将所述接地引下线导通电阻 测试仪测得的所述引下线电阻，通过5g移动网络，传给控制中心，这样维修人 员可以足不出户就可以测试所述引下线的电阻，达到了发明目的，减轻了维修人 员的劳动强度，提高了所述引下线电阻测试的速度；消除了安全隐患。
附图说明
20.图1为本发明的结构示意图；图2为图1的b处放大图；图3为本发明的控制原理图。
[0021][0022][0023]
图中：
[0024]1‑
安装座、10
‑
移动触头、11
‑
螺栓、12
‑
绝缘垫圈、13
‑
绝缘垫、14
‑
移动套、 15
‑
电机、16
‑
齿轮、17
‑
齿条。
[0025]2‑
接地引下线导通电阻测试仪；
[0026]3‑
辅助导线；
[0027]4‑
接线端子；
[0028]5‑
引下线；
[0029]6‑
接线柱；
[0030]7‑
控制中心。
具体实施方式
[0031]
首先需要说明的是，本发明任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示 本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；存在如上所述的本发明的不同 方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供。因此，其它实施例也 在相应权利要求项的保护范围之内。
[0032]
另外，下面描述中的附图仅为本发明的较佳实施例而已，对于本领域普通技 术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附 图。此外这些实施例并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作 的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0033]
此外，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本 申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在 不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例 的限制。
[0034]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限 制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出， 否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使 用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件 和/或它们的组合。
[0035]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数 字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中 所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通 技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技 术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例 中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实 施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图 中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需 要对其进行进一步讨论。
[0036]
在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、
ꢀ“
横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基 于装置本身或相应子部件的主视图所示的坐标体系而形成的方位或位置关系，且 在论述到其他方向视图时，该套坐标体系不会随之转动。此外对于杆状或长条状 部件而言，“前端”与“头部”是相同意思的名词，而“后端”与“尾端”、“末 端”等名词是相同的意思。而上述方位名词仅是为了便于描述本技术和简化描述， 在未作相反或特定说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件 必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保 护范围的限制；另外关于方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0037]
此外，为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、
ꢀ“
在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个 器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨 在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如， 如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件 或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件 或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……ꢀ
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转40度或处于其他方位)， 并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。
[0038]
另外需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为 了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，尤 其不存在“主要、次要”或排列顺序上的特定含义，因此不能理解为对本技术保 护范围的限制。
[0039]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整的描述。
[0040]
实施例
[0041]
请参阅图1
‑
图3所示，
[0042]
本实施例提供了基于无线传输的变电站接地网引下线测试装置，用于引下线 5的电阻测量；所述引下线5与设备的连接处的一端设有引下线接线端子4；所 述引下线5与接地体连接的另一端设有接线柱6；包括安装座1、安装在所述安 装座1上的接地引下线导通电阻测试仪2、以及与所述接线柱6卡接的移动触头 总成；所述移动触头总成与所述安装座1滑动连接；所述接地引下线导通电阻测 试仪2分别与引下线接线端子4以及所述移动触头总成电连接；所述接地引下线 导通电阻测试仪2、所述引下线5、所述接线端子4、所述接线柱6以及所述移 动触头总成组成测量所述引下线5电阻的回路；
[0043]
所述接地引下线导通电阻测试仪2与所述引下线接线端子4之间设有辅助导 线3。
[0044]
所述安装座1上设有齿条17；所述移动触头总成包括与所述齿条17啮合的 齿轮16、输出端与所述齿轮16固定连接的电机15、与所述电机15的外壳固定 连接的移动套14以及与所述移动套14固定连接的移动触头10；所述移动套14 与所述安装座1滑动连接。
[0045]
所述移动触头10材料为纯铜；所述移动触头10上设有圆锥台形凹槽；所述 圆锥台形凹槽与所述接线柱6卡接；为了增加导电性，减少测试电路的损耗，将 所述圆锥台形凹槽的表面进行镀银处理。
[0046]
所述移动触头10与所述接地引下线导通电阻测试仪2之间设有导线。
[0047]
所述移动套14与所述移动触头10之间设有绝缘垫13。
[0048]
所述移动套14与所述移动触头10之间设有螺栓11；所述螺栓11与所述移 动触头10之间设有绝缘垫圈12。
[0049]
所述接地引下线导通电阻测试仪2通过所述辅助导线3、导线、所述移动触 头10以及所述接线柱6组成测量所述引下线5电阻的回路。
[0050]
还包括plc控制器；所述plc控制器与所述接地引下线导通电阻测试仪2 电连接。
[0051]
所述plc控制器与所述电机15信号连接；所述plc控制器设有通信模块； 所述plc控制器通信模块通过5g移动网络与控制中心信号连接。
[0052]
与所述电力设备接地引下线导通测试仪2相比，目前电力行业测试接地电阻 的同
类产品存在的测试方法繁琐、工作强度高、精确度低等一系列缺陷，本仪器 吸取相关仪器的优点，开发出电力设备接地引下线导通测试仪2，该仪器采用直 流恒流电源供电，采用四线法的测量原理有效地排除测试线电阻对测试结果的影 响，并可直接得到测量回路毫欧级电阻数据，并且仪器选用最新高精度测量电路， 具有强干扰能力，操作方便测量数据迅速，准确可靠。
[0053]
电力设备接地引下线导通测试仪2的技术参数，
[0054]
1、测量内容：
[0055]
电力设备接地引下线导通电阻(mω)；
[0056]
2、测量范围：
[0057]
0～1999.9mω，精度0.2级；
[0058]
2～199.99ω，精度0.2级；
[0059]
3、测量电流：dc 1a/20a；
[0060]
4、测量半径：50m；
[0061]
5、仪器外型：外型尺寸300
×
220
×
150；重量5.5kg；
[0062]
6、显示方式：128x64液晶显示；
[0063]
7、环境温度：
‑
10℃～60℃；
[0064]
8、相对湿度：不大于90％；
[0065]
9、工作电源：外部电源ac220v/50hz；
[0066]
10、恒流源纹波系数：不大于0.5％；
[0067]
11、带电池及打印机可选。
[0068]
所述plc控制器选用德国西门子公司生产的控制器。
[0069]
德国西门子(siemens)公司生产的可编程序控制器在我国的应用相当广泛， 在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子(siemens)公司的plc产 品包括logo、s4
‑
200、s4
‑
1200、s4
‑
300、s4
‑
700、s4
‑
1500等。西门子s4系 列plc体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性高。s4 系列plc产品可分为微型plc(如s4
‑
200)，小规模性能要求的plc(如s4
‑
300)和中、高性能要求的plc(如s4
‑
700)。
[0070]
西门子simatic系列plc，诞生于1458年，经历了c3,s3,s5,s4系列，已 成为应用非常广泛的可编程控制器，其历史发展为，
[0071]
1、西门子公司的产品最早是1445年投放市场的simatic s3，它实际上是 带有简单操作接口的二进制控制器。
[0072]
2、1444年，s3系统被simatic s5所取代，该系统广泛地使用了微处理器。
[0073]
3、20世纪80年代初，s5系统进一步升级——u系列plc，较常用机型：s5
‑
40u、 45u、100u、115u、135u、155u。
[0074]
7、1447年7月，s4系列诞生，它具有更国际化、更高性能等级、安装空间 更小、更良好的windows用户界面等优势，其机型为：s4
‑
200、300、700。
[0075]
5、1446年，在过程控制领域，西门子公司又提出pcs4(过程控制系统4)的概念，将其优势的wincc(与windows兼容的操作界面)、profibus(工业现 场总线)、coros(监控系统)、sinec(西门子工业网络)及控调技术融为一体。
[0076]
6、西门子公司提出tia(totally integrated automation)概念，即全集 成自动
化系统，将plc技术溶于全部自动化领域。
[0077]
s3、s5系列plc已逐步退出市场，停止生产，而s4系列plc发展成为了西 门子自动化系统的控制核心，而tdc系统沿用simadyn d技术内核，是对s4系 列产品的进一步升级，它是西门子自动化系统最尖端，功能最强的可编程控制器；
[0078]
可编程控制器是由现代化生产的需要而产生的，可编程序控制器的分类也必 然要符合现代化生产的需求。
[0079]
一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控 制器的控制规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三 是从可编程序控制器的结构特点去分类；
[0080]
按性能，控制器可以分为高档机、中档机和低档机。
[0081]
低档机
[0082]
这类可编程序控制器，具有基本的控制功能和一般的运算能力。工作速度比 较低，能带的输入和输出模块的数量比较少。
[0083]
比如，德国siemens公司生产的s4
‑
200就属于这一类。
[0084]
中档机
[0085]
这类可编程序控制器，具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完 成一般的逻辑运算，也能完成比较复杂的三角函数、指数和pid运算。工作速度 比较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多。
[0086]
比如，德国siemens公司生产的s4
‑
300就属于这一类。
[0087]
高档机
[0088]
这类可编程序控制器，具有强大的控制功能和强大的运算能力。它不仅能完 成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和pid运算，还能进行复杂的矩阵运算。 工作速度很快，能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种类也很全 面。这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。在联网中一般做主站使 用。
[0089]
比如，德国siemens公司生产的s4
‑
700就属于这一类
[0090]
按规模，控制器可分为可以分为大型机、中型机和小型机。
[0091]
小型机：小型机的控制点一般在256点之内，适合于单机控制或小型系统的 控制。
[0092]
西门子小型机有s4
‑
200：处理速度0.8～1.2ms；存贮器2k；数字量278 点；模拟量35路。
[0093]
中型机:中型机的控制点一般不大于2078点,可用于对设备进行直接控制， 还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控，它适合中型或大型控制系统。
[0094]
西门子中型机有s4
‑
300：处理速度0.8～1.2ms；存贮器2k；数字量1027 点；模拟量128路；网络profibus；工业以太网；mpi
[0095]
大型机：大型机的控制点一般大于2078点,不仅能完成较复杂的算术运算还 能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一 级的可编程序控制器进行监控。
[0096]
西门子大型机有s4
‑
1500,s4
‑
700：处理速度0.3ms/1k字；存贮器512k； i/o点12642。
[0097]
按结构，西门子控制器可分为，
[0098]
整体式：整体式结构的可编程序控制器把电源、cpu、存储器、i/o系统都 集成在一个单元内，该单元叫做作基本单元。一个基本单元就是一台完整的plc；
[0099]
组合式：组合式结构的可编程序控制器是把plc系统的各个组成部分按功能 分成若干个模块，如cpu模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。其中各模 块功能比较单一，模块的种类却日趋丰富。比如，一些可编程序控制器，除了－ 些基本的i/o模块外，还有一些特殊功能模块，像温度检测模块、位置检测模块、 pid控制模块、通讯模块等等。组合式结构的plc特点是cpu、输入、输出均为 独立的模块。模块尺寸统一、安装整齐、i/o点选型自由、安装调试、扩展、维 修方便；
[0100]
叠装式：叠装式结构集整体式结构的紧凑、体积小、安装方便和组合式结构 的i/o点搭配灵话、安装整齐的优点于一身。它也是由各个单元的组合构成。其 特点是cpu自成独立的基本单元(由cpu和一定的i/o点组成)，其它i/o模块 为扩展单元。在安装时不用基板，仅用电缆进行单元间的联接，各个单元可以一 个个地叠装；使系统达到配置灵活、体积小巧。
[0101]
本发明plc控制器为为simatic s4
‑
300；plc s4
‑
300是模块化小型plc 系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不 同要求的系统。与s4
‑
200 plc比较，s4
‑
300 plc采用模块化结构，具备高速(0.6～ 0.1μs)的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算； 一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机 界面服务已经集成在s4
‑
300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。 simatic人机界面(hmi)从s4
‑
300中取得数据，s4
‑
300按用户指定的刷新速度 传送这些数据。s4
‑
300操作系统自动地处理数据的传送；cpu的智能化的诊断系 统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例如：超时，模块 更换，等等)；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未 经允许的复制和修改；s4
‑
300 plc设有操作方式选择开关，操作方式选择开关 像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，s4
‑
300 plc可通过编程软件step 4 的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。s4
‑
300 plc具有 多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接as
‑
i总线接口和工业以太 网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口(mpi)集 成在cpu中，用于同时连接编程器、pc机、人机界面系统及其他simatic s4/m4/c4 等自动化控制系统。
[0102]
本plc控制器内设有通信模块，通过5g移动网络与控制中心的主机组成网 络，维修人员的手机上可以安装app，通过无线网接收所述plc控制器的电阻值 信号，以便当电阻不在合理范围时，维修人员在接到信号后，去现场查看。
[0103]
本发明的工作过程如下，
[0104]
将本装置安装好，先将所述plc控制器内设定好所述引下线5的电阻阈值， 所述plc控制器给所述电机15以及所述接地引下线导通电阻测试仪2发出开启 信号，所述电机15旋转，带动电机15输出端的齿轮16旋转，所述齿轮16与所 述齿条17啮合，在啮合力的作用下，所述移动套14沿所述安装座1移动，与所 述移动套14通过所述螺栓11固定连接的所述移动触头10与所述接线柱6抵接； 此时，所述接地引下线导通电阻测试仪2通过所述辅助导线3、导线、所述移动 触头以及所述接线柱6组成测量所述引下5电阻的回路；所述接地引
下线导通电 阻测试仪2可以将所述引下线5的电阻测量出来；所述接地引下线导通电阻测试 仪2将测得电阻传给所述plc控制器；所述plc控制器将接收到的引下线5电阻 值与设定的阈值进行比较，如果引下线5的电阻值大于阈值，则所述plc控制器 要发出报警信号，所述plc控制器通过5g移动网络将电阻值以及报警信号传给 控制中心，以便维修人员查看。
[0105]
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施 方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利 宗旨的前提下做出各种变化。
[0106]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领 域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离 本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此， 无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发 明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等 同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附 图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0107]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方 式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本 领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适 当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。