基于labview的接地電阻測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘 要：基于labview軟件平臺(tái)，在信號(hào)調(diào)理電路模塊、高精度數(shù)據(jù)采集卡及計(jì)算機(jī)等硬件資源的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一套針對(duì)接地測(cè)量?jī)x器設(shè)備檢驗(yàn)系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)接地電阻的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，再根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算出結(jié)果，最后結(jié)合存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以及顯示波形，與原有的接地儀器所測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：labview；接地測(cè)量?jī)x器；數(shù)據(jù)分析

引言

隨著電網(wǎng)接地裝置性能檢測(cè)方法的日益成熟，進(jìn)行接地裝置測(cè)量的儀器設(shè)備層出不窮，市場(chǎng)上魚(yú)龍混雜，目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的方法、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其性能要求進(jìn)行限定，也沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行入網(wǎng)檢測(cè)、校驗(yàn)，這就給接地裝置的準(zhǔn)確評(píng)估帶來(lái)了極大的隱患[1]。

該文章針對(duì)接地測(cè)量?jī)x器，研究設(shè)計(jì)了一套完整的校驗(yàn)系統(tǒng)，可以對(duì)接地裝置的電流、電壓、接地阻抗等方面進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，避免了由于測(cè)量設(shè)備的誤差所造成的錯(cuò)誤評(píng)價(jià)，消除了對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)極大的危害，保證了其性能和精度的要求。

1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)由硬件和測(cè)試分析軟件兩大部分組成，系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)如圖1所示。分析系統(tǒng)以 labview12.0為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，而軟件是虛擬儀器的核心部分，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖

系統(tǒng)軟件由控制底層硬件管理模塊與分析功能模塊組成，完成虛擬儀器特定的邏輯分析處理過(guò)程。硬件是虛擬儀器工作的基礎(chǔ)，主要由調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)組成，完成對(duì)被測(cè)信號(hào)的采集、傳輸、運(yùn)算處理及顯示測(cè)試結(jié)果等。

2 測(cè)量方法

圖2 接地電阻測(cè)量原理圖

該文章采用三極法進(jìn)行測(cè)量，接線原理圖如圖2所示，其中電位極處于實(shí)際的零點(diǎn)為區(qū)內(nèi)，在確定電位極位置時(shí)，可在接地體與電流極之間多個(gè)位置測(cè)量嘗試，而實(shí)際中常采用0.618法，即電位極到接地體的距離dGP是電流極到接地體距離dGC的0.618倍，而電流極到接地體的距離是根據(jù)接地網(wǎng)最大對(duì)角距離確定的，一般取dGC=（4～5）D，D為接地網(wǎng)最大對(duì)角距離[2]。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)的編制過(guò)程中采用了結(jié)構(gòu)化和模塊化編程的基本思路[3]。軟件應(yīng)用DAQ實(shí)現(xiàn)了硬件-NI數(shù)據(jù)采集卡與labview軟件之間的信號(hào)輸送，并開(kāi)發(fā)了一套高效、準(zhǔn)確的信號(hào)分析系統(tǒng)。軟件設(shè)計(jì)框圖如圖3所示。

圖3 軟件設(shè)計(jì)框圖

4 信號(hào)分析系統(tǒng)

信號(hào)分析系統(tǒng)主要是由三部分組成，分別是時(shí)域分析、頻域分析和相關(guān)性分析，通過(guò)分析可以得到電流、電壓信號(hào)的均值，再根據(jù)數(shù)學(xué)模型測(cè)量得到接地電阻的值[4]。分析系統(tǒng)前面板和程序框圖如圖4、圖5所示。

圖4 程序前面板

圖5 程序框圖

5 結(jié)束語(yǔ)

該文章針對(duì)接地電阻的測(cè)量，設(shè)計(jì)了一套基于labview的數(shù)據(jù)采集和信號(hào)分析與處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)的時(shí)域分析、頻域分析、相關(guān)性分析等[5]。系統(tǒng)利用labview軟件分析準(zhǔn)確和高效，對(duì)接地電阻進(jìn)行精確的測(cè)量。該系統(tǒng)同樣可以廣泛用于測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域，完成對(duì)信號(hào)的實(shí)時(shí)采集和處理。

參考文獻(xiàn)

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[5]張桐，陳國(guó)順，王正林.基于labview精通labview程序設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社：2008.

*通訊作者：張慶杰（1990-），男，河南省孟州市，西安工程大學(xué)碩士，研究方向?yàn)闄C(jī)電控制。