測量回路電阻值是電力工程項(xiàng)目交接和預(yù)防試驗(yàn)必要的檢測步驟。 在電力系統(tǒng)運(yùn)維和管理工作中，手持回路電阻測試儀不僅能在保證短路器安全運(yùn)行的情況下實(shí)時檢測待測位置的電阻值，還可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場檢測和隨用隨測。 測試儀具有大電流輸出、抗干擾能力強(qiáng)、使用壽命長的優(yōu)勢。

1 研發(fā)背景

1.1 當(dāng)前設(shè)備使用不便捷

當(dāng)前市場上的電阻測量儀主要為開關(guān)觸點(diǎn)接觸測量儀、微歐姆電阻測量儀和回路電阻儀，其中前 2 種測試儀運(yùn)行過程中需要保證具有較大的電流恒流源，電流值通常高達(dá) 100A、200A 甚至以上，且電流恒流源的獲得只能通過高頻開關(guān)電源和大電流變壓器，才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的大電流恒流效果。 但這些測試儀測試電流較大，測試時間長，因此對被測電阻有溫升的影響，降低了測量的精度。 而傳統(tǒng)的回路電阻測量儀又由于儀器笨重體量大，項(xiàng)目現(xiàn)場驗(yàn)收過程中需要耗費(fèi)大量人力物力進(jìn)行搬運(yùn)，為項(xiàng)目驗(yàn)收帶來不必要的困擾，所以為了滿足電氣設(shè)備項(xiàng)目交接驗(yàn)收的便利性，研發(fā)手持式回路電阻測量儀是非常必要的。

1.2 電力電子技術(shù)發(fā)展迅速

伴隨我國電子科技的快速發(fā)展， 基于 5G 網(wǎng)絡(luò)加持的 AI 智能化應(yīng)用也越來越便捷， 在當(dāng)前電子技術(shù)優(yōu)勢下強(qiáng)化了手持測試儀電池效率管理模塊，并著重對手持測試儀中電池維護(hù)分析、智能快充分析、智能放電分析和電池溫度管理系統(tǒng)進(jìn)行了升級和管控，經(jīng)過電子智能升級后的電池壽命和效率都有較大提升，這也為促成手持回路測阻儀能夠適應(yīng)多場所運(yùn)用奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)。

2 測試原理

手持回路電阻測試儀測量方法采用以四線制測量法為主，由石墨烯電池板提供脈寬調(diào)制式高頻電源保障運(yùn)行過程中持續(xù)提供≥100A 的穩(wěn)定電流。 將儀器接入待測電路按下測量鍵后，高頻開關(guān)電源輸出測試電流（100A），同時采集待測電路中的電壓輸入端與內(nèi)部電流分流器的電壓，采集信號經(jīng)過系統(tǒng)放大器放大后，通過 A/D 轉(zhuǎn)換器對信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，隨后測試儀終端的微處理器將會對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，剩下有效數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理，*終得到輸入端電壓值和內(nèi)部電流并顯示到屏幕板。

在對待測電路進(jìn)行測試的時候，如果電流測試回路出現(xiàn)斷路或接觸**的情況，回路電阻測量儀就啟動智能自主判別任務(wù)，進(jìn)而對電流回路進(jìn)行電壓判別。 如果待測回路電阻值小于 400μΩ 時，測量的*小分辨率為 0.1μΩ；如果待測回路電阻值大于400μΩ 時，測量的*小分辨率為 1μΩ。

3 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

3.1 供電電源

手持儀器采用可反復(fù)充電的石墨烯電池供電，為保護(hù)電池壽命和儀器性能， 運(yùn)用電子 AI 技術(shù)對電源管理系統(tǒng)進(jìn)行了合理升級。 在電流輸入端對輸入電流施加濾波設(shè)計(jì)，防止多余波段對儀器分析進(jìn)行干擾并避免電量浪費(fèi)；對電流輸出端進(jìn)行保護(hù)設(shè)計(jì)，防止較高電流或短路現(xiàn)象出現(xiàn)對手持儀器電池?zé)龤В贿\(yùn)用 AI 技術(shù)提升電源芯片的使用效率，達(dá)到增加儀器單次使用時長和延長電源壽命的目的。

3.2 大電流恒流源發(fā)生模塊

在大電流恒流源設(shè)計(jì)過程中， 運(yùn)用 PWN 和動態(tài)反饋技術(shù)來保障恒流源有完善的過壓過流保護(hù)。測量待測回路電阻過程中手持儀器需要穩(wěn)定的大電流恒流源， 筆者在儀器開關(guān)電源采用 PWM技術(shù)來保證高效、可靠地調(diào)節(jié)脈沖寬度，將輸入的9~12V 直流電壓轉(zhuǎn)換為 100A 的恒流源輸出， 且恒流電源輸出電流數(shù)值有 30A、50A、100A 三個檔次且都有儀器 CPU 統(tǒng)一輸出和調(diào)節(jié)。由于待測回路通常為微阻值電阻，為保障測量儀較高精細(xì)度和穩(wěn)定的測量分辨率，還需要動態(tài)反饋技術(shù)來幫助實(shí)現(xiàn)。

3.3 采樣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本測量儀采樣模塊主要包含為 4 類電路設(shè)計(jì)，包括平衡信號源的差分信號輸入電路；完成模擬信號交換的電壓、電流切換電路；保護(hù)數(shù)據(jù)采樣安全實(shí)施的端口保護(hù)電路；能夠捕捉 mv 信號的 AD7705型號加持的 AD 芯片采集電路。

4 研發(fā)過程中遇到的問題及解決方案

在項(xiàng)目測試過程中，筆者將手持回路電阻測試儀在使測試的過程中出現(xiàn)的問題及有效的應(yīng)對方案做了詳細(xì)記錄。

（1）接入電路后測試儀打開各表均不顯示數(shù)值或電流表不顯示數(shù)值微歐表*高位顯示 1。分析原因：交流電源處為斷路或者電路中未安裝保險管和熔斷，測量儀沒有運(yùn)轉(zhuǎn)。解決方案：在測量待測回路前應(yīng)該先對手持回路電阻測量儀是否有安全故障進(jìn)行排查，常見檢查內(nèi)容包含測試線是否安全無損壞、測試儀開關(guān)是否閉合等。

（2）測量過程中電壓信號未接通或電流表正常工作，微歐表*高位上顯示 1。

分析原因：測量回路的電壓夾與實(shí)際電壓夾位置不符，待測電阻實(shí)際阻值超出測量儀額定范圍。解決方案： 測量前檢查測量儀線路是否合格，并統(tǒng)一更換合格電源線，如果所測阻值較大且超出量程，可以利用萬能表測量電壓，這樣利用公式 R=U/I 計(jì)算得出。

（3）直流輸入電壓不足 190V，測試儀輸出電流不足 100A。

分析原因：測量儀線柱未夾緊且時常出現(xiàn)松動情況，及測試線夾與電源電源線接觸**。解決方案：更換新的測量夾，且連接接線柱時應(yīng)適當(dāng)用力確保通路。

（4）測量過程中實(shí)際值與測量顯示的數(shù)值存在誤差，微歐表數(shù)值異?；虺霈F(xiàn)負(fù)值。

分析原因：通過多次試驗(yàn)導(dǎo)致誤差出現(xiàn)的原因?yàn)椋弘妷盒盘柣芈方佑|**，信號采集經(jīng)常出現(xiàn)斷線情況；測量員錯誤使用測量夾進(jìn)行測量，接線柱接反；被測電阻自身接觸存在問題。

解決方案： 通過測試檢查工作確保整體線路正常。 如果測試值出現(xiàn)持續(xù)性波動，可以嘗試?yán)美y試線的方式降低互感量，提高測量過程穩(wěn)定性。

5 結(jié)束語

手持回路電阻測量儀有效繼承和突破了原有傳統(tǒng)回路電阻測量儀測量**的性能，同時又克服了傳統(tǒng)測量儀本身笨重、不便攜帶的缺陷，具有廣闊的市場前景和良好的實(shí)際應(yīng)用效果。