測量回路電阻值是電力工程項目交接和預(yù)防試驗必要的檢測步驟。 在電力系統(tǒng)運維和管理工作中，手持回路電阻測試儀不僅能在保證短路器安全運行的情況下實時檢測待測位置的電阻值，還可以實現(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，項目現(xiàn)場驗收過程中需要耗費大量人力物力進(jìn)行搬運，為項目驗收帶來不必要的困擾，所以為了滿足電氣設(shè)備項目交接驗收的便利性，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)多場所運用奠定了扎實基礎(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

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，防止多余波段對儀器分析進(jìn)行干擾并避免電量浪費；對電流輸出端進(jìn)行保護(hù)設(shè)計，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\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)計過程中， 運用 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)來幫助實現(xiàn)。

3.3 采樣系統(tǒng)的設(shè)計

本測量儀采樣模塊主要包含為 4 類電路設(shè)計，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際電壓夾位置不符，待測電阻實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：通過多次試驗導(dǎo)致誤差出現(xiàn)的原因為：電壓信號回路接觸**，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際應(yīng)用效果。