电气设备可靠接地对电力系统的安全具有重要意义，目前接地阻抗的测量主要靠人工长线布极，进行一次测量需要花费大量的时间和人力。针对这种现状，本公司基于在线监测大型地网理论，网络通信和嵌入式技术设计出一套接地阻抗在线监测系统，实现定时定点测量，命令测量及手动按钮测量三种测量方式。该系统的测试终端能够自动测量接地阻抗，终端的测量结果通过网络自动上传，监测人员只需操作软件即可完成测量过程。提供通信功能，可根据具体测量场合可以传输形式，本系统在测试时采用有线方式或无线方式通过RS485总线链接测量终端设备和计算机。
1）具有定时测量，命令测量，手动测量三种方式。
2）结构紧凑，操作简单。
3）通信线路根据不同场合具有RJ45有线局域网，CDMA无线广域网，RS485总线链接，串口等多样性。
4）具有测量精度高，抗干扰能力强。
5）自动测量阻抗并储存。
6）测量数据超出正常范围时控制中心自动报警。
7）设有错误处理单元，针对突发的通信故障而设计方案使系统运行稳定。
阻抗测量范围： 0~200Ω
分辨率： 0.001Ω
测量误差：： ±（读数×1％+0.001Ω）
抗工频电压干扰能力：20V工频干扰电压带来的误差仅为0.002Ω
测试电流波形： 正玄波
测试电流频率： 45Hz 、55Hz步进频率
最大输出电流： 1A～5A（可选）
最大输出电压： 100V
测量线规格： 电流线铜芯截面积≥1.5mm2
电压线铜芯截面积≥0.2mm2
供电电源： AC220V±10％ 、50Hz
使用环境： 温度：-10℃~40℃ 相对湿度：＜90％
主机尺寸： 440×350×210 单位:mm
系统的接地阻抗测量原理图
图1：（电压电流法测量原理图）
图2：（0.618法和等腰三角形测量原理图）
其中，C2为待测接地点，P和C1为两个辅助桩。I为交流电流源，V为极间电势差。通过测量接地回路C1-C2电流和C2相对P的电势便可得到阻抗值 。但实际测量环境复杂多变，有诸多影响电流电压测量的因素，比如大地的集肤效应，大地回路中的地电流干扰，特定自然环境的外加电场，测量环境温度，湿度，土质特性，接地桩测试点的接触状况都会对阻抗测量造成影响。若不考虑这些影响，将导致测量误差大甚至完全错误。电压电流法是以电场的方式来测量，插入地桩的电势的大小是决定测量结果的主要因素。为了屏蔽辅助桩和测试接地点间的极间电场影响，必须注意测试点和辅助桩间的相对位置。接地阻抗的测量大都采用0.618法和等腰三角形法，它们适用于被测接地装置中心位置明确，接地装置周围地势平坦、土壤阻抗率均匀的测试场合。三个接地桩的相对位置如图2：0.618法中d1/d2在0.618附近,d1为测试点C2所在地网边缘外即可，等腰三角形法中d1与d2相等，为C2所在地网边缘外即可，辅助桩与测试点距离越远，极间电场叠加越弱，影响越小。0.618法和等腰三角形法都是以电压电流法为理论基础的具体实现方式。
系统由硬件和监测软件两部分组成。硬件部分称为下位机，主要负责接地阻抗的自动测量，测量数据的计算，阻抗值的显示以及与上位机（计算机）间的数据传送。下位机提供定时定点测量，手动按键测量和上位机命令测量三种方式，以满足自动测量，本地人工测量和远程监控测量三种需求。上位机安装监控所有下位机的监测软件，通过与下位机间的通信得到测量数据，发送测量命令和校时同步命令等。系统组成如图3：
图3接地阻抗在线监测系统框图
图4下位机结构图
由图3、图4可见，下位机的测量数据都可以经通信线路传给计算机监控中心，计算机中心也可以通过发送测量命令的方式对测量终端进行控制。这样就能实现远端测试。上位机装载的监测软件由VC++编写，有良好的人机交互界面，管理人员通过简单的操作就可以得到当前接地阻抗值。也可以设置软件的工作方式实现定时指定下位机自动测量阻抗并储存，当测量数据超出正常范围时监控中心自动报警。本系统在测试时采用有线方式通过RS485总线连接测量终端设备和计算机。
1）主机
2）收发模块
3）监控软件
4）接收模板
5）通讯规范机
6）云端服务器
