接地電阻的測(cè)量方法

1、影響接地電阻的因素很多：接地極的大?。ㄩL(zhǎng)度、粗細(xì)）、形狀、數(shù)量、埋設(shè)深度、周?chē)乩憝h(huán)境（如平地、溝渠、坡地是不同的）、土壤濕度、質(zhì)地等等。為了保證設(shè)備的良好接地，利用儀表對(duì)接地電阻進(jìn)行測(cè)量是必不可少的，接地電阻的測(cè)量方法可分為：電壓電流表法；比率計(jì)法；電橋法。按具體測(cè)量?jī)x器及布極數(shù)可分為：手搖式地阻表法；鉗形地阻表法；電壓電流表法；三極法；四極法。在此主要介紹電壓電流表法。 一、電壓電流表法電壓電流表測(cè)量接地電阻法見(jiàn)圖4.圖中的電流輔助極是用來(lái)與被測(cè)接地電極構(gòu)成電流回路，電壓輔助極是用來(lái)測(cè)得被測(cè)接地電位。采用該方法保證測(cè)量準(zhǔn)確度的關(guān)鍵在于電流輔助極和電壓輔助極的位置要選擇適合。如在輔助電流極以

2、前，電壓表已有讀數(shù)，說(shuō)明存在外來(lái)干擾。按DL475-92接地裝置工頻物性參數(shù)的測(cè)量導(dǎo)則規(guī)定，當(dāng)大型接地裝置如110kV以上變電所接地網(wǎng)，或地網(wǎng)對(duì)角線D60m需要采用大電流測(cè)量，施加電流極上的工頻電流應(yīng)30A，以排除干擾減少誤差。（一）電壓電流三極直線法。電壓電流三極直線法是指電流極和電壓極沿直線布置，三極是：被測(cè)接地體、測(cè)量用電壓極和電流極，其原理接線如圖5所示。一般d13=（45）D，d12=（0.50.6）d13，D為被測(cè)接地裝置最大對(duì)角線長(zhǎng)度，點(diǎn)2可以認(rèn)為是處于的零點(diǎn)位。根據(jù)測(cè)量導(dǎo)則（DL475-92），如d13?。?5）D有困難，而接地裝置周?chē)耐寥离娮杪视直容^均勻時(shí)，d13可以取2D

3、，d12取D值。測(cè)量步驟如下：按圖4接線。記錄初始的電壓值V0.通電后，記錄電流值I1、電壓值V1.將電壓極沿接地體和電流極連接方向前后移動(dòng)3次，每次移動(dòng)的距離為d13的5%，記錄每次移動(dòng)后的電流和電壓數(shù)值，取3次記錄的電壓和電流值的算術(shù)平均值，作為計(jì)算接地體的接地電阻的電壓和電流值。（二）電壓電流三極三角形法。電極如圖6所示布置，一般取d13=d122D，夾角30度（或d23=1/2d12），測(cè)量步驟與電壓電流三極直線法相同。 二、手搖式地阻表測(cè)量原理手搖式地阻表是一種較為傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表，它的基本原理是采用三點(diǎn)式電壓落差法，其測(cè)量手段是在被測(cè)地線接地極（暫稱(chēng)為X）一側(cè)地上打入兩根輔

4、助測(cè)試極，要求這兩根測(cè)試極位于被測(cè)地極的同一側(cè)，三者基本在一條直線上，距被測(cè)地極較近的一根輔助測(cè)試極（稱(chēng)為Y）距離被測(cè)地極20米左右，距被測(cè)地極較遠(yuǎn)的一根輔助測(cè)試極（稱(chēng)為Z）距離被測(cè)地極40米左右。測(cè)試時(shí)，按要求的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，測(cè)試儀通過(guò)內(nèi)部磁電機(jī)產(chǎn)生電能，在被測(cè)地極X和較遠(yuǎn)的輔助測(cè)試極（稱(chēng)為Z）之間“灌入”電流，此時(shí)在被測(cè)地極X和輔助地極Y之間可獲得一電壓，儀表通過(guò)測(cè)量該電流和電壓值，即可計(jì)算出被測(cè)接地極的地阻。（一）鉗形地阻表測(cè)量原理。鉗形地阻表是一種新穎的測(cè)量工具，它方便、快捷，外形酷似鉗形電流表，測(cè)試時(shí)不需輔助測(cè)試極，只需往被測(cè)地線上一夾，幾秒鐘即可獲得測(cè)量結(jié)果，極大地方便了地阻測(cè)量工

5、作。鉗形地阻表還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)在用設(shè)備的地阻進(jìn)行在線測(cè)量，而不需切斷設(shè)備電源或斷開(kāi)地線。雖然鉗形地阻表測(cè)試時(shí)使用一定頻率的信號(hào)以排除干擾，但在被測(cè)線纜上有很大電流存在的情況下，測(cè)量也會(huì)受到干擾，導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。所以，按照要求，在使用時(shí)應(yīng)先測(cè)線纜上的電流，只有在電流不是非常大時(shí)才可進(jìn)一步測(cè)量地阻。有些儀表在測(cè)量地阻時(shí)自動(dòng)進(jìn)行噪聲干擾檢測(cè)，當(dāng)干擾太大以致測(cè)量不能進(jìn)行時(shí)會(huì)給出提示。三、地阻表測(cè)量注意事項(xiàng)從上面的介紹可以看出，鉗形地阻表和手搖式地阻表的測(cè)量原理完全不同。手搖式地阻表在使用時(shí)，應(yīng)將接地極與設(shè)備斷開(kāi)，以避免設(shè)備自身接地體影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，手搖式地阻表可獲得較高的精度，而不管是單點(diǎn)

6、接地和多點(diǎn)接地系統(tǒng)；對(duì)于鉗形地阻表，其最理想的應(yīng)用是用在分布式多點(diǎn)接地系統(tǒng)中，此時(shí)應(yīng)對(duì)接地系統(tǒng)的所用接地極依次進(jìn)行測(cè)量，并記錄下測(cè)量結(jié)果，然后進(jìn)行對(duì)比，對(duì)測(cè)量結(jié)果明顯大于其它各點(diǎn)的接地樁，要著重檢查，必要時(shí)將該地極與設(shè)備斷開(kāi)后用手搖式地阻表進(jìn)行復(fù)測(cè)，以暴露出不良的接地極。在單點(diǎn)接地系統(tǒng)中應(yīng)慎用鉗形地阻表，從它的工作原理中可以看出：鉗形地阻表測(cè)出的電阻值是回路中的總電阻，只有Rx1（1/R1+1/R2+.。+1/Rn ）時(shí)，該阻值才近似于我們要測(cè)的接地極地阻，而這個(gè)條件，在很多情況下，尤其是在單點(diǎn)接地系統(tǒng)中是不滿(mǎn)足的。對(duì)于已埋設(shè)好而尚未與設(shè)備連接的開(kāi)路接地極，其地阻根本不能用該儀表進(jìn)行

7、測(cè)量。鉗形地阻表在使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：注意是否單點(diǎn)接地，被測(cè)地線是否已與設(shè)備連接，有無(wú)可靠的接地回路。開(kāi)路接地極，不能測(cè)量；接地回路不可靠，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確（偏高）。注意測(cè)量位置，選取合適的測(cè)量點(diǎn)；選取的測(cè)量點(diǎn)不同，測(cè)得的結(jié)果是不同的，測(cè)量有時(shí)會(huì)遇到無(wú)處可夾的情況，在條件允許的情況下，可暫斷開(kāi)原地線連線，臨時(shí)接入一段可夾持的跳線進(jìn)行測(cè)量。注意“噪聲”干擾；地線上較大的回路電流對(duì)測(cè)量會(huì)造成干擾，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，甚至使測(cè)試不能進(jìn)行，很多儀表在這種情況下會(huì)顯示出“Noies”或類(lèi)似符號(hào)。接地線和接地體都使用金屬材料，統(tǒng)稱(chēng)為接地裝置。電力部門(mén)按用途不同設(shè)有各種接地裝置 ，如保護(hù)接地、工作接地和防雷

8、保護(hù)接地等。接地裝置的接地電阻包括：接地線電阻、接地體電阻、接地體和土壤的接觸電阻以及接地電流途徑的土壤電阻等。在上述各種電阻中，接地線和接地體的電阻很小，可以忽略不計(jì)。這樣，接地裝置的接地電阻的數(shù)值就是接地體對(duì)大地零電位點(diǎn)的電壓和流經(jīng)接地體的電流的比值，即：R= 式中  R接地電阻 U電壓  VI電流  A接地電阻有沖擊接地電阻和工頻接地電阻之分。沖擊接地電阻是按通過(guò)接地體的電流為沖擊電流時(shí)求得的接地電阻值，它對(duì)通過(guò)雷電電流時(shí)的情況下很有研究?jī)r(jià)值；而工頻接地電阻是按通過(guò)接地體的電流為工頻電流時(shí)求得的接地電阻。一般在不指明時(shí)，接地電阻均指工頻接地電阻而言，測(cè)量出的

9、接地電阻數(shù)值也是工頻接地電阻值，以便衡量其接地電阻是否符合規(guī)程要求。各種接地裝置對(duì)工頻接地電阻數(shù)值都有不同的要求，如表1所示。在接地裝置完工后或在運(yùn)行中，均需按規(guī)定進(jìn)行測(cè)量，以鑒別其是否合格。接地電阻的測(cè)量方法很多，這里僅介紹目前應(yīng)用最普遍的ZC8型接地電阻測(cè)量?jī)x的技術(shù)特點(diǎn)及其使用方法。1  ZC8型測(cè)試儀技術(shù)特點(diǎn)和使用方法1.1  ZC8型測(cè)試儀的技術(shù)特點(diǎn)(1) 在儀器的檢流計(jì)回路內(nèi)，接入了電容C1，使在測(cè)試時(shí)不受土壤電解電流的影響。(2) 發(fā)電機(jī)輸出頻率為110115Hz，并采用了由BG、D等組成的相敏整流環(huán)節(jié)，以避免市電雜散電流對(duì)測(cè)試的影響。(3) 制造廠生產(chǎn)的儀器，

10、如果設(shè)有4個(gè)端鈕的，還可用來(lái)測(cè)量土壤電阻率。該儀器還分B組和T組兩種類(lèi)型，B組適用于普通氣候條件，T組適用于亞熱帶的氣候條件，即可適合在環(huán)境溫度為050和相對(duì)濕度為98%以下的氣候條件使用。表1  各種接地裝置的工頻接地電阻要求值   注：1.R最干燥季節(jié)的接地電阻  I計(jì)算用的接地故障電流  A2  對(duì)高土壤電阻率地區(qū)，接地電阻的要求放寬后，尚應(yīng)滿(mǎn)足接觸電壓和跨步電壓的要求。1.2  ZC8型測(cè)試儀測(cè)量簡(jiǎn)單接地體的接地電阻的操作程序(1) 使被接地極E、電位探測(cè)針P和電流探測(cè)針C，依直線彼此相距20m插入地中，且電位探測(cè)針P插于接地

11、極E和電流探測(cè)針C之間(如圖1所示)。(2) 用專(zhuān)用導(dǎo)線將各極與測(cè)試儀的相應(yīng)端子連接，即E接E、P接P和C接C。(3) 將儀表放于水平位置，檢查檢流計(jì)的指針是否指于中心線上(即零線)，否則可用零位調(diào)整器將其調(diào)正指于中心線。圖1  ZC8型接地電阻測(cè)試儀使用接線圖(4) 測(cè)量開(kāi)始，先將倍率開(kāi)關(guān)S置于最大倍率，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)的手柄，同時(shí)旋動(dòng)“測(cè)量標(biāo)度盤(pán)”使檢流計(jì)的指針指于中心線。然后逐漸加快手柄的轉(zhuǎn)速，使其達(dá)到120r/min以上，調(diào)整“測(cè)量標(biāo)度盤(pán)”使指針指于中心線上。(5) 如“測(cè)量標(biāo)度盤(pán)”的讀數(shù)小于1時(shí)，應(yīng)將“倍率開(kāi)關(guān)”置于較小倍數(shù)，再重新調(diào)整“測(cè) 量標(biāo)度盤(pán)”，以得到正確讀數(shù)。(6)

12、 用“測(cè)量標(biāo)度盤(pán)”的讀數(shù)乘以倍率標(biāo)度的倍數(shù)，即為所測(cè)的接地電阻值。1.3  ZC8型測(cè)試儀測(cè)量中的注意事項(xiàng)(1) 當(dāng)檢流計(jì)的靈敏度過(guò)高時(shí)，可將電位探測(cè)針插入土壤的深度淺一些；當(dāng)檢流計(jì)靈敏度不夠時(shí)，可沿電位探測(cè)針和電流探測(cè)針注水，使其所接觸的土壤濕潤(rùn)。(2) 當(dāng)用01/10/100規(guī)格的測(cè)試儀(具有4個(gè)端鈕)測(cè)量小于1的接地電阻時(shí)，應(yīng)將C2、P2間連片打開(kāi)，分別用導(dǎo)線聯(lián)接到被測(cè)接地體上(如圖2)，以消除測(cè)量時(shí)連接導(dǎo)線電阻的附加誤差。圖2    消除連接導(dǎo)線電阻附加誤差的測(cè)量(3) 應(yīng)避免在雨后立即測(cè)量接地電阻。為了保證四季中接地電阻均能符合要求，最好在條件

13、最差的季節(jié)進(jìn)行測(cè)量(即土壤干燥時(shí)進(jìn)行)。(4) 測(cè)量時(shí)應(yīng)將接地裝置與避雷線斷開(kāi)。(5) 電流極、電壓極應(yīng)布置在與線路或地下金屬管道垂直的方向上。2  復(fù)雜接地體的接地電阻測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻測(cè)量的精確度，直接關(guān)系到正確判斷接地網(wǎng)的施工質(zhì)量，以及對(duì)運(yùn)行中的接地網(wǎng)是否還需進(jìn)行處理等問(wèn)題。因此，提高測(cè)試的準(zhǔn)確性是很重要的，否則將會(huì)造成人力、物力的浪費(fèi)。接地網(wǎng)接地電阻測(cè)量的精確度，關(guān)鍵在于電流、電位探測(cè)針的位置選擇是否合適，如選擇不當(dāng)，常會(huì)引起不可忽視的誤差。根據(jù)電流、電位探測(cè)針的布置方式，測(cè)量接地網(wǎng)的接地電阻可有以下幾種方法：2.1  5D/2.5D法采用5D/2.5D法時(shí)，探測(cè)針布置如圖3所示。從接地網(wǎng)邊緣算起，至電位探測(cè)針的距離為d12，至電流探測(cè)針的距離為d13，通常取d13等于5D(D為接地網(wǎng)最大對(duì)角線長(zhǎng)度)，取d12約為2.5 d13。圖3  5D/2.5D法測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻時(shí)探測(cè)針布置測(cè)量時(shí)，將電位探測(cè)針沿接地網(wǎng)與電流探測(cè)針之連線方向上移動(dòng)3次，每次移動(dòng)距離約為 5% d13，如3次測(cè)得的電阻值互相接近，即認(rèn)為電位探測(cè)針的位置選擇得合適