接地電阻測(cè)儀的原理及計(jì)算方法

近年來(lái)，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,發(fā)生接地故障時(shí)經(jīng)地網(wǎng)流散的電流愈來(lái)愈大,地網(wǎng)的電位也隨之升高,由于接地措施的缺陷而造成的事故也屢有發(fā)生,接地問(wèn)題已得到人們的普遍重視。接地的目的是為了在正常、事故以及雷擊的情況下,利用大地作為接地電流回路的一個(gè)組件,從而將設(shè)備接地處限制為所允許的接地電位。當(dāng)有電流通過(guò)接地極流人地中時(shí),設(shè)備接地處的電位會(huì)相當(dāng)高,雷擊時(shí)瞬時(shí)電位甚至可達(dá)幾萬(wàn)伏。接地電阻的大小直接關(guān)系到設(shè)備安全和人身安全。其大小除和大地的結(jié)構(gòu)、土壤的電阻率有關(guān)外,還和接地極的幾何尺寸及形狀有關(guān),在雷電沖擊電流流過(guò)時(shí)還和流經(jīng)接地極的沖擊電流的幅值和波形有關(guān)。1998年實(shí)施的我國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《交流電氣裝里的接地》中規(guī)定了交流標(biāo)稱電壓500kV及以下發(fā)電、變電、送電和配電電氣裝置以及建筑物電氣裝置的接地要求和方法。各種接地電阻的實(shí)際值需要在地網(wǎng)鋪設(shè)完畢后通過(guò)實(shí)測(cè)得出。大中型發(fā)、變電站的接地電阻測(cè)量普遍采用電壓電流表法，并用工頻交流電源供電（即220—380V電源經(jīng)隔離變壓器供電）。小型發(fā)、變電站的接地電阻一般采用接地電阻測(cè)量?jī)x測(cè)量。接地電阻測(cè)的基本原理，接地電流在地中流散時(shí)地中的電位分布。接地電流腸通過(guò)接地極以半球面形狀向地中流散時(shí),地中的電位分布曲線如圖1所示，從圖中可以看出,愈靠近接地極E,散流電阻愈大，電位愈高。試驗(yàn)表明，在離開(kāi)單根接地極或接地短路點(diǎn)20m以外的地方，散流電阻已近于零，也即電位趨近于零。接地電阻的測(cè)量就是利用了這一結(jié)論。接地電阻測(cè)儀的原理及計(jì)算方法測(cè)量接地電阻的基本原理是利用歐姆定律。根據(jù)歐姆定律,接地極的接地電阻風(fēng)d等于其電位Ujd與擴(kuò)散電流Ijd的比值。即Rjd二Usd/Isd。要想測(cè)童接地電阻的值，必須首先給接地極注人一定大小的電流，從而需要設(shè)置一個(gè)能構(gòu)成電流回路的電流極C,并用電流表加以測(cè)定。同時(shí),為了用電壓表測(cè)出接地極的對(duì)地電位,還需要設(shè)置一個(gè)能反應(yīng)零電位的電壓極P。通過(guò)測(cè)量電壓和電流來(lái)獲得接地電阻。根據(jù)實(shí)踐,在離開(kāi)單根接地極或接地短路點(diǎn)E20m以外的地方,散流電阻已近于零,也即電位趨近于零,電壓極P可設(shè)置在離接地極E20m以外的區(qū)域,電流極C和電壓極P的距離也要大于ZOm。當(dāng)采用直線型布置測(cè)量時(shí)接地極、電壓極和電流極的位置和電位分布如圖2所示。實(shí)際側(cè)量時(shí)，以120rm/in的速率搖動(dòng)手柄，使接地極上產(chǎn)生對(duì)地電壓U,d,接地電流從接地極流人，經(jīng)過(guò)大地,從電流極流出。電壓極上沒(méi)有電流流過(guò)。因?yàn)殡妷簶O與接地極和電流極的距離均大于20m,電位為零，由此可得到所測(cè)量接地電阻為:風(fēng)d二叭d/毛d。zC一8型接地電阻測(cè)量?jī)x正是根據(jù)這一原理制成的。測(cè)t時(shí)可能出現(xiàn)的情況及其對(duì)測(cè)t結(jié)果的影響接地電阻測(cè)量的關(guān)鍵是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形、地質(zhì)和接地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),合理設(shè)置電流極和電壓極的位置,得出正確的測(cè)量結(jié)果。在實(shí)際測(cè)量時(shí)可能出現(xiàn)的情況是多種多樣的,要綜合考慮天氣、土質(zhì)不均勻等各方面因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。為了簡(jiǎn)化分析,我們假設(shè)土壤干燥且電阻率均勻,接地極E、電壓極P、電流極C呈直線型布置，僅考慮接地極E、電壓極P、電流極C的相互位置和接地極的形狀對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。數(shù)字接地電阻測(cè)試儀的工作原理及主要特點(diǎn)1、工作原理本表摒棄傳統(tǒng)的人工手搖發(fā)電工作方式，采用先進(jìn)的中大規(guī)模集成電路，應(yīng)用DC/AC變換技術(shù)將三端鈕、四端鈕測(cè)量方式合并為一種機(jī)型的新型接地電阻測(cè)量?jī)x。工作原理為由機(jī)內(nèi)DC/AC變換器將直流變?yōu)榻涣鞯牡皖l恒流，經(jīng)過(guò)輔助接地極C和被測(cè)物E組成回路，被測(cè)物上產(chǎn)生交流壓降，經(jīng)輔助接地極P送入交流放大器放大，再經(jīng)過(guò)檢波送入表頭顯示。借助倍率開(kāi)關(guān)，可得到三個(gè)不同的量限：0~2Q,0~20Q,0~200Q。2、使用范圍本表適用于電力、郵電、鐵路、通信、礦山等部門測(cè)量各種裝置的接地電阻以及測(cè)量低電阻的導(dǎo)體電阻值；本表還可測(cè)量土壤電阻率及地電壓。3、主要特點(diǎn)結(jié)構(gòu)上采用高強(qiáng)度鋁合金作為機(jī)殼，電路上為防止工頻、射頻干擾采用鎖相環(huán)同步跟蹤檢波方式并配以開(kāi)關(guān)電容濾波器，使儀表有較好的抗干擾能力。采用DC/AC變換技術(shù)將直流變?yōu)榻涣鞯牡皖l恒定電流以便于測(cè)量。允許輔助接地電阻在0~2KQ(RC),0~40KQ(RP)之間變化，