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接地電阻測量方法

瀏覽次數(shù):2731發(fā)布日期:2022-04-11

本公司生產(chǎn)的接地電阻測試儀在行業(yè)內(nèi)都*,以打造更好的“接地電阻測試儀“高壓設(shè)備供應(yīng)商而努力。


  接地電阻是表征接地裝置有效和可靠性的一項(xiàng)重要參數(shù),但由于接地電阻是以無窮遠(yuǎn)處為零電位參考點(diǎn)的,想找到既簡便又能夠較準(zhǔn)確的測出接地電阻的方法并非易事,經(jīng)過國內(nèi)外學(xué)者的不斷研究和改進(jìn),得出幾種較合理的接地電阻測量方法。 

(1)兩點(diǎn)法:兩點(diǎn)法是根據(jù)接地電阻的定義直接用伏安法測量,適用于小型接地裝置,例如金屬管道系統(tǒng)、且管道接頭未經(jīng)絕緣處理的單根垂直接地極的測量。兩點(diǎn)法測得的結(jié)果為待測接地極和測量電流極的接地電阻之和,因此要求被測接地電阻要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流極的電阻。這種方法可靠性和誤差都較大,現(xiàn)在電力系統(tǒng)已經(jīng)基本不再使用。 

(2)三點(diǎn)法:三點(diǎn)法是在兩點(diǎn)法的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)輔助電極,適用于小型接地裝置接地電阻的粗略測量。三點(diǎn)法測量接地電阻,采用兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電極,基于兩點(diǎn)法,分別測量兩實(shí)驗(yàn)電極和接地裝置之間的串聯(lián)接地電阻,通過求解得出接地極的接地電阻。 

(3)補(bǔ)償法:補(bǔ)償法測接地電阻60年代被提出,并逐漸得到認(rèn)可。至今為止,IEEE/GB等多個(gè)機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)推薦使用,但由于其需要反復(fù)測量,電位降曲線的繪制也相對困難,工作量大且不利于現(xiàn)場操作,國內(nèi)外研究人員通過不懈的努力以電位降法為基礎(chǔ)開發(fā)出了許多衍生方法,三極法就是其中一種。三極法是目前實(shí)際工作中最為常用的接地電阻測量方法,我國目前使用的0.618法和30°法就是其中兩種。三極法測量時(shí)導(dǎo)通待測接地體,并測得接地體和輔助電壓極之間的電位差,從而求得待測接地體的阻值。 

  在接地電阻的實(shí)際測量中會受到許多因素的干擾,如輔助電極、測量電極與被測電極之間的互感,測量導(dǎo)線之間的互感,雜散地電流的影響,土壤的水平分層和垂直分層導(dǎo)致的土壤電阻率變化,為了減小這些干擾對測量結(jié)果的影響,研究人員在三極法的基礎(chǔ)上有開發(fā)出了許多測量方法。 

(4)四極法:四極法是在三極法的基礎(chǔ)上在被側(cè)電極附近再插入一個(gè)輔助電壓極,這樣可以有效地消除引線上產(chǎn)生的互感。 

(5)大電流法:在接地體中,特別是變電站、發(fā)電廠的接地網(wǎng)中往往會存在較大的雜散電流,這些電流會對測量結(jié)果和計(jì)算結(jié)果引入誤差,降低測量的準(zhǔn)確度。  為了消除干擾電流的影響,國內(nèi)外普遍采用的是大電流法,在測量電流極中通過幾十安的大電流,提高信噪比以降低雜散電流對測量結(jié)果的影響。 

四極法和大電流法雖然可以有效的消除干擾,提高測量準(zhǔn)確度,但由于其操作時(shí)均需要提供功率較大的電源,一般是將一條配電線路切斷為測量設(shè)備供電,這樣不僅會影響該配電線路上用戶的日常工作和生活,而且由于停電時(shí)間的限制,不容易實(shí)現(xiàn)重復(fù)多次的測量。 

(6)變頻法:變頻法是近年來接地電阻測量方法研究的主要內(nèi)容之一,相比傳統(tǒng)方法,其有著明顯的*性。它注入電流小、電壓低、安全性好,并且可以有效地消除干擾電流的影響、提高了測量的準(zhǔn)確性,它還容易實(shí)現(xiàn)多次重復(fù)的測量,消除了偶然因素的影響,并且測量效率較高。

  接地線和接地體都使用金屬材料,統(tǒng)稱為接地裝置。電力部門按用途不同設(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)值就是接地體對大地零電位點(diǎn)的電壓和流經(jīng)接地體的電流的比值,即:

式中R——接地電阻 Ω

     U——電壓 V

     I——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接地體的電流為沖擊電流時(shí)求得的接地電阻值,它對通過雷電電流時(shí)的情況下很有研究價(jià)值;而工頻接地電阻是按通過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,測量出的接地電阻數(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)行測量,以鑒別其是否合格。

接地電阻的測量方法很多,這里僅介紹目前應(yīng)用普遍的接地電阻測量儀的技術(shù)特點(diǎn)及其使用方法。

1. 測試儀技術(shù)特點(diǎn)和使用方法

1.1  測試儀的技術(shù)特點(diǎn)

(1) 在儀器的檢流計(jì)回路內(nèi),接入了電容C1,使在測試時(shí)不受土壤電解電流的影響。發(fā)電機(jī)輸出頻率為110~115Hz,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測試的影響。

(3) 制造廠生產(chǎn)的儀器,如果設(shè)有4個(gè)端鈕的,還可用來測量土壤電阻率。該儀器還分B組和T組兩種類型,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0~50℃和相對濕度為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Ω

   I——計(jì)算用的接地故障電流 A

  對高土壤電阻率地區(qū),接地電阻的要求放寬后,尚應(yīng)滿足接觸電壓和跨步電壓的要求。1.2 測試儀測量簡單接地體的接地電阻的操作程序

(1) 使被接地極E′、電位探測針P′和電流探測針C′,依直線彼此相距20m插入地中,且電位探測針P′插于接地極E′和電流探測針C′之間(如圖1所示)。

(2) 用專用導(dǎo)線將各極與測試儀的相應(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。

(4) 測量開始,先將倍率開關(guān)S置于最大倍率,慢慢轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)的手柄,同時(shí)旋動“測量標(biāo)度盤"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“測量標(biāo)度盤"使指針指于中心線上。

(5) 如“測量標(biāo)度盤"的讀數(shù)小于1時(shí),應(yīng)將“倍率開關(guān)"置于較小倍數(shù),再重新調(diào)整“測 量標(biāo)度盤",以得到正確讀數(shù)。

(6) 用“測量標(biāo)度盤"的讀數(shù)乘以倍率標(biāo)度的倍數(shù),即為所測的接地電阻值。

1.3  測試儀測量中的注意事項(xiàng)

(1) 當(dāng)檢流計(jì)的靈敏度過高時(shí),可將電位探測針插入土壤的深度淺一些;當(dāng)檢流計(jì)靈敏度不夠時(shí),可沿電位探測針和電流探測針注水,使其所接觸的土壤濕潤。

(2) 當(dāng)用0~1/10/100Ω規(guī)格的測試儀(具有4個(gè)端鈕)測量小于1Ω的接地電阻時(shí),應(yīng)將C2、P2間連片打開,分別用導(dǎo)線聯(lián)接到被測接地體上(如圖2),以消除測量時(shí)連接導(dǎo)線電阻的附加誤差。

 

(3) 應(yīng)避免在雨后立即測量接地電阻。為了保證四季中接地電阻均能符合要求,最好在條件最差的季節(jié)進(jìn)行測量(即土壤干燥時(shí)進(jìn)行)。

(4) 測量時(shí)應(yīng)將接地裝置與避雷線斷開。

(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量

  接地網(wǎng)接地電阻測量的精確度,直接關(guān)系到正確判斷接地網(wǎng)的施工質(zhì)量,以及對運(yùn)行中的接地網(wǎng)是否還需進(jìn)行處理等問題。因此,提高測試的準(zhǔn)確性是很重要的,否則將會造成人力、物力的浪費(fèi)。

  接地網(wǎng)接地電阻測量的精確度,關(guān)鍵在于電流、電位探測針的位置選擇是否合適,如選擇不當(dāng),常會引起不可忽視的誤差。根據(jù)電流、電位探測針的布置方式,測量接地網(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),探測針布置如圖3所示。從接地網(wǎng)邊緣算起,至電位探測針的距離為d12,至電流探測針的距離為d13,通常取d13等于5D(D為接地網(wǎng)最大對角線長度),取d12約為2.5 d13。

  測量時(shí),將電位探測針沿接地網(wǎng)與電流探測針之連線方向上移動3次,每次移動距離約為 5% d13,如3次測得的電阻值互相接近,即認(rèn)為電位探測針的位置選擇得合適。

  如d13取4~5D有困難,在土壤電阻率較均勻的地區(qū),可取2D,d12取D;在土壤 電阻率不均勻的地區(qū)或城區(qū),d13可取3D,d12取1.7D。

2.2  30°夾角法

  采用30°夾角法時(shí),探測針布置如圖4所示,一般取d12- d13>2D,夾角θ≈3 0°,也應(yīng)移動電位探測針重復(fù)3次測量,使測得的電阻值接近即可。