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更新时间:2025-12-29
浏览次数:14接地电阻的测量,并非测量一段导体的电阻,而是测量接地装置与远方“大地"之间流通电流的难易程度。其值主要取决于接地体的几何形状、尺寸、埋深以及周围土壤的电阻率分布。测试的基本原理是欧姆定律,但需要借助辅助电极来构建一个完整的测试回路。
核心原理:电压降法(三线/四线法)这是经典和基准的测量方法,要求在被测接地极(E)之外,打入两个辅助电极:电流辅助极(C)和电压辅助极(P)。
测试仪在接地极E和电流极C之间,注入一个已知频率和幅值的交流测试电流I(通常为非工频,如128Hz,以避开工频干扰)。
电流I经土壤从E流向C,在土壤中形成一个电场。
测量接地极E与电压极P之间的电位差(电压)U。
根据欧姆定律,仪器的初步测量值为 R = U / I,这个R代表的是E极与P极之间的土壤电阻。然而,我们要的是接地极E至“无穷远"或“远方地"的电阻(即真实接地电阻Re)。
通过调整电压极P的位置(例如,采用“0.618法"或“远离法",使P点处于E和C之间的零电位区域),可以让测量值R无限逼近真实的Re。现代智能仪表可以辅助判断或自动计算补偿。
其他测量方法:
两线法(简易法):适用于已存在一个已知且可靠的接地参考点(如自来水管、大型建筑物的基础接地体)。精度受参考点电阻影响大。
选择性地桩法:在复杂或多接地极并存的系统中,可以断开其他接地连接,单独测量某个接地极的电阻。
钳形法(无辅助极法):无需打入辅助电极,通过仪器钳口同时感测回路中的电压和电流来计算电阻。该方法要求被测接地极必须构成一个闭合的多点接地回路(如变电站接地网),且仅能测量整个回路的并联接地电阻,无法测量单个独立接地极的电阻。其优点是快速便捷,适用于定期检查。
一套典型的基准法接地电阻测试仪通常包括以下核心部分:
主机/测试单元:
信号发生与恒流源:产生特定频率的稳定交流测试电流,以克服大地中的极化效应和工频干扰。
高灵敏度测量单元:精确测量微弱的交流电压信号,并进行滤波和计算。
控制与显示单元:操作界面,用于选择测试模式、设置参数、显示电阻值、辅助电极连接状态及电池电量等。
附件系统:
测试线缆:通常包含用于连接E、P、C的三条或四条独立测试线。
接地探针(辅助电极):用于打入土壤的金属棒,通常随仪器配备。
钳形传感器(如为钳表):用于进行钳形法测量。
扩展功能:
土壤电阻率测试:通过四极法(温纳法)测量,可估算不同深度的土壤电阻率,为接地设计提供依据。
地电压测量:测量测试点存在的对地工频或其他干扰电压,评估其是否会影响测试。
数据存储与传输:存储多组测试数据,支持通过接口导出。
仪器广泛应用于电力系统(变电站、杆塔)、通信基站、建筑防雷、石油化工设施等的接地验收和定期检测。 以变电站接地网三极法测试为例的典型流程:
准备工作:查阅接地网图纸,了解大致范围和土壤情况。断开可能与地网连接但非测试目标的临时线路。确保测试区域无地下金属管道等未知导体。
电极布设:按照仪器说明书或规范要求(如DL/T 475),通常采用直线布设法。
将电流极C沿与接地网边缘垂直的方向,打入距离接地网中心点dGC(通常为地网对角线长度的3-5倍)处的土壤中。
将电压极P打入E与C的连接线上,距离接地网中心点dGP处。理论上,当dGP约为0.618dGC时,测量值接近真实值。
接线与测量:将测试线分别牢固连接至接地网测试点(E)、电压极(P)和电流极(C)。打开仪器,选择三线法模式,启动测试。待读数稳定后记录。
移动电压极验证:为了验证结果的可靠性,可在保持电流极不动的情况下,将电压极向两侧(如±10% dGP)移动少量距离进行复测,若几次测量值接近,说明测量结果有效。
数据记录与分析:记录测量值、测试日期、天气、土壤状况,并与设计值、规程允许值及历史数据比较。
在评估和选择接地电阻测试仪时,可关注以下方面:
测试方法与兼容性:仪器支持哪些测试方法(两线、三线、四线、选择性地桩、钳表法),是否能满足不同类型接地系统的测试需求。
测量范围与精度:电阻和土壤电阻率的测量范围及在该范围内的基本精度。
抗干扰能力:仪器采用的测试频率、滤波技术及地电压测量范围,决定了其在工频电磁场干扰较强的变电站等场所的测量稳定性。
辅助功能完善性:是否集成土壤电阻率测试、地电压测试、数据存储等功能。
操作便捷性与安全性:界面是否清晰,接线标识是否明确,是否具备完善的误接线报警或保护功能。
便携性与供电:仪器的重量、体积、是否采用电池供电及续航能力,对需要长距离布设电极的现场测试很重要。
武汉特高压电力科技有限公司专注于电气安全测试领域的技术服务。接地电阻测试仪作为连接“人工接地体"与“自然大地"之间电气性能的评估桥梁,将抽象的接地有效性转化为具体的数值表征。通过科学规范的测量与持续的趋势跟踪,能够为接地系统的设计验证、状态评估和隐患治理提供量化依据,从而在雷电与故障来临前筑牢安全防线,保障各类设施和人员的安全。


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