[理学]接地电阻的测量.ppt

第 五章 接地电阻的测量 一、测量接地电阻的基本原理 根据接地电阻的意义，接地电阻是电流I经接地体流入大地时接地电位U和I的比值。因此，为了测量接地电阻，首先在接地体上注入一定的电流，这就需要设置一个可提供电流回路的电流极，并用电流表测出该电流，而为了用电压表测出接地电极的电位，则需要设置一个能测出无穷远零位面处电位的电压极，如图5-1所示。 为简化计算，设接地体为半球形，在距球心X处的球面上的电流密度为 式中 J-——距球心为X处的球面上电流密度； I——接地体入地的电流； 三极法是接地电阻测试中使用最多和最普遍的方法。三极指的是被测接地体、测量用的电压极、测量用的电流极。 根据这三极分布的位置可以分为： 直线三极法（电极为直线布置） 夹角法（电极为三角形布置） 前面提到测量接地电阻需要设置一个能测出无穷远零位面处电位的电压极，但是由于电压极不可能设在真正的无穷远处，而电流极的存在又会使地中的电流场发生畸变从而影响到地面的电位分布，所以接地电子的测量会存在误差。由此可见，合理地设置电流极和电压极是接地电阻测量的关键。 1.电极为直线布置 为寻求接地电阻的正确测量方法，先以半球形接地电极为例来讨论均匀土壤中接地电极和电流极连线上的地面电位分布。 如图5-3所示，取半球形接地电极G的半径为a，将电流极C用一个半径为ac的半球取代，电流自G流入，C流出。 则应用叠加原理可写出在CG连线中间或CG延长线上任一点x的电位Vx为： 由此可知，在CG连线的中间， 当DxG=DxC时，有Vx=0； 当DxGDxC时，Vx为正值，其值随DxG的减小逐渐增大，在x抵达接地电极表面，即DxG=a，DxC= DGC–a，可达最大值VG： 当DxGDxC时，Vx为负值，其值随DxG的增大逐渐降低，在x抵达电流极表面，即DxG= DGC–ac, DxG= ac时，达负的最大值Vc 在CG连线的延长线上，则只有当DxG→∞时，才有Vx→0。 图5-4（a）给出了CG连线上各点的地面电位分布图。为便于比较，图5-4（b）还画出了在没有电流极时的地面电位分布，此时相应的电极电位显然为 实验步骤如下： （1）按图5-2接好试验接线，并检查无误。 （2）用调压器升压，并记录相对应的电压和电流值，直至升到预定值，比如60A，并记录对应的电压值。 （3）将电压极2沿接地体和电流极方向前后移动三次，每次移动的距离为d13的5%左右，重复以上试验；三次测得的接地电阻值的差值小于5%时即可。然后取三个数的算术平均值，作为接地体的接地电阻。 图5-8是消除电压线和电流线之间互感影响的四极法的原理接线图。图中的四极是指被测接地装置1、测量用的电压极2、电流极3以及辅助电极4。 在使用四极法时应注意，辅助电极离地网的距离不能过近，否则将使测量误差大大增加。在实际测量中辅助电极可打在离地网边缘 地网对角线长度处。 六、现场接地电阻测量经验点滴 6.1、错误的测试操作 根据观查，在测量接地电阻方面常出现的不正确操作有以下几种。 电流极和电压极打在接地网以内 某学者曾到一个大型工厂讲课，在讲课之前访问了工厂电气试验班，参看了试验人员所做的避雷针接地电阻的试验报告。发现他们的所谓测量结果根本不是避雷针的接地电阻，只能是避雷针与工厂接地网之间的连接电阻。因为他们测量时打的电流、电压辅助极都位于工厂接地网之内，还没有超出接地网的范围。测量电流只在接地网内流，还没有流入周围土壤中。没有掌握正确的测量方法，不单是测不准的问题，而是测得的根本就不是接地电阻。所测的只能是避雷针与接地网之间的连接地电阻。 不管接地网大小，都按40m和20m测量 不少人在测量接地电阻时不问接地网的大小，都按接地仪器仪表的说明书操作。仪表所带电流极和电压极的导线分别只有40m和20m，所打电流极和电压极也只有40m和20m远。 对于接地装置对角尺寸不大于10m的小接地网，电流极和电压极采用40m和20m是可以的。但对于大型接地网，测量误差就大了。 缺乏寻找零电位的操作 不少测量者只采用电压极的一个位置，测量一个接地电阻的数值，就万事大吉。他们没有通过电压极的移动来寻找零电位，所得结果是否正确，有多