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接地電阻測量方法及原理圖解
2017-6-8 閱讀(7695)
接地電阻測量方法及原理圖解：
地線的主要作用有：電源回路,、保護(hù)人體免受電擊,，此外還可屏蔽設(shè)備內(nèi)部電路免受外界電磁干擾或防止干擾其他設(shè)備。
設(shè)備接地的方式通常是埋設(shè)金屬接地樁、金屬網(wǎng)等導(dǎo)體，導(dǎo)體再通過電纜線與設(shè)備內(nèi)的地線排或機(jī)殼相連。當(dāng)多個(gè)設(shè)備連接于同一接地導(dǎo)體時(shí),，通常需安裝接地排，接地排的位置應(yīng)盡可能靠近接地樁,，不同設(shè)備的地線分開接在地線排上,，以減小相互影響。
通常,，設(shè)備的接地電阻應(yīng)盡可能地小,，設(shè)備說明書上應(yīng)給出對接地電阻的要求,。設(shè)備的接地電阻包括了從設(shè)備內(nèi)地線排到機(jī)房總地線排連線電阻、總地線排至接地樁的電阻,、接地樁與大地間的電阻（地阻）以及彼此間的連接電阻,，通常情況下，接地樁與大地間的電阻（地阻）是其中zui主要的可變部分,，除地阻外的其它部分總電阻在多數(shù)情況下總是小于1Ω,。
一、地阻的測量原理
影響接地電阻的因素很多：接地樁的大?。ㄩL度,、粗細(xì)）、形狀,、數(shù)量,、埋設(shè)深度、周圍地理環(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，利用儀表對地電阻進(jìn)行測量是*的,，常用的測量儀器是手搖式地阻表和鉗形地阻表,。
1．手搖式地阻表測量原理
手搖式地阻表是一種較為傳統(tǒng)的測量儀表，它的基本原理是采用三點(diǎn)式電壓落差法,，如圖1所示,。其測量手段是在被測地線接地樁（暫稱為X）一側(cè)地上打入兩根輔助測試樁，要求這兩根測試樁位于被測地樁的同一側(cè),，三者基本在一條直線上,，距被測地樁較近的一根輔助測試樁（稱為Y）距離被測地樁20 米左右，距被測地樁較遠(yuǎn)的一根輔助測試樁（稱為Z）距離被測地樁40米左右,。測試時(shí)，按要求的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動搖把,，測試儀通過內(nèi)部磁電機(jī)產(chǎn)生電能,，在被測地樁X和較遠(yuǎn)的輔助測試樁（稱為Z）之間“灌入”電流，此時(shí)在被測地樁X和輔助地樁Y之間可獲得一電壓,，儀表通過測量該電流和電壓值,，即可計(jì)算出被測接地樁的地阻。
2．鉗形地阻表測量原理
鉗形地阻表是一種新穎的測量工具,，它方便,、快捷,，外形酷似鉗形電流表，測試時(shí)不需輔助測試樁,，只需往被測地線上一夾,，幾秒鐘即可獲得測量結(jié)果，極大地方便了地阻測量工作,。鉗形地阻表還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是可以對在用設(shè)備的地阻進(jìn)行在線測量,，而不需切斷設(shè)備電源或斷開地線。
電路中E和I旁的圓環(huán)表示鉗形地阻表的環(huán)形卡口,，Rx為被測地線樁的地阻,，R1、R2 ．．． Rn為分布式接地系統(tǒng)中其它接地點(diǎn)的地阻,。該圖可以進(jìn)一步等效為圖3,。測量時(shí)，鉗形地阻表利用電磁感應(yīng)原理通過其前端卡口（內(nèi)有電磁線圈）所構(gòu)成的環(huán)向被測線纜送入一恒定電壓E,，該電壓被施加在圖3所示的回路中,，地阻表可同時(shí)通過其前端卡口測出回路中的電流I，根據(jù)E和I,，即可計(jì)算出回路中的總電阻,，即： E／I＝Rx＋ 1／（1／R1＋1／R2＋ ．．． ＋1／Rn）
1／（1／R1＋1／R2＋ ．．． ＋1／Rn）為R1、R2 ．．． Rn并聯(lián)后的總電阻 在分布式多點(diǎn)接地系統(tǒng)中,，通常有Rx ＞＞ 1／（1／R1＋1／R2＋ ．．． ＋1／Rn）,， “＞＞”意為“遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于”假設(shè)上述條件成立，則被測地阻Rx＝E／I,。
事實(shí)上,，鉗形地阻表通過其前端卡環(huán)這一特殊的電磁變換器送入線纜的是1．7kHz的交流恒定電壓，在電流檢測電路中,，經(jīng)過濾波,、放大、A／D轉(zhuǎn)換,，只有1．7kHz的電壓所產(chǎn)生的電流被檢測出來,。正因這樣，鉗形地阻表才排除了商用交流電和設(shè)備本身產(chǎn)生的高頻噪聲所帶來的地線上的微小電流,，以獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果,，也正因?yàn)槿绱耍Q形地阻表才具有了在線測量這一優(yōu)勢,。實(shí)際上,，該表測出的是整個(gè)回路的阻抗，而不是電阻，不過在通常情況下他們相差極小,。鉗形地阻表可即刻將結(jié)果顯示在LCD顯示屏上,，當(dāng)卡口沒有卡好時(shí)，它可在LCD上顯示“open jaw”或類似符號,。
由于鉗形地阻表的特殊結(jié)構(gòu),，使它可以很方便地作為電流表使用，很多這類儀表同時(shí)具有鉗形電流表的功能,。另一方面,，雖然鉗形地阻表測試時(shí)使用一定頻率的信號以排除干擾，但在被測線纜上有很大電流存在的情況下,，測量也會受到干擾,，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)一步測量地阻,。有些儀表在測量地阻時(shí)自動進(jìn)行噪聲干擾檢測,，當(dāng)干擾太大以致測量不能進(jìn)行時(shí)會給出提示。
二,、鉗形地阻表測量注意事項(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量原理*不同。手搖式地阻表在使用時(shí),，應(yīng)將接地樁與設(shè)備斷開,，以避免設(shè)備自身接地體影響測量的準(zhǔn)確性，手搖式地阻表可獲得較高的精度,，而不管是單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地系統(tǒng),；對于鉗形地阻表，其的應(yīng)用是用在分布式多點(diǎn)接地系統(tǒng)中,，此時(shí)應(yīng)對接地系統(tǒng)的所用接地樁依次進(jìn)行測量,，并記錄下測量結(jié)果，然后進(jìn)行對比,，對測量結(jié)果明顯大于其它各點(diǎn)的接地樁,，要著重檢查，必要時(shí)將該地樁與設(shè)備斷開后用手搖式地阻表進(jìn)行復(fù)測,，以暴露出不良的接地樁,。
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：鉗形地阻表測出的電阻值是回路中的總電阻,，只有Rx ＞＞1／（1／R1＋1／R2＋ ．．． ＋1／Rn）時(shí)，該阻值才近似于我們要測的接地樁地阻,，而這個(gè)條件,，在很多情況下,，尤其是在單點(diǎn)接地系統(tǒng)中是不滿足的。對于已埋設(shè)好而尚未與設(shè)備連接的開路接地樁,，其地阻根本不能用該儀表進(jìn)行測量,。鉗形地阻表在使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1．注意是否單點(diǎn)接地，被測地線是否已與設(shè)備連接,，有無可靠的接地回路,。
開路接地樁，不能測量,；接地回路不可靠,，測量結(jié)果不準(zhǔn)確（偏高）。我們在實(shí)際使用中曾遇到過這種情況,，在我局F150模塊局驗(yàn)收中,，我們曾使用這種儀表進(jìn)行接地線地阻檢查。
我們用鉗形地阻表分別在A,、B,、C三處進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)許多局地阻偏高,，尤其是C位置,，許多局超過50Ω，有些局高達(dá)120Ω,，于是開始懷疑測量結(jié)果不準(zhǔn)確,，后用老式的三點(diǎn)式測試法進(jìn)行復(fù)測證實(shí)了這一點(diǎn)。在這種情況下,，由于MDF架除地線外只有架底膨脹螺絲接地,，膨脹螺絲插入室內(nèi)地面不足10cm，其接地電阻必然很大,，在C位置測得的回路總電阻其中包含此電阻,，此時(shí)鉗形地阻表工作原理中所提的假設(shè)條件不能滿足，故而導(dǎo)致測量結(jié)果有較大偏差,。
2．注意測量位置,，選取合適的測量點(diǎn)
選取的測量點(diǎn)不同，測得的結(jié)果是不同的,，如在圖4中的A,、B、C三點(diǎn)測得的結(jié)果是不同的,，而且差別很大,，根據(jù)鉗形地阻表的工作原理，這不難理解，這就要求在使用中要對測量點(diǎn)的選取加以注意,。測量有時(shí)會遇到無處可夾的情況,，在條件允許的情況下，可暫斷開原地線連線,，臨時(shí)接入一段可夾持的跳線進(jìn)行測量,。
3．注意“噪聲”干擾
地線上較大的回路電流對測量會造成干擾，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確,，甚至使測試不能進(jìn)行,，很多儀表在這種情況下會顯示出“Noise”或類似符號。
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