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接地電阻測試儀的發(fā)展與選用

發(fā)布時(shí)間:2011-10-18 來源:測控網(wǎng)

中心議題:
  • 探討接地電阻測試儀的發(fā)展與選用
  • 對新一代 GEOX 與 234 地阻儀介紹
  • 了解GEOX接地電阻儀特性

一、前言

接地電阻測試儀是檢驗(yàn)測量接地電阻的常用儀表,也是電氣安全檢查與接地工程竣工驗(yàn)收不可缺少的工具,近年來由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,因此接地電阻測試儀也滲透了大量的微處理機(jī)技術(shù),其測量功能,內(nèi)容與精度是一般儀器所不能相比的。目前先進(jìn)地電阻測試儀能滿足所有接地測量要求。運(yùn)用新式鉗口法,無需打樁放線進(jìn)行在線直接測量。一臺功能強(qiáng)大的地阻測試儀均由微處理器控制,可自動檢測各接口連接狀況及地網(wǎng)的干擾電壓、干擾頻率,并具有數(shù)值保持及智能提示等獨(dú)特功能。

二、接地電阻測試與發(fā)展


最初人們對接地電阻的測量是用伏、安法,這種試驗(yàn)是非常原始的。圖1是用安培計(jì)、伏特計(jì)的測量方法。在測定電阻時(shí)須先估計(jì)電流的大小,選出適當(dāng)截面的絕緣導(dǎo)線,在預(yù)備試驗(yàn)時(shí)可利用可變電阻R調(diào)整電流,當(dāng)正式測定時(shí),則將可變電阻短路,由安培計(jì)和伏特計(jì)所得的數(shù)值可以算出接地電阻。
    R地=U接地體/I入地
    式中U接地體──接地極電壓
    I入地──入地電流

 
伏安法測量地阻有明顯不足之處,第一:麻煩、繁瑣、工作量大,試驗(yàn)時(shí),接地棒距離地極為 20~50米,而輔助接地距離接地至少 40~100米。另外受外界干擾影響極大,在強(qiáng)電壓區(qū)域內(nèi)有時(shí)簡直無法測量。

五六十年代蘇聯(lián)的E型搖表取而代之了伏安法,由攜帶方便,又是手搖發(fā)電機(jī),因此工作量比伏安法簡單。七十年代國產(chǎn)接地電阻儀問世,如:ZC-28,ZC-29,無論在結(jié)構(gòu)、體積、重量、測量范圍、分度值、準(zhǔn)確性,都要勝于“E”型搖表。因此,相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)接地電阻儀都以上海六表廠生產(chǎn)的 ZC 系列為代表的典型儀器。上述儀器由于手搖發(fā)電機(jī)的關(guān)系,精度也不高。

八十年代數(shù)字接地電阻儀的投入使用給接地電阻測試帶來了生機(jī),雖然測試的接線方法同 ZC 系列沒什么兩樣,但是其穩(wěn)定性遠(yuǎn)比搖表指針式高得多。而真正接地電阻儀的一個創(chuàng)舉是在九十年代鉗口式地阻儀的誕生打破了傳統(tǒng)式測試方式。如法國 CA 公司生產(chǎn)的 6411 鉗式接地電阻測試儀稱得上接地電阻測試的一大革命,鉗式接地電阻測試最大特點(diǎn)是不必打輔助地棒,只要鉗住接地線或接地棒就能測出其接地電阻。上述地阻測試儀是屬單鉗口形式的,具有它的快速測試、操作簡單等優(yōu)點(diǎn),但也存在著精度不高的問題,特別是接地電阻在小于 0.7Ω 以下時(shí),無法分辨。再說單鉗口式地阻儀主要用于檢查在地面以上相連的多電極接地網(wǎng)絡(luò),通過環(huán)路地阻查詢各接地極接地情況,但不能替代整個網(wǎng)絡(luò)的工頻接地電阻測量。GEOX 雙鉗口接地電阻儀測量范圍和精度均有所提高,但由于鉗口法測量采用電磁感應(yīng)原理,易受干擾,測量誤差比較大,不能滿足高精度測量要求。最近引進(jìn)的意大利 HT 公司 234 數(shù)顯精密接地電阻儀比較完善地結(jié)合了傳統(tǒng)伏安法測量的特點(diǎn)與鉗口法新技術(shù)原理,再運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)儷成為當(dāng)代首屈一指的智能型接地電阻測量儀。具有精度高,功能齊全,操作簡便的特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于電力電信系統(tǒng),建筑大樓,機(jī)場,鐵路,油槽,避雷裝置,高壓鐵塔等接地電阻測量。目前在國內(nèi)郵電、電力、航空等行業(yè)都進(jìn)行了配置。
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三、HT234接地電阻儀特性

1.儀表功能


*雙線、三線、四線地電阻測量
*測量電壓U
*導(dǎo)線電阻測量及自動報(bào)零位校準(zhǔn)
*測量土壤電阻系數(shù)ρ

2.主要參數(shù)測量電壓:80Vρ

*測量電流:10mA
*測量頻率:125Hz
*范圍:0~1999Ω
*分辨率:0.01Ω
*精度:2%
 
3. 操作說明與測量


(1)操作說明(見下圖)
(2)測量(雙線地電阻測量)
雙線測量方法是很實(shí)用的,它具有簡便快速的特點(diǎn)(下圖所示)
圖3 中一根水管已被用作相關(guān)的接地,一般來說它的接地電阻是很小的,這樣就不必放線打樁了,測量步驟如下:

*短接測試線
*按 SAVE 鍵顯示字母K
*按 START 鍵,首先顯示測試導(dǎo)線阻值,然后顯示 0.00 表儀器已被校準(zhǔn)了,現(xiàn)在可進(jìn)行正常測量
*按 START 鍵進(jìn)行測量
*按 SAVE 鍵貯存測量值
*按 RCL 讀出所貯存值

國內(nèi)的低壓供電系統(tǒng)大部分采用 TT 方式,對 TT 系統(tǒng),HT234 地阻儀可十分方便地測量其接地電阻。圖4 為從供電插座測量接地電阻的接線圖,操作步驟同上。由于零線中一般存在電壓和電流,HT235 在電壓<20V 時(shí)自動抗干擾,電壓>20V 時(shí)儀器自動報(bào)警、保護(hù)、停止測量,所以即使誤操作接到相線上進(jìn)行測量也不會損壞儀器。

三線、四線地阻測量類似于二線測量方法,下面分別是它們的測試圖。
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四、 GEOX接地電阻儀特性

1. 儀表功能


本儀表為多功能接地電阻測試儀,其主要功能如下:
*測量干擾電壓(UST)
*接地線路在有泄漏電流有于擾源時(shí)會存在干擾電壓
*測量干擾頻率(FST):干擾電壓>1V可由周期導(dǎo)出頻率
*測量接地電阻(Re):由3極法或4極法測量,測量電幅值48/20V,頻率94,105,111,
128Hz方波電壓頻率可手動或自動選擇(AFC)
*鉗口法測量接地電阻:在多點(diǎn)接地系統(tǒng)中,可測量每一根接地線的接地電阻
 
2.主要參數(shù)

*測量電壓:20/48V
*測量頻率:94,105,111,128Hz或自動選擇(AFC)
*干擾電壓測量:范圍1~50V,誤差±( 5%測量值+5個字)
*干擾頻率測量:范圍16~400Hz,誤差±(l%測量值+2個字)
*接地電阻測量:范圍0.02-3kΩ,誤差±(5%測量值+5個字)

3.操作說明與測量

(1)操作說明(見下圖)
(2)測量

測量干擾電壓和干擾頻率(測量連線見下圖)
測量電阻時(shí),往往因地下存在干擾源而使得接地點(diǎn)成為不良的接地點(diǎn),所測得的數(shù)值不準(zhǔn)確,所以要找良好的接地點(diǎn)(干擾電壓低的地方)干擾電壓和干擾頻率的測量具有十分的意義。
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該功能在測量接地電阻時(shí)自動執(zhí)行,如果超過設(shè)定的極限值,將顯示干擾電壓過高,此時(shí)自動禁止測量接地電阻,干擾頻率只有在干擾電壓超過1V時(shí)才能夠測量出來。旋轉(zhuǎn)開關(guān)選擇正確的測量檔,按鍵“3”即顯示干擾電壓和干擾頻率。
 
*測量接地電阻(雙鉗口法)
下圖為雙鉗口測試原理與測量連線圖
本儀表配置一個電壓鉗口和一個電流探頭一起使用,首先在被測接地極感應(yīng)電壓U然后濁出被測地極中的電流 I,那么 Rg = U/I = Rx+R,在此處 R≤Rx,R 可以忽略,因 RE=Rx 直接在屏幕上。

原理:在多極并聯(lián)的接地網(wǎng)中。例如高壓鐵塔的接地形式,因?yàn)楦呒艿鼐€的連接;在輸電線路中,每個鐵塔的接地電阻力整個網(wǎng)絡(luò)的一個支路,如圖所示。在整個并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中設(shè) Rx 為被測的接地電阻。此時(shí)其他各支路的接地電阻并聯(lián)值 R=R1/R2/R3……Rn,當(dāng) n 較大時(shí),R≤Rx。

五、接地電阻測試儀的選用

接地電阻為什么至今仍然是一個被大家所忽視的問題呢?主要是沒有適合理想測量儀器,接地?fù)u表由于眾所周知的原因,測試值精度很差,有時(shí)同一個接電阻成了一個抽象的物理量,使人很難捉摸。隨著科學(xué)儀器的發(fā)展,先進(jìn)接地電阻測試儀完全控制了地電阻測試的要領(lǐng),可以做到測試值正確無誤。目前智能式接地電阻儀非但功能強(qiáng)大;而且可以應(yīng)付現(xiàn)場各種復(fù)雜情況,如有效地排除干擾,自動跟蹤最合適測試條地件,出現(xiàn)各種問題當(dāng)即智能提示等等,象 GEOX、234 等地阻儀還能直接測干擾頻率,干擾電壓,自動校零等特點(diǎn)。下面把這二種儀表與接地?fù)u表作一個比較,在測試選用儀表供參考:
除上述地電阻測試儀表外,法國 CA 公司 6412、6415 單鉗口式地阻儀也是當(dāng)前較為熱門的一種地阻測試儀。由于儀器體積小巧,操作又十分簡便,因此每逢霉雨季節(jié),或者年中、年終巡視接地裝置好壞最理想的地阻儀。如需要測試精度高一點(diǎn),又要方便輕松,那就可以有雙鉗回式地阻儀,象輸出電線桿塔、微波塔、避雷針等接地裝置的接地電阻測量及良好接地條件的輔助裝置(水龍頭,水管裝置)的場合,都可以用這種雙鉗口式接地電阻儀進(jìn)行接地電阻的測量。對于大型的系統(tǒng)接地、網(wǎng)絡(luò)接地、土壤電阻率的測試應(yīng)該選擇 HT234 等地阻儀為好,利用三線、四線測量方法,由于儀器的獨(dú)特功能,保證地阻測量值的重復(fù)性、穩(wěn)定性,且 HT234 地阻儀的測量精度高達(dá)2%。

六、結(jié)束語
 

本文通過接地電阻儀的發(fā)展和新一代 GEOX 與 234 地阻儀介紹,大體對地阻測試儀有一個系統(tǒng)的認(rèn)識。二十一世紀(jì)是信息的世紀(jì),特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展推動了儀器儀表突飛猛進(jìn)。

我們可以預(yù)言地阻儀的發(fā)展方興未艾,不久的將來肯定有更新功能,更完美的接地電阻儀的誕生,更好地為我們解決實(shí)際中各項(xiàng)技術(shù)問題。
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