一、前言
接地電阻測試儀是檢驗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收*的工具,近年來由于計算機技術的飛速發(fā)展,因此接地電阻測試儀也滲透了大量的微處理機技術,其測量功能,內(nèi)容與精度是一般儀器所不能相比的。目前*地電阻測試儀能滿足所有接地測量要求。運用新式鉗口法,無需打樁放線進行在線直接測量。一臺功能強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*功能。
二、接地電阻測試與發(fā)展
zui初人們對接地電阻的測量是用伏、安法,這種試驗是非常原始的。圖1是用安培計、伏特計的測量方法。在測定電阻時須先估計電流的大小,選出適當截面的絕緣導線,在預備試驗時可利用可變電阻R調(diào)整電流,當正式測定時,則將可變電阻短路,由安培計和伏特計所得的數(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,*:麻煩、繁瑣、工作量大,試驗時,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,在強電壓區(qū)域內(nèi)有時簡直無法測量。
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,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,無論在結構、體積、重量、測量范圍、分度值、準確性,都要勝于“E”型搖表。因此,相當一段時間內(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)電機的關系,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,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zui大特點是不必打輔助地棒,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,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,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,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原理,易受干擾,測量誤差比較大,不能滿足高精度測量要求。zui近引進的意大利 HT 公司 234 數(shù)顯精密接地電阻儀比較完善地結合了傳統(tǒng)伏安法測量的特點與鉗口法新技術原理,再運用*計算機控制技術儷成為當代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,可廣泛應用于電力電信系統(tǒng),建筑大樓,機場,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)都進行了配置。
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
*導線電阻測量及自動報零位校準
*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用的,它具有簡便快速的特點(下圖所示)
圖3 中一根水管已被用作相關的接地,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,首先顯示測試導線阻值,然后顯示 0.00 表儀器已被校準了,現(xiàn)在可進行正常測量
*按 START 鍵進行測量
*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 時自動抗干擾,電壓>20V 時儀器自動報警、保護、停止測量,所以即使誤操作接到相線上進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。
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會存在干擾電壓
*測量干擾頻率(FST):干擾電壓>1V可由周期導出頻率
*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:在多點接地系統(tǒng)中,可測量每一根接地線的接地電
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~Hz,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)
4
測量電阻時,往往因地下存在干擾源而使得接地點成為不良的接地點,所測得的數(shù)值不準確,所以要找良好的接地點(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。
該功能在測量接地電阻時自動執(zhí)行,如果超過設定的極限值,將顯示干擾電壓過高,此時自動禁止測量接地電阻,干擾頻率只有在干擾電壓超過1V時才能夠測量出來。旋轉開關選擇正確的測量檔,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,因為高架地線的連接;在輸電線路中,每個鐵塔的接地電阻力整個網(wǎng)絡的一個支路,如圖所示。在整個并聯(lián)網(wǎng)絡中設 Rx 為被測的接地電阻。此時其他各支路的接地電阻并聯(lián)值 R=R1/R2/R3……Rn,當 n 較大時,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,接地搖表由于*的原因,測試值精度很差,有時同一個接電阻成了一個抽象的物理量,使人很難捉摸。隨著科學儀器的發(fā)展,*接地電阻測試儀*控制了地電阻測試的要領,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大;而且可以應付現(xiàn)場各種復雜情況,如有效地排除干擾,自動跟蹤zui合適測試條地件,出現(xiàn)各種問題當即智能提示等等,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。下面把這二種儀表與接地搖表作一個比較,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的地阻儀。如需要測試精度高一點,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,水管裝置)的場合,都可以用這種雙鉗口式接地電阻儀進行接地電阻的測量。對于大型的系統(tǒng)接地、網(wǎng)絡接地、土壤電阻率的測試應該選擇 HT234 等地阻儀為好,利用三線、四線測量方法,由于儀器的*功能,保證地阻測量值的重復性、穩(wěn)定性,且 HT234 地阻儀的測量精度高達2%。
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