大型地網(wǎng)接地電阻測試儀

一、概述

地網(wǎng)接地電阻的測量，由于受電力系統(tǒng)零序電流的干擾以及高頻干擾等各種干擾，使得測試結(jié)果產(chǎn)生很大的誤差。特別是大型接地網(wǎng)接地電阻一般很小（一般在0.5Ω以下），干擾帶來的相對誤差更大。測量結(jié)果的不準(zhǔn)確性帶來的損失是可想而知的，例如損壞設(shè)備、地網(wǎng)誤改造等，還會帶來嚴(yán)重的安全隱患。目前，測試接地網(wǎng)工頻接地電阻值的方法很多，其中主要是工頻大電流法和異頻法兩種。為了提高信噪比，減小測量誤差，工頻大電流法采用加大信號的辦法，即加大測試電流。這種方法由于采用了很大的測試電流，使得設(shè)備非常笨重，且布線勞動(dòng)強(qiáng)度很大，耗時(shí)好力。異頻法則是通過降低干擾來提高信噪比，它通過改變測試電流頻率來避開50Hz工頻干擾，由于信號頻率與干擾頻率不同，就可以通過濾波器來濾除工頻干擾，從而提高測量精度。異頻法由于采用的測試電流較小，因此設(shè)備小巧，布線勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕。

但是，工頻接地電阻是指接地體在工頻電流下呈現(xiàn)出的阻抗，而異頻法采用的測試電流頻率不為工頻,因此其測量的工頻等效性較差，有悖于電力系統(tǒng)規(guī)程規(guī)定的工頻等效性要求。采用的測試頻率與工頻相差愈遠(yuǎn)則等效性愈差，即測量誤差越大。為了保證測試的準(zhǔn)確性，測試電流的波形必須為正弦波，且測試頻率與工頻不能相差太遠(yuǎn)。本儀器采用65Hz頻率進(jìn)行測量，再計(jì)算出50Hz下的等效阻抗，因此測量的準(zhǔn)確性進(jìn)一步得到提高。

二、儀器特點(diǎn)

1、測量的等效性好。

2、抗干擾能力強(qiáng)。本儀器采用異頻法測量，配合現(xiàn)代軟硬件濾波技術(shù)，使得儀器具有很高的抗干擾性能，測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。

3、本儀器體積小、重量輕，方便攜帶。

4、布線勞動(dòng)量小，無需大電流線。

5、操作簡單。全中文智能化操作，直接顯示出接地電阻值，并可現(xiàn)場打印出測量結(jié)果。

三、主要技術(shù)指標(biāo)

1、測量范圍：0～20Ω（測量電壓小于20V）

2、分辨率：0.001Ω

3、測量精度：2％

4、抗50Hz干擾電壓能力強(qiáng)

5、測試電流波形與頻率：正弦波65Hz

6、輸出電流：0-5A

7、Z大輸出電壓：0-110V

8、測量線要求：電流線銅芯截面積≥0.5mm²

電壓線銅芯截面積≥0.3mm²

9、供電電源：AC220V±10％，50Hz

10、外形尺寸：440×360×210

11、儀器重量：15kg

四、測試原理

本儀器采用電壓電流法測量地網(wǎng)的接地電阻值，布線方式采用三極法。

   儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。異頻恒流源可輸出頻率為65Hz，有效值為0-5A的正弦波測試電流，通過儀器面板上的E、C兩個(gè)端子輸出。電壓放大器為一個(gè)高輸入阻抗放大器，它將P1、P2兩端的電壓放大后送給濾波器。電流放大器將從電流互感器取得的電流信號進(jìn)行放大后送給濾波器。兩濾波器用于濾除干擾信號，只允許有用信號通過，其輸出送給A/D轉(zhuǎn)換器(模/數(shù)轉(zhuǎn)換器)。A/D轉(zhuǎn)換器將電壓和電流模擬信號變換為數(shù)字信號后送給微電腦系統(tǒng)。微電腦系統(tǒng)對取得的電壓電流數(shù)據(jù)再進(jìn)行數(shù)字濾波以進(jìn)一步抑制干擾，然后計(jì)算出電壓V和電流I,Z后計(jì)算出接地電阻值R=V/I。這樣，通過硬件濾波器和軟件濾波器后，信噪比大大提高，干擾得到有效抑制，因此測量結(jié)果穩(wěn)定可靠。測量結(jié)果通過液晶屏顯示，也可通過微型打印機(jī)打印出來。

儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

       圖1

五、儀器面板說明：

儀器面板布置[如圖2]所示

                      [圖2]

說明：C和E是電流極,P1和P2電壓輸入極。電流設(shè)置調(diào)節(jié)輸出電流大小。

六、接地電阻的測量

測量地網(wǎng)接地電阻的接線[如圖3]所示。

1、用導(dǎo)線將待測地網(wǎng)與儀器的E端相連。導(dǎo)線中將流過1A電流，建議使用截面積大于0.5mm²的銅芯線。

2、用導(dǎo)線將待測地網(wǎng)與儀器的P1端相連。注意，為了消除接觸電阻，P2不能與C直接連接，應(yīng)按圖3所示連接于a點(diǎn)與地網(wǎng)之間。導(dǎo)線銅芯截面積大于0.3mm²即可。

3、在距離地網(wǎng)較遠(yuǎn)處打一個(gè)地樁，通過導(dǎo)線連接到儀器的電流極C。注意，電流極地樁與地網(wǎng)的距離L應(yīng)為地網(wǎng)本身Z大尺寸D的2-5倍以上。注意，此導(dǎo)線中也將流過1A電流，建議使用銅芯截面積大于0.5mm²的銅芯線。

4、在距離地網(wǎng)（0.5-0.618）L處打一個(gè)地樁，通過導(dǎo)線連接到儀器的電壓極P2。此導(dǎo)線銅芯截面積大于0.3mm²即可。

5、檢查接線無誤后，接上AC220V電源，打開電源開關(guān)。儀器顯示儀器名字。

6、按下任意鍵和較驗(yàn)鍵，儀器測試干擾電壓。

7．按啟動(dòng)鍵和測試鍵即可開始測量，調(diào)節(jié)電流大小，測試電流大于0.2安，測量完畢，液晶屏顯示出測量結(jié)果，按停止鍵儀器測試結(jié)束。

8、若儀器顯示“電流值偏小”，說明C、E間開路或阻抗過大,超出了異頻電源的負(fù)載能力，致使異頻電源輸出電流過小。出現(xiàn)“回路電阻偏大”的情況時(shí)，首先應(yīng)檢查接線是否牢靠，若還不能解決問題，則應(yīng)該加粗加深電流極地樁，或者在電流極地樁附近澆注鹽水，以減小回路電阻值。

七、布線說明：

測試引線長度及布線方式按有關(guān)規(guī)程執(zhí)行。下面兩種方式可供參考：

測試電流引線長度取地網(wǎng)對角線長度的2-5倍以上（平行布線法）或2倍以上（三角形布線法），電壓引線長度為電流引線長度0.5-0.618倍（平線布線法）或等于電流線（三角形布線法）。

八．測試接地裝置導(dǎo)通電阻

[接線圖4]

1、按下任意鍵，儀器測試干擾電壓。

2．按測試鍵即可開始測量，調(diào)節(jié)電流大小，測量完畢，液晶屏顯示出測量結(jié)果，按停止鍵儀器測試結(jié)束。

九、土壤電阻率測量

用四極法測量土壤電阻率的接線如圖:所示,用四根同樣大小尺寸的接地棒在地面沿一直線以等距離埋設(shè).由外側(cè)電極C和E通以電流,若電極埋深為b,電極間距離為a(a>>b),則P1,P2兩電極上的對地電壓為U，b一般取a/20

土壤電阻率為:p=2∏aR

式中R為接地電阻值Ω

a是棒間距離㎝

P是土壤電阻率Ω/㎝