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接地電阻測試儀的發(fā)展與選用
 
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**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

 

    *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、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(dāng)截面的絕緣導(dǎo)線，在預(yù)備試驗(yàn)時可利用可變電阻R調(diào)整電流，當(dāng)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。

 

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    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(yàn)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(qiáng)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(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**，鉗式接地電阻測試*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，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。*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)的計算機(jī)控制技術(shù)儷成為當(dāng)代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。

 

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）

 

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（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）

 

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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，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 時自動抗干擾，電壓＞20V 時儀器自動報警、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）

 

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（2）測量
測量干擾電壓和干擾頻率（測量連線見下圖）
4

 

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    測量電阻時，往往因地下存在干擾源而使得接地點(diǎn)成為**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。
    該功能在測量接地電阻時自動執(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(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

 

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    本儀表配置一個電壓鉗口和一個電流探頭一起使用，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，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*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：

 

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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*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**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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