接地網(wǎng)工頻接地電阻的測(cè)量方法與誤差分析.doc

接地網(wǎng)工頻接地電阻的測(cè)量方法與誤差分析 第15頁(yè) 共15頁(yè)【摘 要】接地電阻是表征接地裝置性能的最主要指標(biāo)，方便、準(zhǔn)確的測(cè)量接地網(wǎng)的工頻接地電阻一直是工程技術(shù)人員關(guān)注的問題。本文對(duì)常用的測(cè)量方法進(jìn)行了分析，歸納了接地網(wǎng)工頻接地電阻測(cè)量誤差的主要來源及消除方法，以期對(duì)實(shí)際測(cè)量有所幫助。測(cè)試用的電流線與電壓線之間的互感電壓和接地網(wǎng)的零序電流對(duì)測(cè)量結(jié)果均有明顯影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)掩蓋需要測(cè)量的信號(hào)。四極法可以消除引線互感電壓的影響，倒相法可以消除零序電流的影響。本文通過理論推導(dǎo)，得出結(jié)論：只有采取其他措施將引線互感電壓和零序電流的影響降低到一定水平后，才能有效的應(yīng)用四極法和倒相法?！娟P(guān)鍵詞】接地網(wǎng) 接地電阻 測(cè)量誤差 三極法 四極法 倒相法 電流電壓法 零序電流 互感電壓1 接地裝置概述1.1接地的概念接地是指將電力系統(tǒng)或建筑物中電氣裝置、設(shè)施的某些導(dǎo)電部分，經(jīng)接地線連接至接地極。接地線和接地極共同組成接地裝置。接地線是指電氣裝置、設(shè)施的接地端子與接地極連接用的金屬導(dǎo)電部分。接地極是指埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體。兼作接地極用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬井管、鋼筋混凝土建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)、金屬管道和設(shè)備等稱為自然接地極。由垂直和水平接地極組成的供發(fā)電廠、變電所使用的兼有泄流和均壓作用的較大型的水平網(wǎng)狀接地裝置，則可稱作接地網(wǎng)。為加強(qiáng)對(duì)雷電流的散流作用、降低對(duì)地電位而敷設(shè)的附加接地裝置，稱作集中接地裝置。集中接地裝置一般敷設(shè)35根垂直接地極；在土壤電阻率較高的地區(qū)，則敷設(shè)35根放射形水平接地極。接地極或自然接地極的對(duì)地電阻和接地線電阻的總和，稱為接地裝置的接地電阻。接地電阻的數(shù)值等于接地裝置對(duì)地電壓與通過接地極流入地中電流的比值。按通過接地極流入地中工頻交流電流求得的電阻，稱為工頻接地電阻；按通過接地極流入地中沖擊電流求得的接地電阻，稱為沖擊接地電阻。接地短路(故障)電流流過接地裝置時(shí)，大地表面形成分布電位，在地面上離設(shè)備水平距離為0.8m處與設(shè)備外殼、架構(gòu)或墻壁離地面的垂直距離1.8m處兩點(diǎn)間的電位差，稱為接觸電位差；接地網(wǎng)孔中心對(duì)接地網(wǎng)接地極的最大電位差，稱為最大接觸電位差。接地短路(故障)電流流過接地裝置時(shí)，地面上水平距離為0.8m的兩點(diǎn)間的電位差，稱為跨步電位差。接地網(wǎng)外的地面上水平距離0.8m處對(duì)接地網(wǎng)邊緣接地極的電位差，稱為最大跨步電位差。1.2接地的分類按作用不同，可分為工作接地、保護(hù)接地、雷電保護(hù)接地和防靜電接地等。a) 在電力系統(tǒng)電氣裝置中，為運(yùn)行需要所設(shè)的接地(如中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)其他裝置接地等)稱作工作接地，也稱系統(tǒng)接地。b) 電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架和線路桿塔等，由于絕緣損壞有可能帶電，為防止其危及人身和設(shè)備的安全而設(shè)的接地，稱作保護(hù)接地c) 為雷電保護(hù)裝置(避雷針、避雷線和避雷器等)向大地泄放雷電流而設(shè)的接地，稱作雷電保護(hù)接地。d) 為防止靜電對(duì)易燃油、天然氣貯罐和管道等的危險(xiǎn)作用而設(shè)的接地，稱作防靜電接地。1.3接地電阻的規(guī)定以下舉例說明應(yīng)用于不同場(chǎng)合的接地裝置的接地電阻值的要求。a）有效接地和低電阻接地系統(tǒng)中發(fā)電廠、變電所電氣裝置保護(hù)接地的接地電阻宜符合式（1）的要求。 (1) 式中：R考慮到季節(jié)變化的最大接地電阻，； I計(jì)算用的流經(jīng)接地裝置的入地短路電流，A。式(1)中計(jì)算用流經(jīng)接地裝置的入地短路電流，采用在接地裝置內(nèi)、外短路時(shí)，經(jīng)接地裝置流入地中的最大短路電流對(duì)稱分量最大值，該電流應(yīng)按510年發(fā)展后的系統(tǒng)最大運(yùn)行方式確定，并應(yīng)考慮系統(tǒng)中各接地中性點(diǎn)間的短路電流分配，以及避雷線中分走的接地短路電流。b）獨(dú)立避雷針(線)宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其接地電阻不宜超過10。當(dāng)有困難時(shí)，該接地裝置可與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至35kV及以下設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)之間，沿接地體的長(zhǎng)度不得小于15m。c）有避雷線的線路，每基桿塔不連避雷線的工頻接地電阻，在雷季干燥時(shí)，不宜超過表1所列數(shù)值。表1 有避雷線的線路桿塔的工頻接地電阻土壤電阻率m1001005005001000100020002000接地電阻1015202530注：如土壤電阻率超過2000m，接地電阻很難降低到30時(shí)，可采用68根總長(zhǎng)不超過500m的放射形接地體，或采用連續(xù)伸長(zhǎng)接地體，接地電阻不受限制。d）3150kVA5000kVA的變電所35kV側(cè)，其首端排氣式避雷器或保護(hù)間隙的接地電阻不應(yīng)超過5。1.4接觸電位差和跨步電位差的規(guī)定確定發(fā)電廠、變電所接地裝置的型式和布置時(shí)，考慮保護(hù)接地的要求，應(yīng)降低接觸電位差和跨步電位差。在110kV及以上有效接地系統(tǒng)和635kV低電阻接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地或同點(diǎn)兩相接地時(shí)，發(fā)電廠、變電所接地裝置的接觸電位差和跨步電位差不應(yīng)超過下列數(shù)值 (2) (3)式中：Ut接觸電位差，V； Us跨步電位差，V； f人腳站立處地表面的土壤電阻率，m； t接地短路(故障)電流的持續(xù)時(shí)間，s。2 接地電阻的測(cè)量原理接地電阻是表征接地裝置性能的最主要指標(biāo)，準(zhǔn)確的測(cè)量接地電阻值的大小是判斷接地裝置能否滿足要求的重要手段。大型接地網(wǎng)的工頻接地電阻（實(shí)際上是阻抗）包含純阻性分量和感性分量。接地電阻的測(cè)量方法有很多，除了多極法和鉗口式接地電阻測(cè)量?jī)x法外，其他各種測(cè)量方法的基本原理大致相同，均為三極法的測(cè)量原理。各種測(cè)量方法大多是為了方便、準(zhǔn)確的測(cè)量接地裝置的接地電阻而提出的。2.1接地電阻的理論計(jì)算對(duì)于如圖1所示的緊靠地面的半球形接地極G，半徑為，當(dāng)有電流I由接地極流入大地時(shí)，在土壤電阻率均勻時(shí)，電流均勻?qū)ΨQ的沿球的徑向發(fā)散，距離球心x處的電流密度 （4） 電場(chǎng)強(qiáng)度 （5） 式中：土壤的電阻率OrgUxxG圖1 半球接地極的電位分布無窮遠(yuǎn)處為理論零電位區(qū)，距離球心x處的對(duì)地電位 （6） 電位分布曲線如圖1所示。半球接地極表面的對(duì)地電位 （7） 因此半球接地極的接地電阻 （8） 2.2三極法測(cè)量接地電阻的原理圖2是測(cè)量接地電阻的電極布置和電位分布圖，三極法的三極是指圖中的被測(cè)接地裝置G、測(cè)量用的電壓極P和電流極C。GIICPVdGPdGCPCG圖2 測(cè)量接地電阻的電極布置和電位分布示意圖G 被測(cè)接地裝置；P 測(cè)量用的電壓極；C 測(cè)量用的電流極圖上的點(diǎn)P是實(shí)際零電位區(qū)中的一點(diǎn)。實(shí)際零電位區(qū)是指沿被測(cè)接地裝置G與測(cè)量用的電極C之間連接線方向上電位梯度接近于零的區(qū)域。實(shí)際零電位區(qū)范圍的大小，與測(cè)量用的電流極離被測(cè)接地裝置的距離dGC的大小、通過被測(cè)接地裝置流入地中的測(cè)試電流的大小以及測(cè)量用的電壓表的分辨率等因素有關(guān)。用電壓表和電流表分別測(cè)量接地裝置G與電壓極P之間的電位差U和通過接地裝置流入地中的測(cè)試電流I，由U和I得到接地裝置的接地電阻 （9）假設(shè)圖2中的接地極為半球形，電流極與半球接地極中心之間的距離為dGC，電壓極與半球接地極中心之間的距離為dGP，電流極與電壓極之間的距離為dPC。由式（6）可以得出通過被測(cè)接地極G流入大地的電流使G、P兩點(diǎn)產(chǎn)生電位差 （10） 通過電流極C流入大地的電流使G、P兩點(diǎn)之間產(chǎn)生電位差（通過被測(cè)接地極G和電流極C流入大地的電流方向相反） （11） G、P兩點(diǎn)之間的總電位差 （12） G、P兩點(diǎn)之間呈現(xiàn)的電阻 （13） 由于半球接地極的實(shí)際接地電阻如式（8）所示，因此測(cè)量誤差 （14） 當(dāng)式（15）成立時(shí)，測(cè)量誤差0，P點(diǎn)即為實(shí)際零電位點(diǎn)。 （15） 3 接地電阻的測(cè)量方法接地電阻的測(cè)量方法，按測(cè)試電極的數(shù)量區(qū)分，可分為三極法、四極法和多極法；按輔助電極的位置不同，可分為遠(yuǎn)離法、補(bǔ)償法和電位降法；按輔助電極的布置方式不同，可分為直線布置方式和三角形布置方式；按測(cè)量電源和測(cè)量信號(hào)的不同，可分為工頻電流電壓法、瓦特表法、直流法、異頻法和接地電阻測(cè)量?jī)x法。此外，針對(duì)干擾信號(hào)而采取的方法有倒相法、雙電位極引線法、附加串接電阻法和相位差法等等。三極法測(cè)量接地電阻的原理接線如圖3所示。DPCdGPdGCGVP CAGCTEI圖3 三極法的原理接線圖G 被測(cè)接地裝置；P 測(cè)量用的電壓極；C 測(cè)量用的電流極；E 測(cè)量用的工頻電源；CT 測(cè)量用的電流互感器；A 測(cè)量用的交流電流表；V 測(cè)量用的交流電壓表；D 被測(cè)接地裝置的最大對(duì)角線長(zhǎng)度3.1遠(yuǎn)離法根據(jù)前文的分析結(jié)果，要使測(cè)得的接地電阻R與接地極的實(shí)際接地電阻RG相符，必須使式（15）成立，即遠(yuǎn)離法就是盡量增大dGC、dGP和dPC，使之趨于無窮大，即可滿足上式的要求。3.2補(bǔ)償法在圖2中，令dGPdGC，則dPC（1-）dGC，代入式（15）得到 （16） 解得0.618，即P點(diǎn)為直線段GC的黃金分割點(diǎn)。只要將電壓極P放在dGP0.618dGC處，就能準(zhǔn)確的測(cè)量接地電阻，這種測(cè)量方法稱作補(bǔ)償法，也稱為0.618法。根據(jù)導(dǎo)則的規(guī)定，圖3中dGC和dGP的確定原則可歸納為以下三條。a) 測(cè)量用的電流極C和電壓極P離被測(cè)接地裝置G邊緣的距離一般取dGC（45）D和dGP（0.50.6）dGC，D為被測(cè)接地裝置的最大對(duì)角線長(zhǎng)度；b) 當(dāng)被測(cè)接地裝置的面積較大而土壤電阻率不均勻時(shí)，為了得到較可信的測(cè)試結(jié)果，宜增大電流極與被測(cè)接地裝置之間的距離，例如增大到10km，同時(shí)電壓極與被測(cè)接地裝置之間的距離也應(yīng)相應(yīng)的增大；c) 如果dGC?。?5）D有困難，那么當(dāng)接地裝置周圍的土壤電阻率均勻時(shí)，dGC可以取2D值，而dGP取D值；當(dāng)接地裝置周圍的土壤電阻率不均勻時(shí)，dGC可以取3D值，dGP取1.7D值。說明：圖2中的dGC和dGP的起點(diǎn)為半球接地極的中心。而在圖3中，為適應(yīng)工程測(cè)量的需要，dGC和dGP的起點(diǎn)為被測(cè)接地裝置的邊緣中心，按上述原則確定的P點(diǎn)，大致能滿足補(bǔ)償法的要求。三極法測(cè)量半球接地極接地電阻的誤差，可以根據(jù)式（14）進(jìn)行計(jì)算。對(duì)應(yīng)于不同的dGC和值的測(cè)量誤差，如表2所示。當(dāng)0.618時(shí)，測(cè)量誤差為零。由表2可以看出，當(dāng)0.618時(shí)，測(cè)量誤差隨dGC的增大而減小(與dGC呈反比關(guān)系)，這個(gè)結(jié)論與遠(yuǎn)離法的原理一致。當(dāng)在0.55與0.65之間時(shí)，要使測(cè)量誤差10%，dGC應(yīng)取4D以上。D為接地網(wǎng)的最大對(duì)角線長(zhǎng)度，對(duì)于半球接地極D2rg。需要指出的是，發(fā)電廠和變電所的實(shí)際接地網(wǎng)的形狀并非半球形，而是介于圓盤電極和圓環(huán)電極之間，接地電阻的測(cè)量誤差與表2的數(shù)值有所不同，但是誤差隨dGC和值變化的規(guī)律是相似的。表2 三極法測(cè)量接地電阻的誤差dGP/dGC0.40.450.50.550.60.650.70.750.8dGC5D-18.3%-14.0%-10.0%-6.0%-1.7%3.2%9.0%16.7%27.5%4D-22.9%-17.6%-12.5%-7.4%-2.1%4.0%11.3%20.8%34.4%3D-30.6%-23.4%-16.7%-9.9%-2.8%5.3%15.1%27.8%45.8%2D-45.8%-35.1%-25.0%-14.9%-4.2%8.0%22.6%41.7%68.8%3.3電位降法測(cè)量接地電阻時(shí)，大地中的電位分布如圖2所示。通過測(cè)量，描出測(cè)試范圍內(nèi)的電位分布曲線，測(cè)量電位分布最平緩的低點(diǎn)與電位最高點(diǎn)之間的電位差，計(jì)算該電位差與測(cè)試電流的比值，得出被測(cè)接地網(wǎng)的接地電阻，這種測(cè)量方法稱為電位降法。電位降法測(cè)得的接地電阻比較準(zhǔn)確，但是工作量非常大。3.4三角形方式布置電極上述各種測(cè)量方法的輔助電極均按直線方式布置，當(dāng)接地裝置周圍的土壤電阻率較均勻時(shí)，也可以采用三角形方式布置電極，如圖4所示，該測(cè)量方法應(yīng)屬于補(bǔ)償法的一種。三角形方式布置電極時(shí)，被測(cè)接地裝置的接地電阻由下式?jīng)Q定 （17） 由于，因此三角形方式布置電極測(cè)量接地電阻的誤差仍可按式（14）計(jì)算，即當(dāng)dGPdGC時(shí)，使誤差為零的28.9，一般取dGPdGC2D，30，為電壓極和接地裝置等效中心的連接線與電流極和接地裝置等效中心的連接線之間的夾角。3當(dāng)受客觀條件限制，不能按要求布置電極時(shí)，可按式（17）進(jìn)行修正。DPCdGPdGCG圖4 三角形方式布置電極G 被測(cè)接地裝置；P 測(cè)量用的電壓極；C 測(cè)量用的電流極； D 被測(cè)接地裝置的最大對(duì)角線長(zhǎng)度采用三角形方式布置電極測(cè)量半球接地極的接地電阻，當(dāng)取dGC=dGP時(shí)，對(duì)應(yīng)于不同的dGC和值的測(cè)量誤差，如表3所示。當(dāng)28.9時(shí)，測(cè)量誤差為零。由表3同樣可以看出，當(dāng)28.9時(shí)，測(cè)量誤差隨dGC的增大而減小。當(dāng)在25與35之間時(shí)，要使測(cè)量誤差10%，dGC和dGP應(yīng)取2D以上。表3 三角形方式布置電極測(cè)量半球接地極的誤差（dGC=dGP）152025303540455060dGC=dGP5D18.3%8.8%3.1%-0.7%-3.4%-5.4%-6.9%-8.2%-10.0%4D22.9%11.0%3.9%-0.9%-4.2%-6.7%-8.7%-10.2%-12.5%3D30.5%14.7%5.2%-1.1%-5.6%-9.0%-11.6%-13.6%-16.7%2D45.8%22.0%7.8%-1.7%-8.4%-13.5%-17.3%-20.4%-25.0%D91.5%44.0%15.5%-3.4%-16.9%-26.9%-34.7%-40.8%-45.9%3.5瓦特表法瓦特表法的原理接線如圖5所示，采用三極法的原理，通過測(cè)量電流和功率求得接地電阻 （18） 式中：P接地電阻上的有功功率，W； I輸入接地裝置的交流電流有效值，A。WP CAGEIM圖5 瓦特表法的原理接線圖G 被測(cè)接地裝置；P 測(cè)量用的電壓極；C 測(cè)量用的電流極；E 測(cè)量用的工頻電源； A 測(cè)量用的交流電流表；W 測(cè)量用的功率表；M 電流引線與電壓引線之間的互感在瓦特表法的基礎(chǔ)上，可結(jié)合倒相法來消除零序電流的影響，按式（19）和式（20）計(jì)算有功功率和電流，代入式（18）計(jì)算接地電阻： （19） （20） 式中：P0、I0不加測(cè)試電源時(shí)測(cè)得的干擾有功功率、電流 P、I加測(cè)試電源后測(cè)得的有功功率、電流 P、I反相加測(cè)試電源后測(cè)得的有功功率、電流瓦特表法的優(yōu)點(diǎn)是能消除引線間互感的影響，因此水力發(fā)電廠接地設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則推薦了該測(cè)量方法。但瓦特表法的缺點(diǎn)也十分明顯，主要有a) 由于功率表電壓線圈的內(nèi)阻一般較?。?03左右），當(dāng)電壓極的接地電阻RU不能比功率表的內(nèi)阻RW小許多（如）時(shí)，測(cè)得的有功功率應(yīng)按式（21）進(jìn)行修正 （21） b) 功率表電壓線圈的內(nèi)阻較小，使得電壓回路中有電流流過，改變了地中的電場(chǎng)分布，引起測(cè)量誤差；c) 瓦特表法測(cè)得的是純阻性量，而接地網(wǎng)實(shí)際的工頻接地電阻包含有感性分量，因此測(cè)量結(jié)果將偏小。3.6四極法所謂四極法，是在三極法的基礎(chǔ)上，增加輔助電極S的測(cè)量方法，原理接線如圖6所示。輔助電極離被測(cè)接地裝置邊緣的距離dGS30100m。用高輸入阻抗的電壓表測(cè)量點(diǎn)2與點(diǎn)3、點(diǎn)3與點(diǎn)4以及點(diǎn)4與點(diǎn)2之間的電壓U23、U34和U42，通過接地裝置流入地中的電流為I，被測(cè)接地裝置的工頻接地電阻 （22） P CAGEIM234S圖6 四極法的原理接線圖G 被測(cè)接地裝置；P 測(cè)量用的電壓極；C 測(cè)量用的電流極；S 測(cè)量用的輔助電極；E 測(cè)量用的工頻電源；M 電流引線與電壓引線之間的互感大型接地網(wǎng)的接地電阻包括電阻分量和電抗分量，輔助極S將接地阻抗分成兩部分，ZGZ1+Z2，Z1對(duì)應(yīng)于S與P之間的部分，Z2對(duì)應(yīng)于G與S之間的部分。因此有 （23） Z1R1+jX1，Z2R2+jX2，X1X2，由上述三式可推導(dǎo)出接地電阻（包含電抗分量）如式（22）所示，引線互感不再出現(xiàn)。四極法可以消除電流引線與電壓引線之間互感的影響。但是當(dāng)互感電壓很大時(shí)（根據(jù)北侖電廠一期工程接地網(wǎng)的測(cè)量結(jié)果，互感電壓有可能達(dá)到接地電阻上的壓降的十倍以上），U23、U34和U42的微小讀數(shù)誤差即可造成計(jì)算接地電阻的較大誤差。只有采取措施將互感電壓的影響降低到一定水平后，才能有效的應(yīng)用四極法。3.7接地電阻測(cè)量?jī)x法電流電壓表法需要專門的測(cè)試電源，在某些場(chǎng)合由于受條件限制而無法應(yīng)用。導(dǎo)則規(guī)定，當(dāng)接地裝置的最大對(duì)角線長(zhǎng)度較小，且工頻接地電阻值大于0.5時(shí)，可以用接地電阻測(cè)量?jī)x測(cè)量接地電阻。ZC-8型接地電阻測(cè)量?jī)x是目前國(guó)內(nèi)使用最廣泛的測(cè)量?jī)x，以手搖發(fā)電機(jī)作為測(cè)試電源，電壓極和電流極的布置方法同遠(yuǎn)離法和補(bǔ)償法，測(cè)量接地電阻的純阻性分量。鉗口式接地電阻測(cè)量?jī)x分為單鉗式和雙鉗式兩種，以干電池為測(cè)試電源，不需打輔助電極和斷開接地引線，可進(jìn)行在線測(cè)量。接地電阻測(cè)量?jī)x由于電源容量有限，不能提供大的測(cè)量電流，因此抗干擾能力低，不適合大型接地網(wǎng)的測(cè)試。3.8倒相法和三相電源法倒相法和三相電源法是為了消除接地裝置的零序電流引起的測(cè)量誤差而提出的，在三極法（電流電壓法，直線方式或三角形方式布置電極）、瓦特表法和四極法中均能應(yīng)用。下面以三極法（電流電壓法）為例進(jìn)行說明，原理接線同圖3。倒相法的測(cè)量步驟如下a) 測(cè)量不加測(cè)試電壓時(shí)，電壓極與接地裝置之間的電位差UGO；b) 測(cè)量倒相前電壓極與接地裝置之間的電位差UG；c) 將電源反相，測(cè)試電流的數(shù)值不變，測(cè)量倒相后電壓極與接地裝置之間的電位差UG；倒相法測(cè)量時(shí)的電壓相量關(guān)系如圖7所示，可以得到 （24） （25） 由式（24）和式（25）可以得到 （26） -IZGIZGUGUG0UG圖7 倒相法的電壓向量關(guān)系圖消除零序電流影響的另一種方法是三相電源法，其原理與倒相法類似。將三相電源的三相電壓相繼加在接地裝置上，保持測(cè)試電流不變，則被測(cè)接地裝置的接地電阻 （27） 式中：UGA、UGB和UGC將A相電壓、B相電壓和C相電壓作為測(cè)試電源時(shí)接地裝置的對(duì)地電壓；UG0不加測(cè)試電壓時(shí)，電力系統(tǒng)的零序電流產(chǎn)生的電壓降；I通過接地裝置的測(cè)試電流。倒相法和三相電源法能消除零序電流產(chǎn)生的UG0對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，但是，由于要使用式（26）或式（27）計(jì)算ZG值，當(dāng)UG、UG（或UGA、UGB、UGC）與UG0的差別不大時(shí)，微小的讀數(shù)誤差就可以引起ZG計(jì)算值的明顯變化。因此在工程測(cè)量中，應(yīng)增大測(cè)試電流，以減小UG0的相對(duì)比值。3.9變頻法變頻法也稱異頻法，采用異于工業(yè)頻率的試驗(yàn)電源和濾波裝置將干擾信號(hào)和測(cè)量用的信號(hào)分離開來，使干擾信號(hào)不進(jìn)入測(cè)量系統(tǒng)。通常采用異頻多電源的方法來消除工頻干擾的影響。異頻法消除引線互感影響的原理如下：a) 接地電阻由阻性分量和感性分量組成，即 （28） b) 設(shè)電流線與電壓線之間的互感為M，上式修正為 （29） c) 在電源頻率分別為f1和f2時(shí) （30） （31） d) 由式（30）和式（31）可求出R值，即接地電阻的阻性分量。上述分析中，為了消除引線互感的影響，只能測(cè)量阻性分量。當(dāng)不考慮引線互感時(shí)，依然可以測(cè)量接地電阻的全部分量。采用變頻法測(cè)量時(shí)，電源所使用的頻率與工業(yè)頻率不能相差太大，有以下兩方面原因：a) 頻率變化使得接地電阻（實(shí)際上為阻抗）感性分量變化，增加了測(cè)量誤差；b) 測(cè)量引線間的干擾與測(cè)試電源的頻率有關(guān)，頻率越高，干擾越大。測(cè)量電源的頻率與工業(yè)頻率的差值應(yīng)不大于10Hz，即頻率應(yīng)在4060Hz之間。4 接地網(wǎng)工頻接地電阻測(cè)量誤差的來源及消除方法接地網(wǎng)工頻接地電阻測(cè)量誤差的來源主要有測(cè)試方法、高頻干擾、接地裝置的零序電流和測(cè)量引線間的互感等幾個(gè)方面。4.1測(cè)試方法引起的誤差測(cè)試方法引起的誤差主要包括測(cè)試電極的位置選擇、使用的測(cè)量?jī)x表、以及測(cè)試電流的大小三個(gè)方面。a) 實(shí)際接地網(wǎng)的形狀往往不規(guī)則，難以確定接地網(wǎng)的等效中心，接地網(wǎng)周圍的土壤電阻率也并非完全均勻，使得電壓極位置偏離補(bǔ)償法的要求位置，引起測(cè)量誤差。根據(jù)表2和表3的分析，可以通過增加電流極與被測(cè)接地裝置之間的距離來減小誤差；b) 電壓表的內(nèi)阻較小時(shí)，將引起測(cè)量誤差，其原理同本文“3.5瓦特表法”一節(jié)中分析瓦特表電壓線圈對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響?？墒褂酶邇?nèi)阻的數(shù)字萬用表的電壓檔測(cè)量電壓，以消除此項(xiàng)誤差；c) 增大通過接地裝置的測(cè)試電流，可使各種干擾電壓對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響相對(duì)減小，從而減小工頻接地電阻的測(cè)量誤差。通過接地裝置的測(cè)試電流不宜小于30A。為了得到較大的測(cè)試電流，應(yīng)盡量增加電流引線的截面積并減小電流極的接地電阻。4.2高頻干擾電壓的影響當(dāng)測(cè)量用的電壓線較長(zhǎng)時(shí)，電壓線上可能出現(xiàn)廣播電磁場(chǎng)等交變電磁場(chǎng)產(chǎn)生的干擾電壓。如果用有效值電壓表測(cè)量電壓，則電壓表的指示值要受高頻干擾電壓的影響。為了減小高頻干擾電壓對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，在電壓表的端子上并接一個(gè)電容器，其工頻容抗應(yīng)比電壓表的輸入阻抗大100倍以上。4.3接地網(wǎng)的零序電流的影響由于電力系統(tǒng)三相負(fù)荷不均衡及輸電線路三相參數(shù)的不對(duì)稱，在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中就有不平衡電流經(jīng)接地網(wǎng)流入地中。零序電流的大小取決于電力系統(tǒng)的容量、電壓和三相的不對(duì)稱程度，一般有幾安培，有的甚至達(dá)20A左右。零序電流的影響，可以通過增大測(cè)試電流來減小，也可以用倒相法或三相電源法消除。4.4電流線與電壓線之間互感電壓的影響當(dāng)電流線與電壓線相互平行時(shí)，通過電流線的測(cè)試電流在電壓線上造成的感應(yīng)電壓將引起測(cè)量的誤差。感應(yīng)電壓隨電流線與電壓線之間的距離減小、并行長(zhǎng)度增加而增大。當(dāng)使用停電的架空線作測(cè)量回路，電流線和電壓線使用同一回架空線的不同相時(shí)，測(cè)量誤差十分顯著，互感電壓有可能掩蓋需要測(cè)量的電壓。即使采用三角形方式布置電極，若電壓線與電流線存在并行段，同樣有互感電壓造成測(cè)量誤差的問題。減小引線間互感電壓引起接地電阻測(cè)量誤差的方法有：a) 增加電流線與電壓線之間的距離。若電流線采用停電的架空線，電壓線應(yīng)另外施放；b) 采用瓦特