接地電阻與檢測(cè)方法

1、2022-3-18接地電阻與檢測(cè)方法2022-3-181.接地電阻的定義和測(cè)量目的2. 測(cè)量接地電阻的基本原理3.接地電阻的測(cè)量方法4. 接地電阻測(cè)量注意事項(xiàng)2022-3-18接地的基礎(chǔ)知識(shí)什么是接地？在電力系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備的某些部位，電力系統(tǒng)的某點(diǎn)與大地用導(dǎo)體做良好的電氣連接叫做接地。接地也可以看作是建造一個(gè)導(dǎo)體系統(tǒng)，使電子沿著指定路徑流入大地，可以是靜電，漏電流，雷電，浪涌，或故障電流。2022-3-18為什么接地？保護(hù)人身安全防止雷電危害屏蔽接地等電位接地工作接地防止電氣設(shè)備等的絕緣損壞或老化造成的人身觸電事故。保證接觸設(shè)備外殼的人員安全。確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行中性點(diǎn)接地可有效降低電力系

2、統(tǒng)故障電位，防止系統(tǒng)震蕩，從而有利于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。雷擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電效應(yīng)，電子設(shè)備或物料可能由于摩擦產(chǎn)生靜電，為防止靜電積累帶來(lái)的設(shè)備擊穿或火災(zāi)危險(xiǎn) ，必須采取接地措施為了防止外來(lái)電磁波的的干擾和設(shè)備高頻能量向外部泄放，需要對(duì)相關(guān)設(shè)備的屏蔽網(wǎng)進(jìn)行接地。為防止設(shè)備之間產(chǎn)生危險(xiǎn)電位差和構(gòu)成回路需要將設(shè)備之間的接地裝置相互連接成等電位體統(tǒng)一接地。停電作業(yè)時(shí)，為了泄放線路中的殘余電荷，或防止他人誤操作危害作業(yè)人員人身安全，需要對(duì)系統(tǒng)接地2022-3-18接地電阻的定義接地極或自然接地極的對(duì)地電阻和接地線電阻之和，包括接地引線電阻，接地體本身電阻， 接地體與土壤之間的過(guò)渡電阻， 大地的散流電阻等。稱

3、為接地裝置的接地電阻。2022-3-18接地電阻的測(cè)量目的接地電阻的測(cè)量目的確定接地保護(hù)裝置的合適性確定無(wú)線發(fā)射電路接地裝置的合適性確定電力系統(tǒng)故障電流引起的地電位抬升取得建筑防雷保護(hù)以及人身安全所需的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)校核計(jì)算結(jié)果， 檢驗(yàn)計(jì)算方法的正確性檢查新接地網(wǎng)的接地電阻是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求2022-3-181.接地電阻的定義和測(cè)量目的2. 測(cè)量接地電阻的基本原理3.接地電阻的測(cè)量方法4. 接地電阻測(cè)量注意事項(xiàng)2022-3-182.測(cè)量接地體電阻的基本原理假設(shè)接地體為半球形，距球心x處球面的電流密度為：J:距球心為x處的球面上電流密度；I:接地體入地的電流；x:距球心的距離。2022-3-18原理的局

4、限性（應(yīng)用范圍）2022-3-18采用不同電極距離測(cè)量圓盤(pán)圓盤(pán)接地體接地電阻時(shí)的誤差：5D5D4D4D3D3D2D2DD D-0.057-0.089-0.216-0.826-8.25D5D4D4D3D3D2D2D-0.0322-0.0595-0.138-0.498采用不同電極距離測(cè)量圓環(huán)圓環(huán)接地體接地電阻時(shí)的誤差：不同電極距離下的測(cè)量誤差2022-3-181.接地電阻的定義與測(cè)量目的2. 測(cè)量接地電阻的基本原理3.接地電阻測(cè)量方法4. 接地電阻測(cè)量注意事項(xiàng)2022-3-183.接地電阻測(cè)量方法電壓-電流表法此方法的最大優(yōu)點(diǎn)是不受測(cè)量范圍限制，小到0.1（如大電流接地系統(tǒng)的接地電阻）大到100及

5、以上的接地電阻都能測(cè)量，而且測(cè)量結(jié)果也比較準(zhǔn)確。此方法不足的是：測(cè)量需要獨(dú)立的電源；測(cè)量的準(zhǔn)備工作和測(cè)量過(guò)程較繁瑣；測(cè)后需經(jīng)過(guò)計(jì)算才能得出接地電阻的值。比率計(jì)法電橋法調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器電阻r使檢流計(jì)（P）指針指零，=r,則有=r。取k=n,n稱為電橋倍率，k為倍率電阻并聯(lián)系數(shù)，并根據(jù)這個(gè)基本原理制成接地電阻測(cè)量?jī)x（如ZC-8）。只要測(cè)量時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器r使檢流計(jì)指針指零，就可直接從表盤(pán)上得到接地電阻值（=nr）。無(wú)論采用哪種方法，測(cè)量時(shí)都需要敷設(shè)兩組輔助性質(zhì)的接地體。一組是用來(lái)構(gòu)成流過(guò)被測(cè)接地裝置的電流回路，稱為輔助接地體（或稱為電流極）；另一組是用來(lái)測(cè)量被測(cè)接地裝置與零電位點(diǎn)（大地）之間的電壓，

6、稱為接地棒（或稱為電壓極）。但是，除了電壓-電流表法需要現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備，對(duì)按電橋法和比率計(jì)法原理制成的接地電阻測(cè)量?jī)x，一般都帶有配套的輔助接地棒和接地體以及相關(guān)的連接導(dǎo)線。小結(jié)小結(jié)：2022-3-18 海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)接地阻抗的測(cè)試方法利用海上風(fēng)電機(jī)和海上升壓站的線路，作為電流線，也可以選擇相鄰的另外一臺(tái)風(fēng)機(jī)作為電流極進(jìn)行布線方案的設(shè)計(jì)，再選取合適角度的第三臺(tái)風(fēng)機(jī)，利用其接地基礎(chǔ)作為電壓極。在此基礎(chǔ)上，采用利用現(xiàn)有線路或者船行布線的方式，進(jìn)行電壓極引線的布線。2022-3-18土壤的電阻率的測(cè)量單極法首先在測(cè)試點(diǎn)埋設(shè)簡(jiǎn)單的接地體，然后采用接地電阻測(cè)試儀或者電壓表、電流表來(lái)測(cè)量單根接地體的接地電阻值Rd

7、。進(jìn)而計(jì)算土壤電阻率。若采用單根垂直接地體時(shí)，土壤電阻率為：d2LR4Llnd若采用水平埋設(shè)的接地體時(shí)，該處電阻率為：d22LRLlnbh所測(cè)處土壤電阻率，m；L鋼管（或圓鋼）接地體埋入地中的深度，也就是該接地體的長(zhǎng)度，m；d鋼管外徑或圓鋼直徑，m；Rd實(shí)測(cè)單根接地體的接地電阻，。測(cè)量處的土壤電阻率，m； h水平接地體埋設(shè)深度，m; b扁鋼截面寬度，m; Rd單根水平接地體實(shí)測(cè)接地電阻，。這兩種測(cè)量方法幾乎都是反映埋設(shè)單根接地體附近處的土壤電阻率，不能代表面積較大地域的土壤電阻率，故測(cè)量的土壤電阻率有較大誤差。兩極法首先在被測(cè)區(qū)域插入電流極A和B，在A、B之間施加電流，然后將電流表接入回路中測(cè)

8、量電流I，最后將電極B看作零點(diǎn)位，電壓等于電源電壓E，其中電源一般用電池充當(dāng)。2022-3-18四極法假設(shè)電極的埋深為L(zhǎng)，電極間距為a，并在電極、間施加電流，那么C1、C2電極在電極P1、P2上產(chǎn)生的電壓分別為：則兩極間的電位差為：故式中 R-實(shí)測(cè)土壤電阻，；-土壤電阻率，m； a-電極間的距離，m；-點(diǎn)的實(shí)測(cè)電壓，V2022-3-18 測(cè)土壤電阻率時(shí)盡量避開(kāi)地下的管道等，以免影響測(cè)試結(jié)果。 測(cè)土壤電阻率不要選擇在雨后土壤較濕時(shí)測(cè)量。 在給已運(yùn)行的變電所測(cè)土壤電阻率時(shí)，電流要受到地中水平接地體的影響，故測(cè)量時(shí)要找土質(zhì)相同但遠(yuǎn)離接地網(wǎng)的地方。 為了了解土壤的分層情況，應(yīng)改變a值進(jìn)行測(cè)量，例如a=

9、10、20、30、40、50m等。 為了全面的了解電阻率的水平方向的分布情況，應(yīng)在被測(cè)的區(qū)域內(nèi)找多個(gè)不同的點(diǎn)（一般46個(gè)點(diǎn)）進(jìn)行測(cè)量。四極法測(cè)量注意事項(xiàng)2022-3-181.接地電阻的定義與測(cè)量目的2. 測(cè)量接地電阻的基本原理3.接地電阻測(cè)量方法4. 接地電阻測(cè)量注意事項(xiàng)2022-3-18影響接地電阻測(cè)量的因素電流極引線和電壓極引線之間的互感地下附近金屬物體電壓表內(nèi)阻大地趨膚效應(yīng)響激發(fā)極化效應(yīng)測(cè)量電極干擾信號(hào)影響接地電阻測(cè)量的因素多種多樣，接下來(lái)主要討論以下因素的作用：4.測(cè)量接地電阻的注意事項(xiàng)以及消減方法2022-3-18電流極引線和電壓極引線之間的互感對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響在測(cè)量低值接地阻抗時(shí),

10、試驗(yàn)引線間的耦合就變得重要起來(lái)。由于電流引線中電流的流動(dòng)，耦合到電壓極引線而產(chǎn)生的任何電壓，將直接疊加到所欲測(cè)量的電壓上，因而產(chǎn)生測(cè)量誤差，使電壓極電位升高，使所測(cè)接地電阻值大于真實(shí)接地電阻值。相反，小面積接地網(wǎng)通常有比較高的接地阻抗，可用較短的試驗(yàn)引線接到遠(yuǎn)方零電位點(diǎn)。因此，可以認(rèn)為在測(cè)量大面積低阻抗接地網(wǎng)時(shí)，試驗(yàn)引線間的耦合是比較嚴(yán)重的。2022-3-18地下附近金屬物體對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)量接地電阻中,應(yīng)先測(cè)量接地裝置附近的土壤電阻率,了解土壤的結(jié)構(gòu)及地中是否有上述情況中的小地網(wǎng)和金屬管道的情況。針對(duì)上述情況,則應(yīng)改變測(cè)量方向,將試驗(yàn)電極排列的與地下金屬物走向垂直,來(lái)減少地下金屬

11、物對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響2022-3-18電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響在接地電阻的測(cè)量中，通常都是采用電流表一電壓表法測(cè)量接地電阻。其中電壓表與電位極P是串聯(lián)關(guān)系，所以電壓表內(nèi)阻會(huì)給測(cè)量結(jié)果引入一定的誤差。消減方法：在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)保證電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接地電阻值，這樣可以減小因電壓表內(nèi)阻所引入的誤差。2022-3-18大地趨膚效應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響地中電流的穿透深度與作用電源的頻率有關(guān)，直流電流的穿透深度在理論上為無(wú)限大，上頻電流的穿透深度比100Hz的電流大 倍,比500Hz的電流大 倍。隨著頻率的增加，電流在地中的穿透能力將減弱，而越接近地面的電流密度卻越大，這就是大地的趨膚效應(yīng)。它將使接地

12、網(wǎng)的接地電阻附加上一個(gè)與頻率有關(guān)的阻抗分量，它由附加電阻分量RJ和附加電感分量L組成，其值可由下式來(lái)表示：210電流的頻率越低，電流在地中的穿透深度越大，地中的電流密度越??；反之，電流的頻率越高，電流在地中的穿透深度小，越接近地面電流密度越大。因?yàn)榇蟮刳吥w效應(yīng)的存在，將會(huì)使接地裝置的接地電阻附加上一個(gè)與頻率有關(guān)的阻抗分量(由附加電阻分量和附加電感分量組成)，且該阻抗隨著電流頻率的增大而增大。由于這一附加阻抗的存在，大地趨膚效應(yīng)將造成所測(cè)接地電阻值大于真實(shí)接地電阻值。2022-3-18激發(fā)極化效應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響交流電流通過(guò)地中時(shí)，大地的視在電阻率因電流頻率的增大而減小的現(xiàn)象稱為激發(fā)極化效應(yīng)。激

13、發(fā)極化效應(yīng)和大地趨膚效應(yīng)對(duì)接地電阻值的影響剛好相反，在某些特定的情況下，其影響則有可能會(huì)相互抵消。只能說(shuō)，當(dāng)測(cè)量的接地電阻隨頻率的增大而增大時(shí)，有可能是大地的趨膚效應(yīng)造成的異?，F(xiàn)象；反之，隨著電源頻率的增大而減小時(shí)，可能時(shí)由于激發(fā)極化效應(yīng)造成的。只有在測(cè)量的接地電阻不隨頻率而變化時(shí)，有可能是這兩種效應(yīng)的相互補(bǔ)償，或者因測(cè)距較小而不能反映這些效應(yīng)的緣故。2022-3-18測(cè)量電極對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響為了減小接地電阻測(cè)量的誤差，測(cè)量電極在地中應(yīng)與土壤緊密接觸，減小接觸電阻，從而使電位極本身的接地電阻減小，提高測(cè)量精度。所以測(cè)量電極應(yīng)選用不易彎曲的表面光滑的圓鋼，不應(yīng)使用螺紋鋼。消除辦法：為了降低電流極的接地電阻，可以通過(guò)將電流極打入更深的土壤，在電流極周?chē)鷿娝?，或打輔助電極井和電流極并聯(lián)的方式，以獲得更大的注入電流。電流極的接地電阻與測(cè)量電源是串聯(lián)關(guān)系，因此它是影響注入電流的一個(gè)因素。接地電阻越大，注入電流越??；反之，接地電阻越小，注入電流越大。在測(cè)量電源電壓不變的情況下，可以通過(guò)降低電流極的接地電阻來(lái)增大注入電流，提高測(cè)量精度。2022-3-18干擾信號(hào)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響由于電力系統(tǒng)三相負(fù)載不平衡和電力線路三相幾何位置不對(duì)稱，在中性點(diǎn)有效接地的系統(tǒng)中，就有電流流入接地網(wǎng)，形成了在接地電阻測(cè)量時(shí)的50Hz