測(cè)量接地電阻的基本原理

城軌供電系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)量接地電阻的基本原理教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)，了解并掌握測(cè)量接地電阻的基本原理。教學(xué)重點(diǎn)認(rèn)知測(cè)量接地電阻的基本原理1了解直流驗(yàn)電器技術(shù)指標(biāo)2目錄測(cè)量接地電阻的基本原理0101測(cè)量接地電阻的基本原理根據(jù)接地電阻的意義，接地電阻是電流I經(jīng)接地體流入大地時(shí)接地電位U和I的比值。因此，為了測(cè)量接地電阻，首先在接地體上注入一定的電流，這就需要設(shè)置一個(gè)可提供電流回路的電流極，并用電流表測(cè)出該電流，而為了用電壓表測(cè)出接地電極的電位，則需要設(shè)置一個(gè)能測(cè)出無窮遠(yuǎn)零位面處電位的電壓極，如圖所示。02測(cè)量接地電阻的基本原理為簡化計(jì)算，設(shè)接地體為半球形，在距球心X處的球面上的電流密度為式中J-——距球心為X處的球面上電流密度；I——接地體入地的電流；03測(cè)量接地電阻的基本原理我們知道，電場(chǎng)強(qiáng)度E=J,為土壤電阻率,而電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)間的電位差，等于電場(chǎng)強(qiáng)度在兩點(diǎn)之間的線積分。設(shè)無窮遠(yuǎn)處的電位為零，所以距離接地體球心x(x→rg)處所具有的電壓為（5-2）04測(cè)量接地電阻的基本原理由式（5-2）知，電極1、2之間出現(xiàn)的電位差為

（5-3）電極3使1、2、之間出現(xiàn)的電差為

（5-4）1，2電極之間的總電位等于U’與U”之和，即（5-5）

05測(cè)量接地電阻的基本原理因此1、2極之間呈現(xiàn)的電阻Rg為

（5-6）接地體1的接地電阻實(shí)際值為

（5-7）式中R——接地體的實(shí)際電阻；rg——接地體的半徑；

06測(cè)量接地電阻的基本原理要使測(cè)量的接地電阻Rg，等于接地體的實(shí)際接地電阻R，就必須使式（5-6）式（5-7）式相等，即（5-8）令d12=d13,d23=(1-a)d13,代入式（5-8）得

而解得a=0.618

07測(cè)量接地電阻的基本原理系數(shù)a表明，如果電流極不置于無窮遠(yuǎn)處，則電壓極必須放在電流與被測(cè)接地體兩者之間，距接地體0.618d13處，即可測(cè)得接地體的真實(shí)接地電阻值，此方法稱為0.618法或補(bǔ)償法。08測(cè)量接地電阻的基本原理這一結(jié)論的應(yīng)用是有范圍的，與假設(shè)的前提有關(guān)，即僅在接地體為半球形，球形中心位置已知，土壤的電阻率一致，鏡像的影響忽略不計(jì)下適用。但實(shí)際情況與此有出入，如接地體幾乎沒有半球形的，大多數(shù)為管狀、帶狀以及由管帶形成的接地網(wǎng)。測(cè)量結(jié)果的差別程度隨極間距離d13的減小而增大。但不論接地體的形狀如何，其等位面距其中心越遠(yuǎn)，其形狀就越接近半球形。09測(cè)量接地電阻的基本原理實(shí)際的地網(wǎng)基本上是網(wǎng)格狀，它介于圓盤和圓環(huán)兩者之間，用上述論證方法，可以證明當(dāng)接地體為圓盤（圓盤半徑為r），電極布置采用補(bǔ)償法時(shí)，其測(cè)量誤差為（5-9）將不同的d13代入式（5-9）可求得相應(yīng)的測(cè)量誤差，如表5-1所示，表中D為圓盤直徑。表5-1采用不同電極距離測(cè)量圓盤接地體接地電阻的誤差從5-1看出，用2D補(bǔ)償法測(cè)量圓盤接地體的接地電阻時(shí)，其誤差比較?。ㄐ∮?%）。電極距離d135D4D3D2DD誤差（%）-0.057-0.089-0.216-0.826-8.210測(cè)量接地電阻的基本原理如果地網(wǎng)是圓環(huán)接地體，同理可證明，若采用補(bǔ)償法，當(dāng)接地導(dǎo)體的直徑d=8mm，地網(wǎng)半徑r=40m時(shí)，取不同的d13值，其相應(yīng)的測(cè)量誤差，按式（5-9）計(jì)算的結(jié)果如表5-2所示。表5-2用不同電極距離（d13）測(cè)量圓環(huán)接地體接地電阻誤差（%）由表5-2看出，用2D（為圓環(huán)直徑）補(bǔ)償法測(cè)量圓環(huán)接地體的接地電阻時(shí)，其誤差亦小于1%。所以對(duì)于實(shí)際的接地網(wǎng)，用2D補(bǔ)償法測(cè)量接地電阻的誤差均在1%以下。d135D4D3D2D(%)-0.0322-0.0595-0.138-0.49811測(cè)量接地電阻的基本原理此時(shí)測(cè)量電極的布置是電流極距離地網(wǎng)中心d13=2D，電壓極距地網(wǎng)中心是d12=0.618d13=1.236D。DL475—92《接地裝置工頻特性參數(shù)的測(cè)量導(dǎo)則》規(guī)定：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)，為了得到較為可信的測(cè)試結(jié)果，建議把電流極離被測(cè)接地裝置的距離增大，例如