接地电阻的测试方法
一、接地电阻测试要求：
a. 交流工作接地，接地电阻不应大于4Ω；
b. 安全工作接地，接地电阻不应大于4Ω；
c. 直流工作接地，接地电阻应按计算机系统具体要求确定；
d. 防雷保护地的接地电阻不应大于10Ω；
e. 对于屏蔽系统如果采用联合接地时，接地电阻不应大于1Ω。
二、接地电阻测试仪
ZC-8型接地电阻测试仪适用于测量各种电力系统，电气设备，避雷针等接地装置的电阻值。亦可测量低电阻导体的电阻值和土壤电阻率。
三、本仪表工作由手摇发电机、电流互感器、滑线电阻及检流计等组成，全部机构装在塑料壳内，外有皮壳便于携带。附件有辅助探棒导线等，装于附件袋内。其工作原理采用基准电压比较式。
四、使用前检查测试仪是否完整，测试仪包括如下器件。
1、ZC-8型接地电阻测试仪一台
2、辅助接地棒二根
3、导线5m、20m、40m各一根
五、使用与操作
1、测量接地电阻值时接线方式的规定
仪表上的E端钮接5m导线，P端钮接20m线，C端钮接40m线，导线的另一端分别接被测物接地极Eˊ，电位探棒Pˊ和电流探棒Cˊ，且Eˊ、Pˊ、Cˊ应保持直线，其间距为20m
1.1测量大于等于1Ω接地电阻时接线图见图1
将仪表上2个E端钮连结在一起。
此主题相关图片如下：
测量小于1Ω接地电阻时接线图
1.2测量小于1Ω接地电阻时接线图见图2
将仪表上2个E端钮导线分别连接到被测接地体上，以消除测量时连接导线电阻对测量结果引入的附加误差。
2、操作步骤
2.1、 仪表端所有接线应正确无误。
2.2、 仪表连线与接地极Eˊ、电位探棒Pˊ和电流探棒Cˊ应牢固接触。
2.3、 仪表放置水平后，调整检流计的机械零位，归零。
2.4、 将“ 倍率开关”置于最大倍率，逐渐加快摇柄转速，使其达到150r/min。当检流计指针向某一方向偏转时，旋动刻度盘，使检流计指针恢复到“0”点。此时刻度盘上读数乘上倍率档即为被测电阻值。
2.5、 如果刻度盘读数小于1时，检流计指针仍未取得平衡，可将倍率开关置于小一档的倍率，直至调节到完全平衡为止。
2.6、 如果发现仪表检流计指针有抖动现象，可变化摇柄转速，以消除抖动现象。
六、注意事项
1、禁止在有雷电或被测物带电时进行测量。
2、仪表携带、使用时须小心轻放，避免剧烈震动。
如图:
第二篇：接地电阻的电压_电流测量法及其应用
第21卷?第3期
19xx年9月武汉水利电力大学(宜昌)学报J.ofUniv.ofHydr.&Elec.Eng./YichangVol.21No.3Sept.1999
接地电阻的电压/电流测量法及其应用
文国良
(建筑设计研究院)???彭?刚
(建筑工程系)
摘?要?从传统的贝仑特补偿法测理接地电阻出发,说明其工作原量及局限性,并提出用电压/电
流法测量接地电阻及其应用?
关键词?接地电阻;?贝仑特补偿法;?电压/电流法;?电磁耦合;?环线阻抗
分类号?TM930.1?TU852
1?传统的接地电阻测量法
1?1?贝仑特补偿法
一般来说,在工业与民用建筑中,按施工验收规范需测出的是与接地体相连接的全部机壳的接地电阻(RA)?接地电阻的测量在我国几乎均采用接地电阻测量仪(又称接地摇表),这种仪器的测量原理基本上是采用图1所示的贝仑特补偿法?图中探针与接地体之间的距离应符合表1的规定?
表1?测量接地电阻时接地体与探针之间的最短距离
结?构?型?式
单个接地体长度至10m
接地设备超过10m
接地网接地体与电压探针之最短距离20m2倍接地体长度2?5倍接地网的平均直径接地体与电流探针之最短距离40m4倍接地体长度5倍接地网的平均直径
??由图1可知,当滑动可调电阻R时,接地电阻上出现电压降?
被测接地体A与电流探针B(也称辅助接地体)都是接在供馈电
流IT1的交流电流回路中?通过变比为1?1的电流互感器而在
带滑动触头的电阻R中产生相同大小的电流IT2?两个回路相互
连接在P点,电阻的滑动触头通过电压表V与电压探针C相连
接?
在测量过程中,滑动触头直至使仪表指在零位,此时,接地体
A与探针C之间存在的电压等于在电阻上量取的电压U2,因此
IT1?RA=IT2?r
因IT1=IT2,?故RA=r
也就是说,在电阻R上量取的电阻值r等于需测的接地电阻
RA?
探针B的电阻不出现于计算中,它只是在影响到流过测量线路的电流值并由此而影响到测量线路灵敏度时才予以考虑?同样,探针C的电阻对计算也是无关紧要的,因为在补偿平衡后探针C就不再流过电流?
1?2?贝仑特补偿法的局限性
从表1看出,电流探针距被测接地体的最小距离为40m,这在实践当中有很多工程因受场地的限制图1?贝仑特补偿法测量接地电阻原理图?收稿日期:1999-04-30??
第21卷?第3期????????文国良等?接地电阻的电压/电流测量法及其应用?????????243制而无法达到此要求?如果缩短探针与接地体之间的距离,则因电流探针与电压探针之间及电压探针与接地体之间会产生电磁耦合而使测量结果失真?
在实际测量当中,电压、电流探针为直线布置,如果电压、电流探针的测量线靠近且平行敷设时,两线之间会产生电磁感应引起很大的误差?仪表电流源的频率越高,电磁感应作用就越显著?且测量线越长,则其电阻也不可忽视?
另外,在测量线的下方不得有平行接近的金属导体?文献[2]指出:?在用直线法测量接地电阻时,若引线布置方向有接近的平行的地下金属管道或地下电缆时,可以造成几倍的误差,该大尺度金属物若为不与被测接地网连接的情况将造成负误差,可能使不合格的接地网误为合格;若该大尺度金属物为与被测接地网连接时,由于其中流过电流,感应作用能使测量结果产生很大的正误差??
还有,在接地电阻测量当中,有的操作者误将测量线从接地网上任意一点引出,见图2(a)?按照文献[2]的理论,实际上会产生很大的正误差,因为接地网将与测量线产生电磁耦合?正确的引线方法见图2(b)?从图2可知,产生误操作的原因一方面是操作者从理论上不甚了解而盲目按图2(a)引线,另一方面是操作者在实际上根本就不了解地下接地体的形状及大小?综上所述,贝仑特补偿法因受场地电磁耦合及地下金属体(或电缆)的分布情况而在应用上受到一定的限制,且用途单一?为此,笔者提出用电压/电流法来解决上述限制及用途的单一性
?
(a)错误测量法??????????????(b)正确测量法
图2?接地网的接地电阻测量图
2?电压/电流测量法
2?1?
测量电路的构成
电压/电流法测量电路仅需简易的电压表与电流表即可,见图3:Rp?可调实验
电阻,范围23k?~20?;A?电流表,范围0~10A;V?可转换电压表,范围0~300V,
内阻Ri?300?/V;T?实验按钮。
2?2?不用探针的电压/电流法测量接地电阻
图4给示了TT-系统的测量线路:RB?工作接地电阻;RA?机壳接地电阻;
RP?可调实验电阻,范围23k?~20?;A?电流表,范围0~10A;V?可转换电压表,
范围0~300V,内阻Ri?300?/V;T?实验按钮。
测量开始时,与RP相关联的电压表V是调在最高范围且将RP调至最大值?
合上按钮T后,显示的电压(U)不允许低于220-UL(持续允许的接触电压50V)
(V)?如不是这样,就表明出现故障(如保护导线断裂时电压表显示为0),则此时不
验电流10A为止,读出电流I与电压U后即可算出接地电阻RA
RA=U/I
??试验电阻RP值可由以下两方面来考虑:(1)图3?电压/电流法电路构成图允许继续测量?取UL=50V,则必需电压表显示值U>170V,此时,可降低试验电阻,直至取得最大实
244???????????武汉水利电力大学(宜昌)学报??????????19xx年9月体的最大电流为10mA?如果将人体电阻忽略不计,它在最不利的情况下可以十分小,获得的最大试验电阻RP=220V/10mA=22k??
由于测量是用10A进行,所以最小试验电阻RP=(220-50)/10=17,取20??
即?20?<RP<23k?
另外,在选择试验电阻时,即使整定值较小也应考虑10A的负载能力
?
图4?电压/电流法在TT-系统中测量接地电阻图??图5?电压/电流法在TT-系统中用探针测接地电阻图由图5可知,用电压/电流法测量时,因要利用网络电压,故其前提条件是要具有接地的网点,因此电压/电流法特别适用于TT-系统?但这种测量法基本上受着外界电压(RA与RB之间的电位差)影响的危险?图5中:RB?工作接地电阻;RA?机壳接地电阻;RP?可调实验电阻,范围22k?~20?;A?电流表,范围0~10A;V?可转换电压表,范围0~300V,内阻Ri?300?/V;T?实验按钮。2?3?用探针的电压/电流法测量接地电阻
图6给示了TT-系统的测量线路:RB?工作接地电阻;RP?可调实验电阻,范围23k?~20?;A?电流表,范围0~10A;V?可转换电压表,范围0~300V,内阻Ri?300?/V;T?实验按钮;ZS?导线环线阻抗;Uo?对地电压(按钮T断开时);UM?试验电阻上的电压(按钮T闭合时);r?Rp的调节电阻(在测量终端读出UM时);I?电流(在测量终端读出UM时)
。
图6?电压/电流法在TN-S?系统中环线阻抗测量图
此测量方法受外界电压影响的危险性很小,但前提是电压探针与接地体之间距要符合表1的规定.测量线路基本上是相当于不用探针进行测量的线路?
同样,在测量开始时也是将试验电阻调至最大值并将电压表整定在最大范围中,在合上按钮T后UL,,(
第21卷?第3期????????文国良等?接地电阻的电压/电流测量法及其应用?????????245220V),并不允许继续测量?如显示的电压小于UL,则试验电阻应降低,直至取得最大的试验电流10A为止,这样就能使可能存在的外界电压或干扰电压对测量结果的影响降到最低程度
读出电流I与电压U后即可算出接地电阻RA
RA=U/I(2)
2?4?环线阻抗的测量
我们知道,环线阻抗的测量也是间接接触保护检查范围之一,因此必须测出相线与保护线(PE)或相线与PEN-导线之间的环线阻抗?一般来说,环线阻抗只是在回路的最远端位置上才需要测量,且只需验证保护导线的畅通连接即可?
图6所示出TN-S-系统中环线阻抗测量电路?当测量结束时如能确定试验电阻值(从刻度上读出),则电流表也可省略?断开T时,电压表读数需大致等于220V,否则表明有故障,测量不允许继续进行?按钮T闭合前,试验电阻须调到最大值?合上T后电阻降低到最小值,此时UM不允许低于UO-UL(220V-50V=170V),否则机壳上就会出现过高的接触电压?回线阻抗ZS由下式求得
如已知电流I,则ZS=(UO-UM)/I??如已知电阻r,则ZS=r(UO-UM)/I?
3?结语
电压/电流测量法可广泛应用于间接接触保护措施的检查,如上述接地电阻?环线阻抗的测量,还可用于漏电开关的漏电试验及泄漏电流的测试,限于篇幅本文不作一一举例?电压/电流测量法比贝仑特补偿法的优越性是显见的?至少不受场地限制?电磁耦合及地下金属体形状大小的影响?其测量结果比较准确?但由于需利用网络电压,且要具有接地的网络点,故在测量接地电阻方面不适用于IT-系统?
参考文献
1?解广润?电力系统接地技术?北京:水利电力出版社,1991
2?刘?继?接地优化设计?雷电与静电,1992(1):36~39
3?马宏达?正确地理解和执行建筑物防雷规范?雷电与静电,1994(2):15~16
Voltage/CurrentMethodofMeansuringonEarthResistanceandItsApplication
WenGuoliang
(InstituteofArchitecturalDesign)??PengGang(Dept.ofArchitecturalEngineering)
Abstract?Fromthetraditionalbalantcompensationmethodofmeasuringearthresistance,itsworkingprincipleandrestrictivenessareexplained?Avoltage/currentmethodofmeasuringearthresistanceispro-posedanditsapplicationisalsodiscussed?
Keywords?earthresistance;?balantcompensationmethod;?voltage/currentmethod;?electromegneticcoupling;?loopresistance