电气装置的测量原理及实践(四) 接地电阻部分（上）

       接地的方式有很多种，例如金属棒，金属板等。

       接地的复杂程度与很多因素有关，例如：地面状况，需要接地的装置，及不同情况下的接地电阻的设置。

接地电阻的概念

       接地电阻，是故障电流从设备流向大地时，经过接地体时受到的电阻。阻值与接地电极表面的氧化程度，及接地体附近的地面阻值有关，如下图所示。接地电阻的阻值主要集中在接地体表面。

   Earthing electrode接地体

   Ground material地面材质

   Earthing electrode surface接地体表面

       下图为接地电阻电压分布

          Uo：大地电位  Uc：接触电压

          Ust：跨步电压  Re：接地电阻

接地电阻测量的方法

       通常情况下，不同的接地电阻测试仪会有不同的测量方法，也有各自的优缺点。下面介绍Metrel的接地电阻测试仪的一些方法

       •仪器内部有信号发生器（正弦信号），使用两个测量探头

使用正弦信号测量接地电阻，比使用方波信号更有优势，尤其是在接地系统中含有感性电阻成分的时候，例如，接地体是金属带，缠绕在物体上。

       •使用外部测量电压，无需使用辅助探头

       该方法通常使用在TT系统中，该系统中的接地电阻通常要比故障回路中的其余部分电阻值（每相和保护端之间）要大很多。该方法的优点在于不需要使用辅助的测试探头，在城市中进行测量时，通常不可能使用探头进行测量。

       •使用外部测量电压及辅助探头

       该方法通常用在TN系统中，TN系统中故障回路的阻值（每相及保护端之间）非常低。

       •使用内部信号发生器，两个测试探头，一个电流测试夹钳

       测量时无需机械断开接地体

       •无测试探头，仅使用两个电流夹钳

       在测量复杂的接地系统（有很多的接地体）或者带低电阻的二次接系统时，该方法使得测量更加简单。

       注意：

       1.值得注意的是，被测得接地系统通常会存在很大的干扰信号，尤其是工厂、电力变压器、高压配电线路或铁轨周围的接地系统，在接地体周围有很大的流向大地的漏电流。因此，使用的接地电阻测试仪必须满足相关的标准，才能够在这些环境下使用。

       2.在使用测试探头（接地桩）测量时，一定要注意探头的阻值不能太大。Metrel的仪器都经过严格的测试，测量精度高。

接地电阻R­E*大允许值

       不同情况下，接地电阻的*大允许值是不同的。根本上说，接地系统与其他安全设备（）相结合，一定能够避免出现危险的接触电压。

       *基本的测量原理，是使用内部信号发生器及两个测试探头（电流和电压）。测量是基于所谓的“62%原理”。

       测量时应该注意，接地体应该与其他类似的接地装置（例如金属装置）相分离。且若当导体与接地装置相分离的时候，出现了故障电流，可能会发生危险！

四端，两探头测量方法

       按照下列方法计算测量距离（参考下图）

       •接地体和电流探头C2之间的距离=深度（金属棒状电极）×5

          或=对角长度（带状电极）×5，

       注：关于对角长度的定义见下面章节中的配图说明

       •接地体和电压探头P2（62%）之间的距离=C2的距离×0.62

       •接地体和电压探头P2（52%）之间的距离= C2的距离×0.52

       •接地体和电压探头P2（72%）之间的距离= C2的距离×0.72

       例如，带状电极接地系统，对角长度为4m，则：

       C2=4m×5=20m

       P2(62%)=20×0.62=12.4m

       P2(52%)=20×0.52=10.4m

       P2(72%)=20×0.72=14.4m

       以上仅是理论的计算，实际情况下，需要按照下列方法去做，才能确保计算的测量距离符合实际情况。

       首先在P2(62%)处测量，然后分别再P2(52%)和P2(72%)处测量。若后两次的测量结果与*次的偏差，没有超出*次测量结果的10%，则*次的结果可作为正确的结果；若超出*次结果的10%，则需要成比例的增加测量距离C2及P2，重复上述步骤。

       此外，*好在不同的方向都测一下，也*是说距之前的测量方向成90°或180°的方向，再测量几次。*终结果可以取平均值

       测量前，应该明确接地系统的类型，据此来选择相应的测量方法。

       接地电阻（下）将举例说明不同系统的具体操作方法。