电气装置的测量原理及实践(四) 接地电阻部分（下）

1、接地系统只有一个棒状接地电极

       测量结果=U/I=R­­­­­E

       其中：

         U:通过内部电压表测得的P1和P2之间的电压值

         I：从C1和C2两端口施加到回路中的电流

       只有一个接地电极，因此测量非常简单。建议使用4线测试法而不是3线测试法，因为4线测试法不用考虑测试夹的接触电阻以及待测电极表面的生锈情况，这些不会对4线测试法造成影响。

测量时，接地棒可以按直线排列，也可按等边三角形排列。

2、接地系统只有一个带状接地电极

       测量结果=U/I=R­­­­­E

       其中：

          U:通过内部电压表测得的P1和P2之间的电压值

         I：从C1和C2两端口施加到回路中的电流

       这种测试方法与上节中的相似，区别在于接地电极为带状电极，因此需考虑其长度，如上图所示 。

测量时，接地棒可以按直线排列，也可按等边三角形排列。

3、复杂接地系统（多个电极并联）

       在这些系统中，以下两点非常重要：

       •接地系统的总接地电阻REtot，等于多个接地电极的并联电阻。足够低的总接地电阻可以完全避免设备故障时受到电击，但是当有大气放电现象（例如雷击）的时候可能不会提供有效保护。

       •RE1...REn是并联的接地电极

       当接地系统用于保护不受雷击，这些电阻必须足够低。大气放电非常迅速，放电电流中含有高频成分，当接地系统中存在任何感性成分时，对这些高频电流会产生很大的阻抗。因此不能将电流导入大地，这将会造成灾难性的后果。

       若系统中在不同的位置安装一些避雷针，则会很好的解决这个问题，尤其是接地电阻比较高的情况下。避雷针的特殊构造会吸引雷电，并将其引入大地。在避雷针系统的周围可能会存在很高的电厂及气体电离现象。

3.1测量总接地电阻

       （a）四线，两探头原理

       电压及电流测试杆的安装位距离接地系统比较远，因此接地点可看做为一点。其中d为接地系统中，相距*远的两个接地电极的距离。电流探头的距离至少为5d。

       测量结果=U/I=R­E1//R­E2//R­E3//R­E4//=R­Etot

       这种方法的优点是测量结果*可靠，缺点是安装探头过程中需要很长的距离，在城市中这种测量方法很不方便。

       （b）仅使用两个电流夹钳，无需接地杆

       当接地系统中有附加的接地电极，或总接地电阻较小时，可使用该方法。这种情况常见于城市已建区域。

       上图中：

       RE1-RE4为待测接地系统中单个的接地电阻

       RE5-REn为辅助接地系统中（总接地电阻较小）单个的接地电阻

       r为两个电流夹钳之间的距离，至少为30cm。

       下图为接地系统的等效电路图：

       测量结果=（RE1-RE4接地系统总的接地电阻）+（RE5-REn辅助接地系统接地电阻）

       若假设RE1-RE4阻值远大于RE5-REn阻值，那么：

       测量结果≈RE1-RE4接地系统总的接地电阻

3.2单个接地电阻的测量

       （a）   断开待测的接地电极，使用4线2探头的方法测量

       结果=U/I=RE4

       这种测量方法的缺点是，测量前需要断开待测接地电极的电路，有时候接口处会有生锈，不易断开；优点是测量结果*可靠

       （b）   断开待测的接地电极，使用4线2探头的方法测量

       结果=RE4+（RE1//RE2//RE3），若RE1//RE2//RE3远低于RE4，则：

       结果≈RE4

       （c）   使用4线2探头，并结合测试夹钳测量接地电阻

       下图为测量的等效电路：

       其中：

       U­t­为测试电压

       RC为电流测试探头的电阻

       RP为电压测试探头的电阻

       Itot为由测试电压U­t产生的总电流，由电流探头测得

       I1-I4为电路分流

       （d）仅使用两个夹钳测量

       或