接地电阻测定实验

接地电阻测定实验接地电阻测定实验指导教师：朱顺兵指导教师：朱顺兵接地电阻测定实验接地电阻测定实验教学目标教学目标1.了解接地电阻测量仪的用途和结构了解接地电阻测量仪的用途和结构;2.掌握接地电阻测量仪的使用方法掌握接地电阻测量仪的使用方法;3.掌握使用接地电阻表测量接地电阻、测土掌握使用接地电阻表测量接地电阻、测土壤电阻率的方法壤电阻率的方法。接地电阻测定接地电阻测定一、概述一、概述良好的接地是电气设备正常运行的重要保证。在电力系统中，良好的接地是电气设备正常运行的重要保证。在电力系统中，为了防止电力设备的绝缘层被击穿和因漏电使电力设备的外为了防止电力设备的绝缘层被击穿和因漏电使电力设备的外壳带电，一般要把设备的外壳接地。此外，为了防止雷电袭壳带电，一般要把设备的外壳接地。此外，为了防止雷电袭击，高大建筑物的高压输电线等都需装设避雷装置击，高大建筑物的高压输电线等都需装设避雷装置(包括避雷包括避雷针、避雷线、避雷器等针、避雷线、避雷器等)，这些装置都要可靠接地，即要求接，这些装置都要可靠接地，即要求接地电阻应尽可能的小。地电阻应尽可能的小。所谓所谓“接地接地”是指把电气设备的某些部分或金属外壳用接地是指把电气设备的某些部分或金属外壳用接地线与接地体连接起来，然后将接地体埋入地下。接地装置的线与接地体连接起来，然后将接地体埋入地下。接地装置的接地电阻包括接地线电阻、接地体电阻、接地体与土壤之间接地电阻包括接地线电阻、接地体电阻、接地体与土壤之间的接触电阻和接地体与大地之间的散流电阻，其中大地散流的接触电阻和接地体与大地之间的散流电阻，其中大地散流电阻在接地电阻中起主要作用。电阻在接地电阻中起主要作用。下一页返回接地电阻测定接地电阻测定接地电阻是检验接地装置质量的主要项目，必须按照技术要接地电阻是检验接地装置质量的主要项目，必须按照技术要求规定的标准进行检验，不可任意降低标准值。如果接地电求规定的标准进行检验，不可任意降低标准值。如果接地电阻不符合要求，不但不能保证安全，反而会造成安全的错觉。阻不符合要求，不但不能保证安全，反而会造成安全的错觉。因此，定期测量接地电阻是安全用电的重要保证。各类接地因此，定期测量接地电阻是安全用电的重要保证。各类接地装置的接地电阻合格值见装置的接地电阻合格值见表表1。接地电阻测量仪是检验测量接地电阻的常用仪表接地电阻测量仪是检验测量接地电阻的常用仪表(又称接地摇又称接地摇表表)，在测量时其所使用的电源应是交流或断续直流电源，因，在测量时其所使用的电源应是交流或断续直流电源，因为土壤的导电主要依靠地下电解质的作用，如果采用直流电为土壤的导电主要依靠地下电解质的作用，如果采用直流电源，直流电流通过大地时就会产生极化现象，产生极化电动源，直流电流通过大地时就会产生极化现象，产生极化电动势，从而影响测量结果。下面简单介绍指针式接地电阻测量势，从而影响测量结果。下面简单介绍指针式接地电阻测量仪的相关知识。仪的相关知识。上一页 下一页返回接地电阻测定接地电阻测定二、实验仪器二、实验仪器如图如图1所示为接地电阻测量仪，它由一只高灵敏度的磁电系检所示为接地电阻测量仪，它由一只高灵敏度的磁电系检流计、手摇交流发电机、电流互感器以及调节电位器等组成。流计、手摇交流发电机、电流互感器以及调节电位器等组成。考虑到被测接地电阻大小不同，量程有考虑到被测接地电阻大小不同，量程有01/10/100和和010/100/1000两种。它带有一根电位探测针和一根电流探两种。它带有一根电位探测针和一根电流探测针。测针。上一页 下一页返回接地电阻测定接地电阻测定三、测量方法与原理三、测量方法与原理如图如图2所示，接地电阻测量仪是根据补偿法原理制成的。图中所示，接地电阻测量仪是根据补偿法原理制成的。图中电路有四个端钮，其中电路有四个端钮，其中P2和和C2短接后，接至被测接地极短接后，接至被测接地极;如果如果是三个端钮的测量仪，则是三个端钮的测量仪，则P2、C2内部已连通并引出一个端钮内部已连通并引出一个端钮E，可直接接至被测接地极。另外，可直接接至被测接地极。另外，P1和和C1分别是电位辅助电分别是电位辅助电极和电流辅助电极的端钮。测量时，分别用导线将它们与电极和电流辅助电极的端钮。测量时，分别用导线将它们与电极探针连接，电极探针接至被测接地极极探针连接，电极探针接至被测接地极20 m处和处和40 m处，两处，两探针应保持探针应保持20 m的距离。的距离。上一页 下一页返回接地电阻测定接地电阻测定图图2所示接地电阻测量仪，有三个量程，可以测量不同接所示接地电阻测量仪，有三个量程，可以测量不同接地电阻的大小，用联动的转换开关地电阻的大小，用联动的转换开关S同时改变互感器二次同时改变互感器二次侧的并联电阻和检流计的并联电阻，即可改变量程。通侧的并联电阻和检流计的并联电阻，即可改变量程。通过选择不同的量程挡，并调节仪表面板上电位器补偿电过选择不同的量程挡，并调节仪表面板上电位器补偿电阻阻R的旋钮使检流计指零，使的旋钮使检流计指零，使P1电极的电位与电极的电位与R可调端的可调端的电位相等，就可以由读数盘上读得电位相等，就可以由读数盘上读得r的值，则被测接地电的值，则被测接地电阻为阻为式中，式中，K为电流互感器的变流比。为电流互感器的变流比。上一页 下一页返回接地电阻测定接地电阻测定四、实验步骤四、实验步骤（一）测前准备（一）测前准备首先断开电源，然后拆开接地干线的连接点。首先断开电源，然后拆开接地干线的连接点。将接线处打磨光滑，去掉锈蚀。将接线处打磨光滑，去掉锈蚀。对仪表进行短路试验对仪表进行短路试验,E,P,C端扭短路，摇动手柄，调整粗调端扭短路，摇动手柄，调整粗调旋扭和细调拨盘，使指针指零。旋扭和细调拨盘，使指针指零。测量接地电阻，应选择在土壤导电率最低、土壤干燥的时期，测量接地电阻，应选择在土壤导电率最低、土壤干燥的时期，如冬季最冷的时候或夏季进行。如冬季最冷的时候或夏季进行。上一页 下一页返回接地电阻测定接地电阻测定(二二)接地电阻测量仪的接线接地电阻测量仪的接线三端钮式测量仪接线三端钮式测量仪接线如图如图3(a)所示，四端钮测量仪接线所示，四端钮测量仪接线如图如图3(b)所示。接线的具体方法是所示。接线的具体方法是:将两根探测针分别插入地中，将两根探测针分别插入地中，电位探针电位探针P插在距被测接地装置插在距被测接地装置E20 m处，电流探针处，电流探针C插在距插在距被测接地装置被测接地装置E40 m处。三者成一直线且彼此相距处。三者成一直线且彼此相距20 m。再用导线将再用导线将E,P,C连接在仪器的相应端钮连接在仪器的相应端钮E,P,C上。两根探上。两根探测针都需垂直插入地下测针都需垂直插入地下400 mm以上。以上。上一页 下一页返回接地电阻测定接地电阻测定(三三)正确使用正确使用将接地电阻测量仪的粗调倍率旋扭置于最大倍数位置，一面将接地电阻测量仪的粗调倍率旋扭置于最大倍数位置，一面缓慢转动发电机的手柄，一面调节粗调旋扭，使检流计的指缓慢转动发电机的手柄，一面调节粗调旋扭，使检流计的指针接近中心红线位置，当检流计接近平衡时，再加快发电机针接近中心红线位置，当检流计接近平衡时，再加快发电机手柄的转速使之达到手柄的转速使之达到120r/min;同时调节测量标度盘细调拨盘，同时调节测量标度盘细调拨盘，使检流计指针直至居中，稳定地指在红线位置为止使检流计指针直至居中，稳定地指在红线位置为止;这时，用这时，用测量标度盘测量标度盘(表头表头)的读数乘以粗调倍率旋扭的定位倍数，即的读数乘以粗调倍率旋扭的定位倍数，即为接地装置的接地电阻值。例如，粗调倍率旋扭的定位倍数为接地装置的接地电阻值。例如，粗调倍率旋扭的定位倍数是是10，表头上的读数为，表头上的读数为0.4,所测接地装置的接地电阻即为所测接地装置的接地电阻即为0.4 x 10=4上一页 下一页返回接地电阻测定接地电阻测定如果测量标度盘的读数小于如果测量标度盘的读数小于1，则应将粗调倍率旋扭置于倍数较小，则应将粗调倍率旋扭置于倍数较小的档，并重新测量和读数。的档，并重新测量和读数。为了保证测得的接地电阻值准确可靠，应在测量完毕后移动两根探为了保证测得的接地电阻值准确可靠，应在测量完毕后移动两根探测针，更换另一个地方进行再次测量，一般每次所测得的接地电阻测针，更换另一个地方进行再次测量，一般每次所测得的接地电阻值不会完全相同，最后取几个测得值的平均数，确定为该接地装置值不会完全相同，最后取几个测得值的平均数，确定为该接地装置的电阻值。的电阻值。土壤电阻率测定土壤电阻率测定定义：单位立方体土壤的对面之间的电阻称土壤电阻率，单位是定义：单位立方体土壤的对面之间的电阻称土壤电阻率，单位是cm或者或者m测量：土壤电阻率一般由设计单位测定，将所测定数据填写在图纸测量：土壤电阻率一般由设计单位测定，将所测定数据填写在图纸上，作为依据。但有时图纸数据与现场不符，尤其是已经按图施工，上，作为依据。但有时图纸数据与现场不符，尤其是已经按图施工，但接地电阻达不到要求时，应进行土壤接地电阻率的测定但接地电阻达不到要求时，应进行土壤接地电阻率的测定。土壤电阻率测定土壤电阻率测定单极法测量土壤电阻单极法测量土壤电阻率率按图按图4接线，电流极接线，电流极C离开接离开接地极（铝合金管或圆钢探针）地极（铝合金管或圆钢探针）的测量距离的测量距离S20m；电压极；电压极P的位置应置于的位置应置于0.7)S处。处。测量时电流极测量时电流极C的位置不变，的位置不变，移动电压极移动电压极P的位置，在上述的位置，在上述区间取区间取35点，按照接地电点，按照接地电阻测量的方法读取仪器所测电阻测量的方法读取仪器所测电阻值，其平均值作为测量值。阻值，其平均值作为测量值。图4 单极法测量土壤电阻率 土壤电阻率测定土壤电阻率测定计计算土壤算土壤电电阻率阻率 式中：式中：L探探针针插入土壤的插入土壤的长长度，度，cm；L取取120cmd管的直径，管的直径，cm；d取取25cmR接地接地电电阻阻值值，；p土壤土壤电电阻率，阻率，m或或cm。注意事项与工程应用注意事项与工程应用(1)被测极与辅助接地极连接的导线不能与高压架空线、地下金属管线平行，被测极与辅助接地极连接的导线不能与高压架空线、地下金属管线平行，以防干扰和影响测量的准确性。以防干扰和影响测量的准确性。在放置射线时，应将所有射线放完，且两条在放置射线时，应将所有射线放完，且两条平行放置的射线间距不小于平行放置的射线间距不小于20公分。公分。(2)雷雨季节阴雨天气，不得测量避雷装置的接地电阻。雷雨季节阴雨天气，不得测量避雷装置的接地电阻。(3)不准带电测量接地电阻。不准带电测量接地电阻。(4)电气设备接地电阻的测量应该定期进行。接地电阻按要求在一年中任何电气设备接地电阻的测量应该定期进行。接地电阻按要求在一年中任何时候都不能大于规定的数值，所测接地电阻小于规定值才算真正符合要求。时候都不能大于规定的数值，所测接地电阻小于规定值才算真正符合要求。(5)土壤电阻率一般由设计单位测定，将所测定数据填写在图纸上，作为依土壤电阻率一般由设计单位测定，将所测定数据填写在图纸上，作为依据。但有时图纸数据与现场不符，尤其是已经按图施工，但接地电阻达不到据。但有时图纸数据与现场不符，尤其是已经按图施工，但接地电阻达不到要求时，应进行土壤接地电阻率的测定。要求时，应进行土壤接地电阻率的测定。(6)实验操作关键点：实验操作关键点：5m线（接线（接E端钮），端钮），20m线（接线（接P端钮），端钮），40m线（接线（接C端钮）端钮）!返回 表表1 各类接地装置的接地电阻各类接地装置的接地电阻合格值合格值 返回 图图1 接地电阻测量仪外形图接地电阻测量仪外形图 返回 图图2 接地电阻测量仪接地电阻测量仪 返回 图图3（a）接地电阻测量仪的接地电阻测量仪的接线接线返回（a）三端钮式测量仪的接线）三端钮式测量仪的接线 图图3（b）接地电阻测量仪的接地电阻测量仪的接线接线返回（b）四端钮式测量仪的接线）四端钮式测量仪的接线