接地電阻的測量是按照公式(1)來進行的:給接地裝置(接地極或接地網)施加一個電流I,測量出接地極(網)上的電壓U,電壓與電流相除,就得到了接地電阻。
看似簡單,但是,這個電流如何正確的施加,這個電壓如何測量準確,卻并不是每個測量者都知道。本文向讀者介紹的就是這方面的技術和經驗。
1測量電流的施加與電流輔助極
在公式(1)中,測量電流是指“流過接地裝置入地的電流”。這個電流與導線中流過的電流是不一樣的。在導線中,電流沿導線流動,形成連續的閉合回路,其路徑是確定的和可預見的。而“流過接地裝置入地的電流”卻擴散到大地里,流到很遠很遠的地方。它是怎么形成閉合回路,以滿足電流的連續性和閉合性規律呢?
如果這個電流是雷擊形成的雷電流,這個電流是從雷云經過雷電放電通道進入接閃器和引下線,再經過接地裝置向四周大地擴散傳播,最后經過云——地之間的廣大空間以位移電流的形式,回到雷云,滿足電流的連續性與閉合性的規律,如圖1A所示。可是,我們在進行接地電阻測試時,為了能夠向接地裝置注入(施加)測試電流,我們首先必須解決電流的歸路或收集問題。這就是必須找到或人為制作一個電流回路。在三極直線法和三角形法測量接地電阻時需要在遠方臨時打一個輔助電流極,其目的就是為了給電流提供一個回路。而在鉗表法中,不需要打臨時的輔助電流極,并不是電流不需要回路,而是要找尋現A 雷電流的分布 B 測量接地電阻時的電流分布成的可以用作為回路的電路。圖1描述了通過接地裝置流入地中電流的場的分布,圖1A是雷電流的場,這是一個向四周擴散的電流場,而圖1B是測試電流的場,是一個向一邊擴散的畸變的電流場。
輔助電流極的出現使電流場的分布變得不均勻了,畸變了。輔助電流極離被測接地極(網)越近,電流場的畸變越大;輔助電流極越遠,電流場的畸變越小,但測試工作量越大。因此,這里有一個合適的****的距離,在滿足測試準確度的要求的情況下,使輔助電流極比較近。
2 測量電壓與輔助電壓極
公式(1)中的電壓是指接地裝置(網)與大地零電位參考點之間的電壓。大地零電位參考點在哪里,如何取得,是接地電阻測試中的另一個重要問題。顯然我們不可能到無窮遠的地方去找零電位參考點,而是在一個較近的可以接受的地方尋找零電位參考點。
在接地電阻測量中,需要在選做零電位參考點的地方打一個輔助電壓極,用一根導線將參考電位取回來,它與接地裝置(網)的電位之差,就是我們需要的電壓U。要找一個真正的零電位參考點在現實測量工作中可能很不容易,但我們能夠找到一個盡可能接近零電位的地方,或者其誤差是可以接受的地方。如果這個點的電位不是真正的零電位,而是比零電位大一點,或小一點,那最后得到的電壓和測得的接地電阻就會有或大或小的誤差。多大的誤差能夠為我們所接受,這就需要通過測量結果來判斷。在這里,不僅要了解測量原理,還要具備相應的實際測量經驗。總之,為保證接地電阻測量的準確,關鍵就在于零電位參考點選取的正確與否以及對測量結果的判斷。
大地零電位參考點在哪里呢?有的人有一種誤解,認為大地總是處于零電位的。他們認為,地電位就是零電位,這是不正確的。其實,只要地中有電流流過,就有電壓降,這兒的地就不是零電位。沒有電流流過的地,才是電氣上的零電位地。因此,嚴格地說,零電位在離被測接地裝置(網)很遠的地方。對于單根金屬管接地極來說,離接地極的距離在20m以上才可以認為是零電位。
輔助電壓極的任務就是取回零電位,因此怎樣獲得準確的零電位點,是測準接地電阻的關鍵。
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