電氣裝置的測量原理及實踐(四) 接地電阻部分（上）

       接地的方式有很多種，例如金屬棒，金屬板等。

       接地的復雜程度與很多因素有關，例如：地面狀況，需要接地的裝置，及不同情況下的接地電阻的設置。

接地電阻的概念

       接地電阻，是故障電流從設備流向大地時，經過接地體時受到的電阻。阻值與接地電極表面的氧化程度，及接地體附近的地面阻值有關，如下圖所示。接地電阻的阻值主要集中在接地體表面。

   Earthing electrode接地體

   Ground material地面材質

   Earthing electrode surface接地體表面

       下圖為接地電阻電壓分布

          Uo：大地電位  Uc：接觸電壓

          Ust：跨步電壓  Re：接地電阻

接地電阻測量的方法

       通常情況下，不同的接地電阻測試儀會有不同的測量方法，也有各自的優缺點。下面介紹Metrel的接地電阻測試儀的一些方法

       ?儀器內部有信號發生器（正弦信號），使用兩個測量探頭

使用正弦信號測量接地電阻，比使用方波信號更有優勢，尤其是在接地系統中含有感性電阻成分的時候，例如，接地體是金屬帶，纏繞在物體上。

       ?使用外部測量電壓，無需使用輔助探頭

       該方法通常使用在TT系統中，該系統中的接地電阻通常要比故障回路中的其余部分電阻值（每相和保護端之間）要大很多。該方法的優點在于不需要使用輔助的測試探頭，在城市中進行測量時，通常不可能使用探頭進行測量。

       ?使用外部測量電壓及輔助探頭

       該方法通常用在TN系統中，TN系統中故障回路的阻值（每相及保護端之間）非常低。

       ?使用內部信號發生器，兩個測試探頭，一個電流測試夾鉗

       測量時無需機械斷開接地體

       ?無測試探頭，僅使用兩個電流夾鉗

       在測量復雜的接地系統（有很多的接地體）或者帶低電阻的二次接系統時，該方法使得測量更加簡單。

       注意：

       1.值得注意的是，被測得接地系統通常會存在很大的干擾信號，尤其是工廠、電力變壓器、高壓配電線路或鐵軌周圍的接地系統，在接地體周圍有很大的流向大地的漏電流。因此，使用的接地電阻測試儀必須滿足相關的標準，才能夠在這些環境下使用。

       2.在使用測試探頭（接地樁）測量時，一定要注意探頭的阻值不能太大。Metrel的儀器都經過嚴格的測試，測量精度高。

接地電阻R-E*大允許值

       不同情況下，接地電阻的*大允許值是不同的。根本上說，接地系統與其他安全設備（）相結合，一定能夠避免出現危險的接觸電壓。

       *基本的測量原理，是使用內部信號發生器及兩個測試探頭（電流和電壓）。測量是基于所謂的“62%原理”。

       測量時應該注意，接地體應該與其他類似的接地裝置（例如金屬裝置）相分離。且若當導體與接地裝置相分離的時候，出現了故障電流，可能會發生危險！

四端，兩探頭測量方法

       按照下列方法計算測量距離（參考下圖）

       ?接地體和電流探頭C2之間的距離=深度（金屬棒狀電極）×5

          或=對角長度（帶狀電極）×5，

       注：關于對角長度的定義見下面章節中的配圖說明

       ?接地體和電壓探頭P2（62%）之間的距離=C2的距離×0.62

       ?接地體和電壓探頭P2（52%）之間的距離= C2的距離×0.52

       ?接地體和電壓探頭P2（72%）之間的距離= C2的距離×0.72

       例如，帶狀電極接地系統，對角長度為4m，則：

       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

       以上僅是理論的計算，實際情況下，需要按照下列方法去做，才能確保計算的測量距離符合實際情況。

       首先在P2(62%)處測量，然后分別再P2(52%)和P2(72%)處測量。若后兩次的測量結果與*次的偏差，沒有超出*次測量結果的10%，則*次的結果可作為正確的結果；若超出*次結果的10%，則需要成比例的增加測量距離C2及P2，重復上述步驟。

       此外，*好在不同的方向都測一下，也*是說距之前的測量方向成90°或180°的方向，再測量幾次。*終結果可以取平均值

       測量前，應該明確接地系統的類型，據此來選擇相應的測量方法。

       接地電阻（下）將舉例說明不同系統的具體操作方法。