電氣裝置的測量原理及實踐(四) 接地電阻部分（下）

1、接地系統只有一個棒狀接地電極

       測量結果=U/I=R-----E

       其中：

         U:通過內部電壓表測得的P1和P2之間的電壓值

         I：從C1和C2兩端口施加到回路中的電流

       只有一個接地電極，因此測量非常簡單。建議使用4線測試法而不是3線測試法，因為4線測試法不用考慮測試夾的接觸電阻以及待測電極表面的生銹情況，這些不會對4線測試法造成影響。

測量時，接地棒可以按直線排列，也可按等邊三角形排列。

2、接地系統只有一個帶狀接地電極

       測量結果=U/I=R-----E

       其中：

          U:通過內部電壓表測得的P1和P2之間的電壓值

         I：從C1和C2兩端口施加到回路中的電流

       這種測試方法與上節中的相似，區別在于接地電極為帶狀電極，因此需考慮其長度，如上圖所示 。

測量時，接地棒可以按直線排列，也可按等邊三角形排列。

3、復雜接地系統（多個電極并聯）

       在這些系統中，以下兩點非常重要：

       ?接地系統的總接地電阻REtot，等于多個接地電極的并聯電阻。足夠低的總接地電阻可以完全避免設備故障時受到電擊，但是當有大氣放電現象（例如雷擊）的時候可能不會提供有效保護。

       ?RE1...REn是并聯的接地電極

       當接地系統用于保護不受雷擊，這些電阻必須足夠低。大氣放電非常迅速，放電電流中含有高頻成分，當接地系統中存在任何感性成分時，對這些高頻電流會產生很大的阻抗。因此不能將電流導入大地，這將會造成災難性的后果。

       若系統中在不同的位置安裝一些避雷針，則會很好的解決這個問題，尤其是接地電阻比較高的情況下。避雷針的特殊構造會吸引雷電，并將其引入大地。在避雷針系統的周圍可能會存在很高的電廠及氣體電離現象。

3.1測量總接地電阻

       （a）四線，兩探頭原理

       電壓及電流測試桿的安裝位距離接地系統比較遠，因此接地點可看做為一點。其中d為接地系統中，相距*遠的兩個接地電極的距離。電流探頭的距離至少為5d。

       測量結果=U/I=R-E1//R-E2//R-E3//R-E4//=R-Etot

       這種方法的優點是測量結果*可靠，缺點是安裝探頭過程中需要很長的距離，在城市中這種測量方法很不方便。

       （b）僅使用兩個電流夾鉗，無需接地桿

       當接地系統中有附加的接地電極，或總接地電阻較小時，可使用該方法。這種情況常見于城市已建區域。

       上圖中：

       RE1-RE4為待測接地系統中單個的接地電阻

       RE5-REn為輔助接地系統中（總接地電阻較小）單個的接地電阻

       r為兩個電流夾鉗之間的距離，至少為30cm。

       下圖為接地系統的等效電路圖：

       測量結果=（RE1-RE4接地系統總的接地電阻）+（RE5-REn輔助接地系統接地電阻）

       若假設RE1-RE4阻值遠大于RE5-REn阻值，那么：

       測量結果≈RE1-RE4接地系統總的接地電阻

3.2單個接地電阻的測量

       （a）   斷開待測的接地電極，使用4線2探頭的方法測量

       結果=U/I=RE4

       這種測量方法的缺點是，測量前需要斷開待測接地電極的電路，有時候接口處會有生銹，不易斷開；優點是測量結果*可靠

       （b）   斷開待測的接地電極，使用4線2探頭的方法測量

       結果=RE4+（RE1//RE2//RE3），若RE1//RE2//RE3遠低于RE4，則：

       結果≈RE4

       （c）   使用4線2探頭，并結合測試夾鉗測量接地電阻

       下圖為測量的等效電路：

       其中：

       U-t-為測試電壓

       RC為電流測試探頭的電阻

       RP為電壓測試探頭的電阻

       Itot為由測試電壓U-t產生的總電流，由電流探頭測得

       I1-I4為電路分流

       （d）僅使用兩個夾鉗測量

       或