了解與接地電極系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)的電極電阻測(cè)量是理解設(shè)計(jì)、接地電阻和土壤電阻率測(cè)量和計(jì)算的基本原理的關(guān)鍵。以下是地凱科技接地電極設(shè)計(jì)原理和測(cè)試系列的介紹

地凱科技防雷接地的解決方案

1.土壤電阻率與測(cè)量

2.計(jì)算單根棒的接地電極電阻

3.電極電阻的測(cè)量

電極電阻的測(cè)量

設(shè)計(jì)和安裝電極系統(tǒng)后，通常需要測(cè)量并確認(rèn)電極與“真實(shí)接地”之間的接地電阻。測(cè)量接地電極接地電阻最常用的方法是圖所示的3點(diǎn)測(cè)量技術(shù)。該方法源自用于土壤電阻率測(cè)量的 4 點(diǎn)法。

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圖 1：接地電阻測(cè)量的3點(diǎn)法

3點(diǎn)法稱為“電位下降”法，包括要測(cè)量的接地電極和另外兩個(gè)電氣獨(dú)立的測(cè)試電極，通常標(biāo)記為P（電位）和C（電流）。這些測(cè)試電極的“質(zhì)量”可能較低（較高的接地電阻），但必須在電氣上獨(dú)立于要測(cè)量的電極。交流電（I）通過外電極C，并通過內(nèi)電極P在它們之間的某個(gè)中間點(diǎn)測(cè)量電壓。接地電阻是使用歐姆定律簡(jiǎn)單地計(jì)算的;Rg = V/I，內(nèi)部由測(cè)試設(shè)備組成。

進(jìn)行測(cè)量時(shí)，目的是將輔助測(cè)試電極C放置在離被測(cè)接地電極足夠遠(yuǎn)的地方，以便輔助測(cè)試電極P位于接地系統(tǒng)和另一個(gè)測(cè)試電極的有效電阻區(qū)域之外

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（見圖2）。圖 2：電阻區(qū)域和測(cè)量電阻的變化

如果電流測(cè)試電極C太近，電阻區(qū)域?qū)⒅丿B，并且隨著電壓測(cè)試電極的移動(dòng)，測(cè)量的電阻將出現(xiàn)急劇變化。如果電流測(cè)試電極的位置正確，則在其與接地系統(tǒng)之間的某個(gè)地方將有一個(gè)“平坦”（或非常接近）的電阻區(qū)域，并且電壓測(cè)試電極位置的變化只會(huì)在電阻數(shù)字中產(chǎn)生非常小的變化。

儀器通過一小段測(cè)試電纜連接到被測(cè)地面系統(tǒng)，并進(jìn)行測(cè)量。

測(cè)量精度可能會(huì)受到其他埋藏金屬物體與輔助測(cè)試電極的距離的影響。圍欄和建筑結(jié)構(gòu)、埋地金屬管甚至其他接地系統(tǒng)等物體都會(huì)干擾測(cè)量并引入誤差。通常，僅通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的目視檢查很難判斷測(cè)試樁的合適位置，因此始終建議進(jìn)行多次測(cè)量以確保測(cè)試的準(zhǔn)確性。

電位下降法

這是用于測(cè)量接地電阻的最常見方法之一，最適合于覆蓋范圍不大的小型系統(tǒng)。它執(zhí)行簡(jiǎn)單，只需最少的計(jì)算即可獲得結(jié)果。

外部測(cè)試電極或電流測(cè)試樁被打入離地面系統(tǒng)很遠(yuǎn)的地面。該距離將取決于被測(cè)系統(tǒng)的大小，然后將內(nèi)部電極或電壓測(cè)試樁打入接地電極和電流測(cè)試樁之間的中間，并在它們之間形成直線。

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圖3：電流和電壓電極分離隨接地網(wǎng)格尺寸的變化

外部測(cè)試電極或電流測(cè)試樁被打入離地面系統(tǒng)很遠(yuǎn)的地面。該距離將取決于被測(cè)系統(tǒng)的大小，然后將內(nèi)部電極或電壓測(cè)試樁打入接地電極和電流測(cè)試樁之間的中間，并在它們之間形成直線。

電位下降方法包含檢查，以確保測(cè)試電極確實(shí)位于足夠遠(yuǎn)的位置以獲得正確的讀數(shù)。建議進(jìn)行此檢查，因?yàn)檫@確實(shí)是確保正確結(jié)果的唯一方法。

要對(duì)電阻數(shù)字進(jìn)行檢查，應(yīng)進(jìn)行兩次額外的測(cè)量;第一個(gè)帶有電壓測(cè)試電極（P）的原始電壓電極與地面系統(tǒng)分離的10%遠(yuǎn)離其初始位置，第二個(gè)帶有電壓測(cè)試電極的距離比其原始位置移動(dòng)了10%。

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圖 4：檢查電阻測(cè)量的有效性

如果這兩個(gè)附加測(cè)量值與原始測(cè)量值一致，則在所需的精度水平內(nèi)，則測(cè)試樁已正確定位，并且可以通過對(duì)三個(gè)結(jié)果求平均值來獲得直流電阻數(shù)字。但是，如果這些結(jié)果之間存在重大分歧，那么很可能是由于與被測(cè)試的地面系統(tǒng)太近，彼此太近或與干擾結(jié)果的其他結(jié)構(gòu)太近而無法正確定位。木樁應(yīng)以更大的間隔距離或不同的方向重新定位，并重復(fù)三次測(cè)量。應(yīng)重復(fù)此過程，直到獲得令人滿意的結(jié)果。

斜率法

此方法適用于大型接地系統(tǒng)，例如變電站接地。它涉及在各種接地電極與電壓電極分離處進(jìn)行多次電阻測(cè)量，然后繪制接地和電流之間電阻變化曲線。根據(jù)該圖和從表中獲得的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出電壓電極的理論最佳位置，從而從電阻曲線計(jì)算出真實(shí)電阻。

它類似于電位下降法，但通過將內(nèi)部測(cè)試電極從非?？拷拥鼐W(wǎng)格移動(dòng)到外部測(cè)試電極的位置來獲取幾個(gè)讀數(shù)。然后將獲得的讀數(shù)繪制在圖表上。圖5顯示了所獲得的圖形的示例?？梢杂^察到，在大約60%的距離處，斜率是最平緩的，與之對(duì)應(yīng)的電阻是被測(cè)電極的真實(shí)電阻。在這種情況下，它是 20 歐姆。

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圖 5：典型圖形，斜率

審核編輯黃宇