
接地電阻并非一個(gè)簡(jiǎn)單的物理實(shí)體電阻,它表征的是電流從接地體(如角鋼、銅棒、接地網(wǎng))向周圍土壤或巖石中流散時(shí)所遇到的阻礙。這個(gè)阻值受到土壤電阻率、接地體尺寸與形狀、埋設(shè)深度以及氣候干濕條件等多重因素綜合影響。過(guò)大的接地電阻會(huì)使故障電流或雷電流不能有效泄放,導(dǎo)致設(shè)備外殼帶電危險(xiǎn)或引起危險(xiǎn)的過(guò)電壓。因此,準(zhǔn)確測(cè)量接地電阻是新建工程驗(yàn)收、既有設(shè)施定期檢測(cè)及故障排查中的重要環(huán)節(jié)。
不同場(chǎng)景和不同結(jié)構(gòu)的接地體,適用不同的測(cè)量方法。
?電位降法(三極法)?:這是經(jīng)典、標(biāo)準(zhǔn)化的方法。需要在距被測(cè)接地體一定距離處(通常為接地體對(duì)角線長(zhǎng)度的數(shù)倍)分別打入電流輔助極(C極)和電壓輔助極(P極)。測(cè)試儀從E(接地體)和C極之間輸出一個(gè)交流測(cè)試電流I,同時(shí)測(cè)量E極與P極之間的電位差V,通過(guò)公式R=V/I計(jì)算接地電阻。此方法原理清晰,結(jié)果受國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可,適用于單點(diǎn)接地體、小型接地網(wǎng)的精確測(cè)量,但對(duì)現(xiàn)場(chǎng)空間和輔助電極的打入條件有一定要求。
?四極法(等距法)?:這是測(cè)量土壤電阻率的經(jīng)典方法,也可用于測(cè)量接地電阻,尤其適用于深層土壤結(jié)構(gòu)的勘測(cè)。通過(guò)四根等間距排列的電極,可以排除電極與土壤接觸電阻的影響,更純粹地反映特定深度的土壤平均電阻率,這是設(shè)計(jì)接地網(wǎng)的重要輸入?yún)?shù)。
?鉗形法?:這是一種無(wú)需輔助接地樁、無(wú)需斷開(kāi)被測(cè)接地體連接的便捷測(cè)量方法。鉗形表通過(guò)其環(huán)形鐵芯向包含被測(cè)接地體在內(nèi)的閉合接地回路(如一個(gè)運(yùn)行中的多點(diǎn)接地系統(tǒng))注入一個(gè)已知的測(cè)試電壓,并檢測(cè)由此產(chǎn)生的感應(yīng)電流,從而計(jì)算出該閉合回路的環(huán)路電阻。此方法效率高,特別適用于多點(diǎn)接地的、已投入運(yùn)行的電信基站、建筑物等接地系統(tǒng)的日常巡檢。但需要注意,它測(cè)量的是整個(gè)接地回路的電阻,當(dāng)接地系統(tǒng)僅有接地路徑或需要獨(dú)立測(cè)量單個(gè)接地極電阻時(shí),則不適用此方法。
針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中的實(shí)際挑戰(zhàn),設(shè)備設(shè)計(jì)需考慮以下方面:
?抗干擾能力?:變電站、發(fā)電廠等現(xiàn)場(chǎng)存在強(qiáng)烈的工頻干擾電流和磁場(chǎng),現(xiàn)代儀器通常采用特定頻率(非50/60Hz工頻或其整數(shù)倍)的交流測(cè)試信號(hào),結(jié)合數(shù)字濾波技術(shù),有效抑制工頻干擾,保證微弱測(cè)試信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確性。
?驅(qū)動(dòng)與測(cè)量能力?:對(duì)于高土壤電阻率地區(qū)或大型接地網(wǎng),需要更大的測(cè)試電流來(lái)獲取足夠的信號(hào)強(qiáng)度。儀器應(yīng)能提供穩(wěn)定的、可選的輸出電流,并能精確測(cè)量由此產(chǎn)生的微小電壓降。
?操作安全性與智能化?:
?安全電壓測(cè)試?:儀器自動(dòng)檢測(cè)被測(cè)接地體與遠(yuǎn)方大地之間的開(kāi)路電壓,若電壓過(guò)高(可能存在危險(xiǎn)感應(yīng)電壓或雜散電流),則發(fā)出警告或禁止測(cè)試,保障人員安全。
?智能輔助與診斷?:某些高級(jí)功能可輔助判斷測(cè)試線連接是否正確、輔助電極接地電阻是否過(guò)高影響精度,并給出相應(yīng)提示。
?數(shù)據(jù)記錄與管理?:能夠存儲(chǔ)多組測(cè)量數(shù)據(jù),記錄測(cè)量地點(diǎn)、日期和測(cè)試條件,并能通過(guò)接口導(dǎo)出數(shù)據(jù)或生成報(bào)告,便于建立接地系統(tǒng)的長(zhǎng)期檔案。
?方法的集成與適配?:一臺(tái)功能全面的設(shè)備可能集成上述兩種或多種測(cè)量模式(如三極法、四極土壤電阻率法、鉗形法),以適應(yīng)不同客戶的多元化需求。
接地電阻測(cè)試儀廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域:
?電力系統(tǒng)?:發(fā)電廠、變電站、輸電線路桿塔的接地網(wǎng)驗(yàn)收與周期性檢測(cè)。
?建筑工程?:建筑物防雷接地、電氣設(shè)備保護(hù)接地的工程驗(yàn)收。
?通信行業(yè)?:通信基站、數(shù)據(jù)中心機(jī)房的接地系統(tǒng)維護(hù)。
?石化與工礦企業(yè)?:易燃易爆場(chǎng)所的防靜電接地、設(shè)備安全保護(hù)接地的檢查。
實(shí)際測(cè)量時(shí),需注意:
?方法選擇要恰當(dāng)?:根據(jù)被測(cè)對(duì)象(單個(gè)接地極/完整接地網(wǎng))和現(xiàn)場(chǎng)條件(有無(wú)斷開(kāi)連接的空間)選擇合適的方法。
?輔助電極位置?:使用電位降法時(shí),輔助電極P和C的距離與位置對(duì)結(jié)果有顯著影響,應(yīng)參考相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)備說(shuō)明書的要求進(jìn)行布置。
?連接可靠性?:確保所有測(cè)試線與接地體及輔助電極連接牢固、接觸良好,尤其是夾子與被測(cè)體金屬部分直接接觸,去除銹層。
?土壤與天氣影響?:土壤電阻率隨含水量變化較大,雨季與旱季測(cè)量值可能有差異,記錄和分析時(shí)應(yīng)加以考慮。
在選擇接地電阻測(cè)試儀時(shí),可以從以下幾方面進(jìn)行評(píng)估:
?測(cè)量方法與功能覆蓋?:明確自身最常見(jiàn)的測(cè)量需求(如新建工程驗(yàn)收多用三極法,日常巡檢用鉗形法),選擇提供相應(yīng)測(cè)量模式的設(shè)備。
?技術(shù)指標(biāo)?:關(guān)注測(cè)量范圍、分辨率、基本精度;對(duì)于三極法,關(guān)注最大輸出測(cè)試電流;對(duì)于鉗形法,關(guān)注最小可測(cè)環(huán)路電阻及開(kāi)口尺寸。
?現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性?:設(shè)備是否堅(jiān)固耐用,便于攜帶,電池續(xù)航能力如何,是否能在各種戶外條件下穩(wěn)定工作。
?易用性與安全特性?:操作界面是否清晰,流程是否簡(jiǎn)化,是否具備必要的安全警告和防誤操作設(shè)計(jì)。
?數(shù)據(jù)管理與擴(kuò)展性?:是否有便捷的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和導(dǎo)出功能,是否滿足規(guī)程要求的記錄歸檔需要。
武漢特高壓電力科技有限公司在電氣安全測(cè)量領(lǐng)域積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),注重將復(fù)雜的測(cè)量原理轉(zhuǎn)化為操作清晰、結(jié)果可靠的產(chǎn)品。一款性能優(yōu)良的接地電阻測(cè)試儀,能夠?yàn)楸U细黝愒O(shè)施的電氣安全提供量化的、可信賴的數(shù)據(jù)支持,是構(gòu)筑“安全大地"工具。


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