接地電阻測試儀的發(fā)展與選用

一、前言

接地電阻測試儀是檢驗測量接地電阻的常用儀表，也是電氣安全檢查與接地工程竣工驗收不可缺少的工具，近年來(lái)由于計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，因此接地電阻測試儀也滲透了大量的微處理機技術(shù)，其測量功能，內容與精度是一般儀器所不能相比的。目前先進(jìn)地電阻測試儀能滿(mǎn)足所有接地測量要求。運用新式鉗口法，無(wú)需打樁放線(xiàn)進(jìn)行在線(xiàn)直接測量。一臺功能強大的地阻測試儀均由微處理器控制，可自動(dòng)檢測各接口連接狀況及地網(wǎng)的干擾電壓、干擾頻率，并具有數值保持及智能提示等獨特功能。

二、接地電阻測試與發(fā)展

最初人們對接地電阻的測量是用伏、安法，這種試驗是非常原始的。圖1是用安培計、伏特計的測量方法。在測定電阻時(shí)須先估計電流的大小，選出適當截面的絕緣導線(xiàn)，在預備試驗時(shí)可利用可變電阻R調整電流，當正式測定時(shí)，則將可變電阻短路，由安培計和伏特計所得的數值可以算出接地電阻。

R地=U接地體/I入地

式中U接地體──接地極電壓

I入地──入地電流

伏安法測量地阻有明顯不足之處，第一：麻煩、繁瑣、工作量大，試驗時(shí)，接地棒距離地極為 20～50米，而輔助接地距離接地至少 40～100米。另外受外界干擾影響極大，在強電壓區域內有時(shí)簡(jiǎn)直無(wú)法測量。

五六十年代蘇聯(lián)的E型搖表取而代之了伏安法，由攜帶方便，又是手搖發(fā)電機，因此工作量比伏安法簡(jiǎn)單。七十年代國產(chǎn)接地電阻儀問(wèn)世，如：ZC-28，ZC-29，無(wú)論在結構、體積、重量、測量范圍、分度值、準確性，都要勝于“E”型搖表。因此，相當一段時(shí)間內接地電阻儀都以上海六表廠(chǎng)生產(chǎn)的 ZC 系列為代表的典型儀器。上述儀器由于手搖發(fā)電機的關(guān)系，精度也不高。

八十年代數字接地電阻儀的投入使用給接地電阻測試帶來(lái)了生機，雖然測試的接線(xiàn)方法同 ZC 系列沒(méi)什么兩樣，但是其穩定性遠比搖表指針式高得多。而真正接地電阻儀的一個(gè)創(chuàng )舉是在九十年代鉗口式地阻儀的誕生打破了傳統式測試方式。如法國 CA 公司生產(chǎn)的 6411 鉗式接地電阻測試儀稱(chēng)得上接地電阻測試的一大革命，鉗式接地電阻測試最大特點(diǎn)是不必打輔助地棒，只要鉗住接地線(xiàn)或接地棒就能測出其接地電阻。上述地阻測試儀是屬單鉗口形式的，具有它的快速測試、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著(zhù)精度不高的問(wèn)題，特別是接地電阻在小于 0.7Ω 以下時(shí)，無(wú)法分辨。再說(shuō)單鉗口式地阻儀主要用于檢查在地面以上相連的多電極接地網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)環(huán)路地阻查詢(xún)各接地極接地情況，但不能替代整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的工頻接地電阻測量。GEOX 雙鉗口接地電阻儀測量范圍和精度均有所提高，但由于鉗口法測量采用電磁感應原理，易受干擾，測量誤差比較大，不能滿(mǎn)足高精度測量要求。最近引進(jìn)的意大利 HT 公司 234 數顯精密接地電阻儀比較完善地結合了傳統伏安法測量的特點(diǎn)與鉗口法新技術(shù)原理，再運用先進(jìn)的計算機控制技術(shù)儷成為當代首屈一指的智能型接地電阻測量?jì)x。具有精度高，功能齊全，操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，可廣泛應用于電力電信系統，建筑大樓，機場(chǎng)，鐵路，油槽，避雷裝置，高壓鐵塔等接地電阻測量。目前在國內郵電、電力、航空等行業(yè)都進(jìn)行了配置。

三、HT234接地電阻儀特性

1．儀表功能

*雙線(xiàn)、三線(xiàn)、四線(xiàn)地電阻測量

*測量電壓U

*導線(xiàn)電阻測量及自動(dòng)報零位校準

*測量土壤電阻系數ρ

2．主要參數測量電壓：80Vρ

*測量電流：10mA

*測量頻率：125Hz

*范圍：0～1999Ω

*分辨率：0.01Ω

*精度：2％

3． 操作說(shuō)明與測量

（1）操作說(shuō)明（見(jiàn)下圖）

（2）測量（雙線(xiàn)地電阻測量）

雙線(xiàn)測量方法是很實(shí)用的，它具有簡(jiǎn)便快速的特點(diǎn)（下圖所示）

圖3 中一根水管已被用作相關(guān)的接地，一般來(lái)說(shuō)它的接地電阻是很小的，這樣就不必放線(xiàn)打樁了，測量步驟如下：

*短接測試線(xiàn)

*按 SAVE 鍵顯示字母K

*按 START 鍵，首先顯示測試導線(xiàn)阻值，然后顯示 0.00 表儀器已被校準了，現在可進(jìn)行正常測量

*按 START 鍵進(jìn)行測量

*按 SAVE 鍵貯存測量值

*按 RCL 讀出所貯存值

國內的低壓供電系統大部分采用 TT 方式，對 TT 系統，HT234 地阻儀可十分方便地測量其接地電阻。圖4 為從供電插座測量接地電阻的接線(xiàn)圖，操作步驟同上。由于零線(xiàn)中一般存在電壓和電流，HT235 在電壓＜20V 時(shí)自動(dòng)抗干擾，電壓＞20V 時(shí)儀器自動(dòng)報警、保護、停止測量，所以即使誤操作接到相線(xiàn)上進(jìn)行測量也不會(huì )損壞儀器。
　
三線(xiàn)、四線(xiàn)地阻測量類(lèi)似于二線(xiàn)測量方法，下面分別是它們的測試圖。

四、 GEOX接地電阻儀特性

1． 儀表功能

本儀表為多功能接地電阻測試儀，其主要功能如下：

*測量干擾電壓（UST）

*接地線(xiàn)路在有泄漏電流有于擾源時(shí)會(huì )存在干擾電壓

*測量干擾頻率（FST）：干擾電壓＞1V可由周期導出頻率

*測量接地電阻（Re）：由3極法或4極法測量，測量電幅值48／20V，頻率94，105，111，

128Hz方波電壓頻率可手動(dòng)或自動(dòng)選擇（AFC）

*鉗口法測量接地電阻：在多點(diǎn)接地系統中，可測量每一根接地線(xiàn)的接地電阻

2．主要參數

*測量電壓：20／48V

*測量頻率：94，105，111，128Hz或自動(dòng)選擇（AFC）

*干擾電壓測量：范圍1～50V，誤差±（ 5％測量值＋5個(gè)字）

*干擾頻率測量：范圍16～400Hz，誤差±（l％測量值＋2個(gè)字）

*接地電阻測量：范圍0.02－3kΩ，誤差±（5％測量值＋5個(gè)字）

3．操作說(shuō)明與測量

（1）操作說(shuō)明（見(jiàn)下圖）

（2）測量

測量干擾電壓和干擾頻率（測量連線(xiàn)見(jiàn)下圖）

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測量電阻時(shí)，往往因地下存在干擾源而使得接地點(diǎn)成為不良的接地點(diǎn)，所測得的數值不準確，所以要找良好的接地點(diǎn)（干擾電壓低的地方）干擾電壓和干擾頻率的測量具有十分的意義。

該功能在測量接地電阻時(shí)自動(dòng)執行，如果超過(guò)設定的極限值，將顯示干擾電壓過(guò)高，此時(shí)自動(dòng)禁止測量接地電阻，干擾頻率只有在干擾電壓超過(guò)１V時(shí)才能夠測量出來(lái)。旋轉開(kāi)關(guān)選擇正確的測量檔，按鍵“3”即顯示干擾電壓和干擾頻率。

*測量接地電阻（雙鉗口法）

下圖為雙鉗口測試原理與測量連線(xiàn)圖

本儀表配置一個(gè)電壓鉗口和一個(gè)電流探頭一起使用，首先在被測接地極感應電壓U然后濁出被測地極中的電流 I，那么 Rg = U／I = Rx＋R，在此處 R≤Rx，R 可以忽略，因 RE＝Rx 直接在屏幕上。

原理：在多極并聯(lián)的接地網(wǎng)中。例如高壓鐵塔的接地形式，因為高架地線(xiàn)的連接；在輸電線(xiàn)路中，每個(gè)鐵塔的接地電阻力整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)支路，如圖所示。在整個(gè)并聯(lián)網(wǎng)絡(luò )中設 Rx 為被測的接地電阻。此時(shí)其他各支路的接地電阻并聯(lián)值 R＝R1／R2／R3……Rn，當 n 較大時(shí)，R≤Rx。

五、接地電阻測試儀的選用

接地電阻為什么至今仍然是一個(gè)被大家所忽視的問(wèn)題呢？主要是沒(méi)有適合理想測量?jì)x器，接地搖表由于眾所周知的原因，測試值精度很差，有時(shí)同一個(gè)接電阻成了一個(gè)抽象的物理量，使人很難捉摸。隨著(zhù)科學(xué)儀器的發(fā)展，先進(jìn)接地電阻測試儀完全控制了地電阻測試的要領(lǐng)，可以做到測試值正確無(wú)誤。目前智能式接地電阻儀非但功能強大；而且可以應付現場(chǎng)各種復雜情況，如有效地排除干擾，自動(dòng)跟蹤最合適測試條地件，出現各種問(wèn)題當即智能提示等等，象 GEOX、234 等地阻儀還能直接測干擾頻率，干擾電壓，自動(dòng)校零等特點(diǎn)。下面把這二種儀表與接地搖表作一個(gè)比較，在測試選用儀表供參考：

除上述地電阻測試儀表外，法國 CA 公司 6412、6415 單鉗口式地阻儀也是當前較為熱門(mén)的一種地阻測試儀。由于儀器體積小巧，操作又十分簡(jiǎn)便，因此每逢霉雨季節，或者年中、年終巡視接地裝置好壞最理想的地阻儀。如需要測試精度高一點(diǎn)，又要方便輕松，那就可以有雙鉗回式地阻儀，象輸出電線(xiàn)桿塔、微波塔、避雷針等接地裝置的接地電阻測量及良好接地條件的輔助裝置（水龍頭，水管裝置）的場(chǎng)合，都可以用這種雙鉗口式接地電阻儀進(jìn)行接地電阻的測量。對于大型的系統接地、網(wǎng)絡(luò )接地、土壤電阻率的測試應該選擇 HT234 等地阻儀為好，利用三線(xiàn)、四線(xiàn)測量方法，由于儀器的獨特功能，保證地阻測量值的重復性、穩定性，且 HT234 地阻儀的測量精度高達2％。

六、結束語(yǔ)

本文通過(guò)接地電阻儀的發(fā)展和新一代 GEOX 與 234 地阻儀介紹，大體對地阻測試儀有一個(gè)系統的認識。二十一世紀是信息的世紀，特別是計算機技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了儀器儀表突飛猛進(jìn)。

我們可以預言地阻儀的發(fā)展方興未艾，不久的將來(lái)肯定有更新功能，更完美的接地電阻儀的誕生，更好地為我們解決實(shí)際中各項技術(shù)問(wèn)題。