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防雷接地中的電阻測試方法

2021-02-09
發(fā)布者:鹽城市雷斯達電器設備有限公司     瀏覽:571

 設備接地的方式通常是埋設金屬接地樁、金屬網(wǎng)等導體,導體再通過電纜線與設備內的地線排或機殼相連。當多個設備連接于同一接地導體時,通常需安裝接地排,接地排的位置應盡可能靠近接地樁,不同設備的地線分開接在地線排上,以減小相互影響。

  通常,設備的接地電阻應盡可能地小,設備說明書上應給出對接地電阻的要求。設備的接地電阻包括了從設備內地線排到機房總地線排連線電阻、總地線排至接地樁的電阻、接地樁與大地間的電阻(地阻)以及彼此間的連接電阻,通常情況下,接地樁與大地間的電阻(地阻)是其中最主要的可變部分,除地阻外的其它部分總電阻在多數(shù)情況下總是小于1Ω。

  一、地阻的測量原理

  影響接地電阻的因素很多:接地樁的大小(長度、粗細)、形狀、數(shù)量、埋設深度、周圍地理環(huán)境(如平地、溝渠、坡地是不同的)、土壤濕度、質地等等。為了保證設備的良好接地,利用儀表對地電阻進行測量是必不可少的,常用的測量儀器是手搖式地阻表和鉗形地阻表。

  1.手搖式地阻表測量原理


  手搖式地阻表是一種較為傳統(tǒng)的測量儀表,它的基本原理是采用三點式電壓落差法,如圖1所示。其測量手段是在被測地線接地樁(暫稱為X)一側地上打入兩根輔助測試樁,要求這兩根測試樁位于被測地樁的同一側,三者基本在一條直線上,距被測地樁較近的一根輔助測試樁(稱為Y)距離被測地樁20 米左右,距被測地樁較遠的一根輔助測試樁(稱為Z)距離被測地樁40米左右。測試時,按要求的轉速轉動搖把,測試儀通過內部磁電機產(chǎn)生電能,在被測地樁X和較遠的輔助測試樁(稱為Z)之間“灌入”電流,此時在被測地樁X和輔助地樁Y之間可獲得一電壓,儀表通過測量該電流和電壓值,即可計算出被測接地樁的地阻。

  2.鉗形地阻表測量原理

  鉗形地阻表是一種新穎的測量工具,它方便、快捷,外形酷似鉗形電流表,測試時不需輔助測試樁,只需往被測地線上一夾,幾秒鐘即可獲得測量結果,極大地方便了地阻測量工作。鉗形地阻表還有一個很大的優(yōu)點是可以對在用設備的地阻進行在線測量,而不需切斷設備電源或斷開地線。

  電路中E和I旁的圓環(huán)表示鉗形地阻表的環(huán)形卡口,Rx為被測地線樁的地阻,R1、R2 ... Rn為分布式接地系統(tǒng)中其它接地點的地阻。該圖可以進一步等效為圖3。測量時,鉗形地阻表利用電磁感應原理通過其前端卡口(內有電磁線圈)所構成的環(huán)向被測線纜送入一恒定電壓E,該電壓被施加在圖3所示的回路中,地阻表可同時通過其前端卡口測出回路中的電流I,根據(jù)E和I,即可計算出回路中的總電阻,即: E/I=Rx+ 1/(1/R1+1/R2+ ... +1/Rn)

  1/(1/R1+1/R2+ ... +1/Rn)為R1、R2 ... Rn并聯(lián)后的總電阻 在分布式多點接地系統(tǒng)中,通常有Rx >> 1/(1/R1+1/R2+ ... +1/Rn), “>>”意為“遠遠大于”假設上述條件成立,則被測地阻Rx=E/I。

  事實上,鉗形地阻表通過其前端卡環(huán)這一特殊的電磁變換器送入線纜的是1.7kHz的交流恒定電壓,在電流檢測電路中,經(jīng)過濾波、放大、A/D轉換,只有1.7kHz的電壓所產(chǎn)生的電流被檢測出來。正因這樣,鉗形地阻表才排除了商用交流電和設備本身產(chǎn)生的高頻噪聲所帶來的地線上的微小電流,以獲得準確的測量結果,也正因為如此,鉗形地阻表才具有了在線測量這一優(yōu)勢。實際上,該表測出的是整個回路的阻抗,而不是電阻,不過在通常情況下他們相差極小。鉗形地阻表可即刻將結果顯示在LCD顯示屏上,當卡口沒有卡好時,它可在LCD上顯示“open jaw”或類似符號。

  由于鉗形地阻表的特殊結構,使它可以很方便地作為電流表使用,很多這類儀表同時具有鉗形電流表的功能。另一方面,雖然鉗形地阻表測試時使用一定頻率的信號以排除干擾,但在被測線纜上有很大電流存在的情況下,測量也會受到干擾,導致結果不準確。所以,按照要求,在使用時應先測線纜上的電流,只有在電流不是非常大時才可進一步測量地阻。有些儀表在測量地阻時自動進行噪聲干擾檢測,當干擾太大以致測量不能進行時會給出提示。

  二、鉗形地阻表測量注意事項

  從上面的介紹可以看出,鉗形地阻表和手搖式地阻表的測量原理完全不同。手搖式地阻表在使用時,應將接地樁與設備斷開,以避免設備自身接地體影響測量的準確性,手搖式地阻表可獲得較高的精度,而不管是單點接地和多點接地系統(tǒng);對于鉗形地阻表,其最理想的應用是用在分布式多點接地系統(tǒng)中,此時應對接地系統(tǒng)的所用接地樁依次進行測量,并記錄下測量結果,然后進行對比,對測量結果明顯大于其它各點的接地樁,要著重檢查,必要時將該地樁與設備斷開后用手搖式地阻表進行復測,以暴露出不良的接地樁。

  在單點接地系統(tǒng)中應慎用鉗形地阻表,從它的工作原理中可以看出:鉗形地阻表測出的電阻值是回路中的總電阻,只有Rx >>1/(1/R1+1/R2+ ... +1/Rn)時,該阻值才近似于我們要測的接地樁地阻,而這個條件,在很多情況下,尤其是在單點接地系統(tǒng)中是不滿足的。對于已埋設好而尚未與設備連接的開路接地樁,其地阻根本不能用該儀表進行測量。鉗形地阻表在使用中應注意以下幾點:

  1.注意是否單點接地,被測地線是否已與設備連接,有無可靠的接地回路。

  開路接地樁,不能測量;接地回路不可靠,測量結果不準確(偏高)。我們在實際使用中曾遇到過這種情況,在我局F150模塊局驗收中,我們曾使用這種儀表進行接地線地阻檢查。

  我們用鉗形地阻表分別在A、B、C三處進行測量,發(fā)現(xiàn)許多局地阻偏高,尤其是C位置,許多局超過50Ω,有些局高達120Ω,于是開始懷疑測量結果不準確,后用老式的三點式測試法進行復測證實了這一點。在這種情況下,由于MDF架除地線外只有架底膨脹螺絲接地,膨脹螺絲插入室內地面不足10cm,其接地電阻必然很大,在C位置測得的回路總電阻其中包含此電阻,此時鉗形地阻表工作原理中所提的假設條件不能滿足,故而導致測量結果有較大偏差。

  2.注意測量位置,選取合適的測量點

  選取的測量點不同,測得的結果是不同 的,如在圖4中的A、B、C三點測得的結果是不同的,而且差別很大,根據(jù)鉗形地阻表的工作原理,這不難理解,這就要求在使用中要對測量點的選取加以注意。測量有時會遇到無處可夾的情況,在條件允許的情況下,可暫斷開原地線連線,臨時接入一段可夾持的跳線進行測量。

  3.注意“噪聲”干擾

  地線上較大的回路電流對測量會造成干擾,導致測量結果不準確,甚至使測試不能進行,很多儀表在這種情況下會顯示出“Noise”或類似符號。