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土壤電阻率測(cè)試儀原理使用方法

時(shí)間:2018/11/12閱讀:3975
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由主機(jī)、監(jiān)控軟件、測(cè)試線(xiàn)、輔助接地棒、通訊線(xiàn)等組成。專(zhuān)為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量接地電阻、土壤電阻率、接地電壓、交流電壓而精心設(shè)計(jì)制造的,采用數(shù)字及微處理技術(shù),精密4線(xiàn)法、3線(xiàn)法和簡(jiǎn)易2線(xiàn)法測(cè)量接地電阻,導(dǎo)入FFT(快速傅立葉變換)技術(shù)、AFC(自動(dòng)頻率控制)技術(shù),自動(dòng)識(shí)別干擾并選擇測(cè)量頻率,使干擾的影響zui小化,提供更加準(zhǔn)確的接地電阻值。具有*的抗*力和環(huán)境適應(yīng)能力,重復(fù)測(cè)試一致性好,確保長(zhǎng)年測(cè)量的高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性。其廣泛應(yīng)用于電力、電信、氣象、油田、建筑、防雷及工業(yè)電氣設(shè)備等的接地電阻、土壤電阻率、接地電壓、交流電壓測(cè)量。

測(cè)量原理

1對(duì)地電壓測(cè)量采用平均值整流法。

2接地電阻測(cè)量采用額定電流變極法,即在測(cè)量對(duì)象E接地極C(H)電流極之間流動(dòng)交流額定電流I,求取E接地極P(S)電壓極的電位差V,并根據(jù)公式R=V/I計(jì)算接地電阻值R。為了保證測(cè)試的精度,設(shè)計(jì)了四線(xiàn)法,增加ES輔助地極,實(shí)際測(cè)試時(shí)ESE夾在接地體的同一點(diǎn)上。四線(xiàn)法測(cè)試能消除被測(cè)接地體、輔助接地棒、測(cè)試夾、儀表輸入接口表面之間的接觸電阻(通常有污垢或生銹)對(duì)測(cè)量的影響,能消除線(xiàn)阻對(duì)測(cè)量的影響,更精密。

        

3其工作誤差(B)是額定工作條件內(nèi)所得誤差,由使用儀表存在的固有誤差(A)和變動(dòng)誤差(Ei)計(jì)算得出。

       A: 固有誤差                 E2:電源電壓變化產(chǎn)生的變動(dòng)

       E3:溫度變化產(chǎn)生的變動(dòng)       E4:干擾電壓變化產(chǎn)生的變動(dòng)

       E5:接觸電極電阻產(chǎn)生的變動(dòng)

4土壤電阻率(ρ)測(cè)量采用4極法(溫納法)E接地極C(H)電流極間流動(dòng)交流電流I,求P(S)電壓極ES輔助地極間的電位差V,電位差V除以交流電流I得到接地電阻值R,電極間隔距離為a(m),根據(jù)公式ρ=2πaR(Ωm)得出土壤電阻率的值,C(H)-P(S)的間距與P(S)-ES的間距相等時(shí)(都為a)即為溫納法。為了計(jì)算方便,請(qǐng)讓電極間距a遠(yuǎn)大于埋設(shè)深度h,一般應(yīng)滿(mǎn)足a>20h,見(jiàn)下圖。

使用方法 

1,二線(xiàn)簡(jiǎn)易測(cè)試接地電阻

二線(xiàn)測(cè)試:此方法是不使用輔助接地棒的簡(jiǎn)易測(cè)量法,利用現(xiàn)有的接地電阻值z(mì)ui小的接地極作為輔助接地極,使用2條簡(jiǎn)易測(cè)試線(xiàn)連接(即C(H)-P(S)接口短接、E-ES接口短接)??梢岳媒饘偎?、消防栓等金屬埋設(shè)物、商用電力系統(tǒng)的共同接地或建筑物的防雷接地極等來(lái)代替輔助接地棒C(H)、P(S),測(cè)量時(shí)注意去除所選金屬輔助接地體連接點(diǎn)的氧化層。接線(xiàn)如下圖,儀表操作同四線(xiàn)測(cè)試。

選用商用電源系統(tǒng)接地作為輔助接地極測(cè)量時(shí),必須先確認(rèn)是商用電源系統(tǒng)的接地極,否則斷路器可能啟動(dòng),有危險(xiǎn)。

采用簡(jiǎn)易二線(xiàn)法測(cè)量接地電阻,盡量選擇re值小的接地體作為輔助接地極,這樣儀表讀數(shù)才更接近真實(shí)值。測(cè)量時(shí)請(qǐng)優(yōu)先選擇金屬水管、金屬消防栓做為輔助接地極。

 

二線(xiàn)簡(jiǎn)易法測(cè)量接地電阻,其儀表讀數(shù)為被測(cè)接地體的接地電阻值與商用接地體的接地電阻值之和,即:

R=RX+re

其中:R——為儀表讀數(shù)值;

RX——為被測(cè)接地體的接地電阻值;

re——為商用電力系統(tǒng)等共同接地體的接地電阻。

那么,被測(cè)接地體的接地電阻值為:RX=R-re

2,三線(xiàn)測(cè)接地電阻

三線(xiàn)測(cè)試:下圖,短接儀表的ES、E接口,即為三線(xiàn)測(cè)試,儀表操作與四線(xiàn)測(cè)試相同。三線(xiàn)測(cè)試不能消除線(xiàn)阻對(duì)測(cè)量的影響,也不能消除儀表與測(cè)試線(xiàn)間、測(cè)試線(xiàn)與輔助接地棒間接觸電阻變化對(duì)測(cè)量的影響,測(cè)量時(shí)還需去除被測(cè)接地體表面的氧化層

3,四線(xiàn)精密測(cè)試接地電

注意

測(cè)試接地電阻時(shí),先確認(rèn)接地線(xiàn)的對(duì)地電壓值,即C(H)與E或P(S)與ES的電壓值必須在20V以下,若對(duì)地電壓在5V以上,儀表顯示NOISE符號(hào),則接地電阻的測(cè)量值可能會(huì)產(chǎn)生誤差,此時(shí)先將被測(cè)接地體的設(shè)備斷電,使接地電壓下降后再進(jìn)行接地電阻測(cè)試

四線(xiàn)測(cè)試:四線(xiàn)法測(cè)試能消除被測(cè)接地體、輔助接地棒、測(cè)試夾、儀表輸入接口表面之間的接觸電阻(通常有污垢或生銹)對(duì)測(cè)量的影響,能消除線(xiàn)阻對(duì)測(cè)量的影響,優(yōu)于三線(xiàn)測(cè)試。

參見(jiàn)下圖:從被測(cè)物體開(kāi)始,一般間隔5m~20m,分別將P(S)、C(H)輔助接地棒呈一直線(xiàn)深埋入大地,將接地測(cè)試線(xiàn)(黑、綠、黃、紅)從儀表的E、ES、P(S)、C(H)接口開(kāi)始對(duì)應(yīng)連接到被測(cè)接地極E、輔助電壓極P(S)、輔助電流極C(H)上。

注意

被測(cè)接地體E到電流極C(H)之間的距離,應(yīng)至少是被測(cè)接地體埋入地下深度(h)的5倍,或者是被測(cè)接地體埋入地下電極長(zhǎng)度(d)的5倍。

測(cè)量復(fù)雜接地系統(tǒng)的總接地電阻,其d的距離為該接地系統(tǒng)zui大對(duì)角線(xiàn)的距離。

測(cè)試時(shí),測(cè)試線(xiàn)不能相互纏繞在一起,否則可能影響測(cè)試精度。

 

對(duì)于多點(diǎn)獨(dú)立接地系統(tǒng)或大地網(wǎng)接地系統(tǒng),用戶(hù)自行選用更長(zhǎng)的測(cè)試線(xiàn)即可,電極間距大于被測(cè)試地網(wǎng)zui大對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)的5倍即可。如下圖:

 
  

 

R=r1∥r2∥r3∥r4∥r5∥r6∥∥rnr1rn都是獨(dú)立接地點(diǎn))

R——儀表讀數(shù),整個(gè)接地系統(tǒng)的總接地電阻值;

r1rn——都是獨(dú)立接地點(diǎn),在地面下各接地體沒(méi)有連接在一起;

rC——輔助電流極C(H)的對(duì)地電阻;

rP——輔助電壓極P(S)的對(duì)地電阻;

n——獨(dú)立接地點(diǎn)的數(shù)量,點(diǎn)數(shù)越多,R值越小。

連接好測(cè)試線(xiàn)后,先將FUNCTION功能選擇旋鈕旋至REARTH”位置,進(jìn)入接地電阻測(cè)試模式,按一下“START”鍵開(kāi)始測(cè)試,測(cè)試過(guò)程中有倒計(jì)數(shù)指示及測(cè)試進(jìn)度棒圖指示,測(cè)試完畢后顯示穩(wěn)定的數(shù)據(jù),即被測(cè)接地體的接地電阻值R

測(cè)試完畢后,再按一下“SET”鍵可以查看輔助電流極C(H)與輔助電壓極P(S)的接地電阻值rC、rP,rC、rP值顯示完后自動(dòng)返回顯示被測(cè)接地電阻值R

如下圖,被測(cè)試接地電阻值為2.05Ω,儀表已存8組數(shù)據(jù);輔助電流極C(H)的接地電阻rC為0.36KΩ;輔助電壓極P(S)的接地電阻值rP為0.27KΩ。

4,土壤電阻率測(cè)試

土壤電阻ρ是決定接地體接地電阻的重要因數(shù)。不同性質(zhì)的土壤,固然有不同的土壤電阻,就是同一種土壤,由于溫度和含水量等不同,土壤電阻也會(huì)隨之發(fā)生顯著的變化。因此,為了在進(jìn)行接地裝置設(shè)計(jì)時(shí)有正確的依據(jù),使所設(shè)計(jì)的接地裝置更能符合實(shí)際工作的需要,必須進(jìn)行土壤電阻的測(cè)量。

土壤電阻率用四極法(溫納法)進(jìn)行測(cè)量。

根據(jù)公式ρ=2πaR(Ωm)計(jì)算土壤電阻率ρ,單位為Ωm,其中:

a——電極間距

R——P(S)-ES電極間土壤的電阻

四極法(溫納法):按下圖連接測(cè)試線(xiàn),注意輔助接地棒間的間距及埋入深度,分別將C(H)、P(S)、ES、E輔助接地棒呈一直線(xiàn)深埋入大地,將接地測(cè)試線(xiàn)(紅、黃、綠、黑)從儀表的C(H)、P(S)、ES、E接口開(kāi)始對(duì)應(yīng)連接到被測(cè)C(H)、P(S)、ES、E輔助接地棒上。

輔助接地棒的間距設(shè)置:連接好測(cè)試線(xiàn)后,先將FUNCTION功能選擇旋鈕旋至ρEARTH”位置,進(jìn)入土壤電阻率測(cè)試模式,長(zhǎng)按“SET”鍵(約3秒)進(jìn)入輔助接地棒的間距設(shè),短按“SET”鍵移動(dòng)光標(biāo),按“    或“    ”鍵改變當(dāng)前數(shù)字大小(a范圍:1m~100m),再長(zhǎng)按“SET”鍵保存設(shè)定的a值,并返回土壤電阻率測(cè)試模式。

設(shè)定完a值后,在土壤電阻率測(cè)試模式下,START鍵開(kāi)始測(cè)試,并倒計(jì)數(shù)顯示測(cè)試進(jìn)度,完成測(cè)試后顯示穩(wěn)定的土壤電阻率值

如下圖,被測(cè)量土壤電阻率為53.38Ωm,已存157組數(shù)據(jù),按一下“SET”鍵顯示輔助電流極C(H)的接地電阻值rC和輔助電壓極P(S)的接地電阻值rP,顯示完后自動(dòng)返回顯示被測(cè)量土壤電阻率ρ。

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