接地电阻测量法的比较

1、第22卷 第2期 2000年6月武汉水利电力大学(宜昌)学报 J.of Univ.of Hydr. 电阻; 方法 分类号 TP2061 传统的接地电阻量法111 贝仑特补偿法一般说,在工业与民用建筑中,按施工 验收规范需测出的是与接地体相连接的全 部机壳的接地电阻(RA)1 接地电阻的测量在我国几乎均采用接地电阻测量仪,测量原理 基本上是采用贝仑特补偿法(图1)1 探针与 接地体之间的距离应符合表1的规定 1表1 测量接地电阻时接地体与探针之间的最短距离结构型式接地体与电压 探针的最短距离接地体与电流 探针的最短距离单个接地体长度至10m20m40m接地设备超过10m2倍接地体长度4倍接地体长度接地网215倍接地网的 平均直径5倍接地网的 平均直径图1 贝仑特补偿测量接地电阻原理图由图1可知,当滑动可调电阻R时,接地电阻上出现电压降1 被测接地体A与电流探针B(也称辅助接地体)都 是接在供馈电流IT1的交流电流回路中 1 通过变比为11 的电流互感器而在带滑动触头的电阻R中产生相同大小 的电流IT21 两个回路相互连接在P点,电阻的滑动触头通 过电压表V与电压探针C相连接 1在测量过程

2、中,滑动触头直至使仪表指在零位,此时, 接地体A与探针C之间存在的电压等于在电阻上量取的 电压U21 因此IT1xRA= IT2xr因IT1= IT2,故RA= r 也就是说,在电阻R上量取的电阻值r等于需测的接地电 阻RA1 探针B的电阻不出现于计算中,只是在影响到流过测量线路的电流值并由此而影响到测量线路灵敏度时才予以考虑 1 同样,探针C的电阻对计算也无关紧要,因为在补偿平衡后探针C不再流过电流 1112 贝仑特补偿法的局限性 从表1看出,电流探针距被测接地体的最小距离为40m ,这在实践当中有很多工程因受场地的限制 而无法达到此要求 1 如果缩短探针与接地体之间的距离,则因电流探针与电压探针之间及电压探针与 接地体之间会产生电磁耦合而使测量结果失真 1收稿日期:2000 - 01 - 24李 淳,在读硕士,总工程师,从事高低压电气设计 1 宜昌葛洲坝电气设备厂(443002)在实际测量当中,电压、 电流探针为直线布置,如果电压、 电流探针的测量线靠近且平行敷设时,两 线之间会产生电磁感应引起很大的误差 1 仪表电流源的频率越高,电磁感应作用就越显著 1 且测量线 越长,则其电阻

3、也不可忽视 1 另外,在测量线的下方不得有平行接近的金属导体 1 有关文献指出:“在用直线法测量接地电阻时, 若引线布置方向有接近的平行的地下金属管道或地下电缆时,可以造成几倍的误差,该大尺度金属物若 为不与被测接地网连接的情况将造成负误差,可能使不合格的接地网误为合格;若该大尺度金属物为与 被测接地网连接时,由于其中流过电流,感应作用能使测量结果产生很大的正误差 1”图2 接地网的接地电阻测量图还有,在接地电阻测 量中,有的操作者误将测 量线从接地网上任意一 点引出,见图2 (a)1 按照 上述文献的理论,实际上 会产生很大的正误差,因 为接地网将与测量线产 生电磁耦合.正确的引线 方法见图2 (b)1 从图2 可知,产生错误操作的原因一方面是操作者从理论上不甚了解而盲目按图2(a)引线,另一方面是操作 者在实际上根本就不了解地下接地体的形状及大小 1 综上所述,贝仑特补偿法因受场地电磁耦合及地 下金属体(或电缆)的分布情况影响而在应用上受到一定的限制,且用途单一 12 电压/电流测量法211 测量电路的构成图3 电压/电流法电路的构成图 电流/电压法测量电路仅需简易的电流表电压表即

4、可,见图31Rp为可调实 验电阻,变化范围23k20;A为电流表,范围为010A;V为可转换电压表, 测量范围0300V ,内阻Ri300/ V;T为实验按钮 1212 不用探针的电压/电流法测量接地电阻 图4给了TT系统的测量线路图:RB为工作接地电阻;RA为机壳接地电 阻;Rp为可调实验电阻,变化范围23k20;A为电流表,测量范围为010A;V为可转换电压表,测量范围为0300V ,内阻Ri300/ V;T为实验按 钮 1 测量开始时,与Rp相关联的电压表V是调在最高范围且将Rp调至最大 值 1合上按纽T后,显示的电压(U)不允许低于220 -UL(V) (其中UL为持续允 许的接触电压50V)1 如不是这样,就表明出现故障(如保护导线断裂时电压表 显示为0) ,则此时不允许继续测量 1 取UL= 50V ,则必须满足电压表显示值U 170V ,此时,可降低试 验电阻,直至取得最大试验电流10A为止,读出电流I与电压U后即可算出接地电阻RARA= U/ I试验电阻Rp值可由以下两方面来考虑 1 接地导线可能发生断裂和通过人接触被测的电气设备(图4中此时对地电压为220V) ,允许

5、流经人 体的最大电流为10mA1 如果将人体电阻忽略不计,它在最不利的情况下可以十分小,获得的最大试验 电阻Rp= 220V/ 10mA = 22k1由于测量是用10A进行,所以最小试验电阻Rp= (220 - 50)/ 10 = 17,取Rp= 20,即20Rp23k1另外,在选择试验电阻时,即使整定值较小也应考虑10A的负载能力 1 由图5可知,用电压/电流法测量时,因要利用网络电压,故其前提条件是要具有接地的网点,因此051 武 汉 水 利 电 力 大 学(宜 昌)学 报 2000年6月图4 电压/电流法在TT-系统中 图5 电压/电流法在TT-系统中测量接地电阻用探针测量接地电阻电压/电流法特别适用于TT 系统 1 但这种测量法基本上 受着外界电压(RA与RB之 间的电位差)影响的危险 1 图5中RB为工作接地电阻;RA为机壳接地电阻;Rp为可调实验电阻,变化范围为23k20;A为电流表,测 量范围010A;V为可转换 电压表,测量范围 为0300V ,内阻Ri300/ V; T 为实验按钮 1213 用探针的电压/电流法 测量接地电阻图6 电压/电流法在TN - S-系统中环

6、线阻抗测量图图6给示了TT系统的 测量线路:RB为工作接地 电阻;Rp为可调实验电阻, 变化范围为23k20;A 为电流表,测量范围010A;V为可转换电压表,测 量范围0300V ,内阻Ri300/V;T为实验按钮;Zs 为导线环线阻抗;Uo为对 地电压(按钮T断开时) ;UM为试验电阻上的电压(按钮T闭合时) ;r为Rp 的调节电阻(在测量终端读出UM时) ;I为电流(在测量终端读出UM时)1 此测量方法受外界电压影响的危险性很小,但前提是电压探针与接地体之间距要符合表1的规定. 测量线路基本上是相当于不用探针进行测量的线路 1 同样,在测量开始时也是将试验电阻调至最大值并将电压表整定在最大范围中,在合上按钮T后显 示的电压不允许大于UL(50V) ,否则,就表明发生故障(如保护导线断裂时显示的电压约220V) ,并不允 许继续测量.如显示的电压小于UL,则试验电阻应降低,直至取得最大的试验电流10A为止,这样就能 使可能存在的外界电压或干扰电压对测量结果的影响降到最低程度,读出电流I与电压U后即可算出 接地电阻RA=U/ I1214 环线阻抗的测量 我们知道,环线阻抗的测量也是间

7、接接触保护检查范围之一,因此必须测出相线与保护线PE或相 线与导线PEN之间的环线阻抗 1 一般来说,环线阻抗只是在回路的最远端位置上才需要测量,且只需 验证保护导线的畅通连接即可 1 图6所示出TNS 系统中环线阻抗测量电路 1 当测量结束时如能确定试验电阻值(从刻度上读 出) ,则电流表也可省略 1 断开T时,电压表读数需大致等于220V ,否则表明有故障,测量不允许继续进 行 1 按钮T闭合前,试验电阻须调到最大值.合上T后电阻降低到最小值,此时UM不允许低于Uo-UL (220V - 50V = 170V) ,否则机壳上就会出现过高的接触电压 1 回线阻抗Zs由下式求得如已知电流I ,则Zs=( Uo-UM) / I1 如已知电阻r,则Zs=r( Uo-UM) / I1151第22卷 第2期 李 淳 接地电阻测量法的比较 3 结语电压/电流测量法可广泛应用于间接接触保护措施的检查,如上述接地电阻.环线阻抗的测量,还可 用于漏电开关的漏电试验及泄漏电流的测试.电压/电流测量法比贝仑特补偿法的优越性是显见的.至 少不受场地限制,电磁耦合及地下金属体形状大小的影响,其测量结果比较准确

8、.但由于需利用网络电 压,且要具有接地的网络点,故在测量接地电阻方面不适用于IT系统 1参考文献1 解广润 1 电力系统接地技术 1 北京:北京水利电力出版社,19912 刘 继 1 接地技术优化设计 1 雷电与静电,1992(1) :36393 马宏达 1 正确地理解和执行建筑物防雷规范 1 雷电与静电,1994(2) :1516Comparison Among Several Measuring Methods of Earth ResistanceLi Chun( Gezhouba Electrical Equipment Factory)Abstract Several measuring methods of earth resistance are discussed. By comparing their advantages and disad2vantages , some beneficial. conclusions , which have some guiding significance for the coming practical works , ar

9、ereached1Keywords earthing; resistance ; method(上接第144页)参考文献1 李 华 1MCS- 51系列单片机实用接口技术 1 北京:北京航空航天大学出版社,19932 吴玉林 1EMS数据采集的通信规约转换 1 电力系统自动化,1998 ,22(12) :6162Design and Application of Singlechip Microcomputer Based Communication Protocol ConverterXie Long Luo Yuesheng Wang Bo( Wuhan University of Hydraulic and Electric Engineering)Abstract A kind of singlechip microcomputer based communication protocol converter is designed , it can accom2plish the transformation of different communication protocols among main station ,RTU and IEDs1The application ofthis converter can save a vast amount of fund in the construction of integrated substation automation1Keywords singlechip microcomputer ; communication protocol ; transformation251 武 汉 水 利 电 力 大 学(宜 昌)学 报 2000年6月

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