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防雷检测和竣工验收过程中接地电阻的测量方法
点击次数:97 发布时间:2019-07-17

   在防雷检测和竣工验收过程中经常会遇到大型接地网,其对角线长度超过100m。由于测量规范要求的布线距离很长,例如电流极距离为接地网对角线长度的4~5倍,接地网越大,则需要布线的距离越长。许多测试对象周边的布线条件复杂,放线困难,工作量大,不少检测公司人员采取缩短布线距离,或者直接在大型接地网内部采用短线测量,那么这种测试方法是否正确呢?

接地电阻测试的概念

接地电阻的概念:接地装置工频接地电阻的数值,等于接地装置的对地电压与通过接地装置流入地中工频电流的比值。接地装置的对地电压是指接地装置与地中电位场的实际零位之间的电位差。

测试接地电阻常用的方法有电位降法、三极直线法和三极夹角法,根据其测试原理可知,电位降法和三极直线法都是在电压极P处于对地电压零电位的位置时所测得的数值进行接地电阻计算的,而三极夹角法通过数据的修正来计算,但其电压极P也应处于零电位位置。

因此,准确寻找零电位的位置是各种测量方法确定电压极引线长短的基础。

2 接地体周围的电压降和电位分布

雷电流或故障电流迅速通过接地极导入大地时,在其周围土壤上产生电位。以单根管桩接地体为例,在土壤电阻率均匀的场地,当电流从接地体中流出时向土壤的各个方向扩散。在土壤电阻率均匀、接地体与大地紧密接触的情况下,流入地中的电流通过接地极向大地呈半球状散流,单根接地装置周围电位分布图如图1所示。因此,将电流通过接地极向大地流散时产生明显电位梯度的土壤范围称为流散区。

由图1可见,离接地体愈近,电流密度愈大,电压降也愈大;当电流流经距接地体很远的地方时,由于电流密度非常小,实际电压降接近于0。

试验证明:在距单根接地极20m以外的地方,电图1单根接地装置周围电位分布图位已趋近于0,该处就属于接地装置对地电压的零电位。

多根接地装置周围散流电阻分布如图2所示。由图2可知,多根接地装置由于屏蔽作用,其散流区更大,零电位的位置更远。

由此可以得出,零电位存在于散流区之外,接地体越多,散流区越大,零电位的位置也越远。散流区的大小取决于地网的形状、大小和尺寸。

3 采用缩短布线距离的方法测量接地电阻以单根接地装置采用电位降法测量接地电阻为例。

3.1 电压极P在散流区内部,电流极C在散流区外正常布置电压极P在散流区内部时如图3所示。

可知,根据U-X变化曲线,曲线平坦处为电位零点,即P点位置,与曲线起点间的电位差即为接地装置E的电位降Um,接地装置E的接地电阻R=Um/I,此值即为接地电阻的真实值。当缩短电压极引线长度时,电压极有可能布置在散流区内,电压极位于P1位置时,其位于接地装置散流区之内,测量值U1

当电压极位于接地装置散流区内时,所测接地电阻值小于真实值。因此,电压极P应位于接地装置散流区之外。

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