對電網接地電阻的測量

對電網接地電阻的測量

通信局、站接地系統多采用聯合接地方式，該接地系統主要有接地體、接地匯集線、接地連接線等幾部分組成。接地系統的接地電阻每年應定期測量，始終保持接地電阻符合指標要求。
3.1 接地電阻的定義
工頻電流從接地體向周圍大地散流時，土壤呈現的電阻值叫接地電阻R。接地電阻的數值等于接地體的電位U。于通過接地體流入大地中電流Id的比值。用公式表示為：
Uo
Ro= ———
Id
當沖擊電流或雷電流通過接地體向大地散流時，不再用工頻接地電阻而是用沖擊接地電阻來量度沖擊接地的作用。
沖擊接地電阻RCH等于接地體對地沖擊電壓的幅值與沖擊電流幅值之比。
沖擊接地電阻RCH與工頻接地電阻Ro的關系是：
RCH=a Ro
式中a為沖擊系數
a的大小與大地電阻率有關，它們的關系是：
當大地電阻率r£100W•m時 a»1
r£500W•m時 a»0.667
r£1000W•m時 a»0.5
r>1000W•m時 a»0.333

3.2 測量儀表
3.2.1 對測量儀表的要求
（1）接地電阻的測量工作有時在野外進行，因此，測量儀表應堅固可靠，機內自帶電源，重量輕、體積小，并對惡劣環境有較強的適應能力。
（2）大于20dB以上的抗干擾能力，能防止土壤中的雜散電流或電磁感應的干擾。
（3）儀表應具有大于500kW的輸入阻抗，以便減少因輔助極棒探針和土壤間接觸電阻引起的測量誤差。
（4）儀表內測量信號的頻率應在25Hz?1kHz之間，測量信號頻率太低和太高易產生極化影響，或測試極棒引線間感應作用的增加，使引線間電感或電容的作用，造成較大的測量誤差，即布極誤差。
（5）在耗電量允許的情況下，應盡量提高測試電流，較大的測試電流有利于提高儀表的抗干擾性能。
（6）儀表應操作簡單，讀數是數字顯示，以減少讀數誤差。
3.2.2 測量用儀表
DER2571型數字地阻儀（或ZC一8型接地電阻測量儀，K一7型地阻儀）等。
3.3 測量方法
接地電阻值測試的準確性，與地阻儀測量電極布置的位置有直接關系，按測量電極的不同布置方式，有如下幾種測試方法：
3.3.1 直線布極法
（1）首先要弄清被測地網的形狀、大小和具體尺寸，確定被測地網的對角線長度D（或園形地網的直徑D）。
（2）在距接地網（2?3）D處，打下地阻儀的電流極棒，地阻儀的電壓極棒應設在電流極棒到地網距離的0.618處（優選法）。如圖3.1所示。

圖3.1測量電極布置圖
按上圖布置測得的接地電阻誤差應在1％以內。
在土壤電阻率較均勻的地區，電流極到地網的距離取2D，電壓極到地網的距離可取D。
在土壤電阻率不均勻的地區，電流極到地網的距離應取3D，電壓極到地網的距離應取1.7D。
在現場測量中，如果電壓極的位置不能正好在上面所給的位置，電壓極位置允許活動的范圍如下表：
表3.1 允許誤差為5％時電壓極位置允許范圍

d1 5D 3D 2D
d2 （56?66.6）％×5D （58.5?64.6）％×3D （59.4?63.4）％×2D

表3.2 允許誤差為1％時電壓極位置允許范圍

d1 5D 3D 2D
d2 （50?70.7）％×5D （55?67.5）％×3D （57.5?65.7）％×2D
（3）測量時在沿地網和電流極的連線上，使電壓極到接地網的距離約為電流極到接地網距離的50％?60％范圍內移動3次，每次移動的距離為電流極到地網距離的5％，使3次測得的電阻值接近即可。
3.3.2 三角形布極法
如圖3.2所示：


圖3.2三角形布極圖

圖中，取d12 =d13=2D,夾角Q=28.950»300，此時測得的電阻誤差接近零，Q越大誤差也越大，Q=1800時誤差zui大。如果測試場地窄小，不能滿足d12 =d13³2D的條件時，也可取d12 =d13³D。如果允許測量誤差在±10％時，Q值的允許變化范圍如下表。
表3.3 測量誤差在±10％時Q值允許范圍表

d1或d2 D 2D 3D 4D 5D 6D 7.5D
Q值允許
范圍（度） 26.3?32.2 24.1?36.4 21.8?41.7 20.5?49 19.2?60 18?77.3 16.5?180
3.3.3 兩側布極法
一般情況下，不宜把地阻儀的電流極棒和電壓極棒分別打在地網的兩側，但由于測試場地限制，可按圖3.3所示的方法布置測試電極進行測試。

圖3.3兩側布極圖
圖中：（1）電流極到地網的距離和電壓極到地網的距離應相等，均³5D，D為地網對角線的長度。
（2）電流極棒，電壓極棒和地網中心應盡量在一條直線上。
3.3.4 測量注意事項
（1）測試前，應首先了解被測地網的結構形式，地網尺寸以及周圍空中、地下的環境情況，如有無架空線、地下金屬管道、地下電纜等，在測量時盡量避開，或采取相應措施，以便減小測量誤差。
（2）直線布極法測量地網接地電阻時，如果地網的中心位置不能確定，可根據情況假設一個中心，取電流極距它為（2?3）D，而將電壓極棒設在距假設中心為0.5（2?3）D，0.6（2?3）D，0.7（2?3）D的位置進行測試，三次測得的電阻力R1、R 2、R3，實際接地電阻R0可由下式求得：
R0=21.6 R1－1.9 R 2?0.73 R3
（3）選擇電流極棒和電壓極棒的測量位置，應避開架空線路和地下金屬管道走向，否則測量的接地電阻將大大偏低。
（4）測試極棒應牢固可靠接地，防止松動或與土壤間有間隙。同時，地網、電流極棒、電壓極棒應在一條直線上，否則將產生較大的測量誤差。
（5）測量接地電阻的工作，不宜在雨天或雨后進行，以免因濕度使測量不準確。
（6）處于野外或山區的通信局站，由于當地的土壤電阻率一般都比較高，測量地網接地電阻時，應使用兩種不同測量信號頻率的地阻儀分別測量，將兩種地阻儀測量結果進行比較，以便確定接地電阻的大小。因為測量信號頻率不恰當時，容易產生極化效應或大地的集膚效應，使測量結果不準或出現異常現象。
（7）當測試現場不是平地，而是斜坡的話，電流極棒和電壓極棒距地網的距離應是水平距離投影到斜坡上的距離。
（8）接地電阻直接受大地電阻率的影響，大地電阻率越低，接地電阻就越小。而大地電阻率受土壤所含水分、溫度等因素的影響，這些因素隨季節的變化而變化。因此，全年中各月份測得的土壤電阻率是不同的，因而接地電阻也不同。為了滿足全年中zui大土壤電阻率的月份接地體的接地電阻仍能滿足使用要求，因此，需要采用季節修正系數K，即
r=p，K
式中：K———季節修正系數
r———計算接地電阻時，采用的土壤電阻率（W• m）;
p，——在全年不同月份所實際測到的土壤電阻率（W• m）.
我國地域廣闊，不同的地區、季節修正系數也不同，現將北京鄭州、廣州地區的季節修正系數列于下表，供參考。



表3.4 北京地區季節修正系數
測試區域 測量月份
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
北京
?22℃?12℃ 1.08 1.0 0.96 1.35 1.42 1.42 1.42 1.93 1.8 1.6 1.42 1.35



表3.5 鄭州地區季節修正系數
測試區域 測量月份
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
鄭州季節修正系數 1.42 1.27 1.23 1.12 1.03 1.00 1.03 1.08 1.12 1.08 1.31 1.39



表3.6 廣州地區季節修正系數
測試區域 測量月份
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
廣州季節修正系數 1.65 1.52 1.48 1.32 1.17 1.00 1.02 1.07 1.23 1.29 1.32 1.50


對于其他地區，也可根據氣象條件，給出各類地區的季節修正
系數如表3.7所示。



表3.7 各類地區的季節修正系數
氣象條件 *類地區 第二類地區 第三類地區 第四類地區
氣象指標 多年平均低溫（一月份） －20℃?－15℃ －15℃?－10℃ －10℃?0℃ 0℃?5℃
多年平均高溫（七月份） 16℃?18℃ 18℃?22℃ 22℃?24℃ 24℃?26℃
平均降雨量（mm） 400 500 500 300-500
冰凍日期（天） 190?170 150以下 100以下 0
季節修正系數 角鋼型接地體長1.5?2.5米頂端埋深0.5?0.8米 1.8?2.0 1.5?1.8 1.4?1.6 1.2?1.4
帶鋼或線鋼接地體埋深0.8米 4.5?7.0 3.5?4.5 2.0?2.5 1.5?2.0
帶鋼或線鋼接地體埋深0.4米 6.0?8.0 4.5?5.5 2.5?3.0 2.0