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接地电阻值及接地电阻值的测量

发布时间:2013-05-18

接地电阻值及接地电阻值的测量

电阻,相信大家一定不会陌生了。不知道大家对接地电阻值是否有了解呢?什么是接地电阻值的测量呢?人工接地装置接地电阻的计算又是什么呢?以下,小编将与大家分享接地电阻值及接地电阻值的测量的相关方面知识。

接地电阻值

接地电阻 就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻,它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限大远处的大地电阻。

正确计算和测量接地电阻,是路灯设施接地保护的首要环节。理论上,接地电阻越小,接触电压和跨步电压就越低,对人身越安全。

但要求接地电阻越小,则人工接地装置的投资也就越大,而且在土壤电阻率较高的地区不易做到。在实践中,可利用埋设在地下的各种金属管道(易燃体管道除外)和电缆金属外皮以及建筑物的地下金属结构等作为自然接地体。由于人工接地装置与自然接地体是并联关系,从而可减小人工接地装置的接地电阻,减少工程投资。

一、接地电阻值的规定
接地电阻值及接地电阻值的测量
接地电阻值及接地电阻值的测量

在1000v以下中性点直接接地系统中,接地电阻Rd小于或等于4欧,重复接地电阻小于或等于10欧。而电压1000V以下的中性点不接地系统中,一般规定接地电阻Rd为4欧。因此,根据实际安装经验,在路灯照明系统接地电阻Rd应小于或等于4欧。

二、人工接地装置接地电阻的计算

人工接地装置常用的有垂直埋设的接地体、水平埋设的接地体以及复合接地体等。此外,接地电阻大小还与接地体形状有关,在路灯施工应用中,通常使用垂直、水平接地体。

这两种接地电阻的计算是:

1.垂直埋设接地体的散流电阻

垂直埋设的接地体多用直径50mm、长2~2.5m的铁管或园钢,其每根接地电阻可按下式求得:

Rgo=[2Ln(4L/d)]/2*3.14L

注,式中P—土壤电阻率(?cm)

L—接地体长度(cm)

d—接地铁管或园钢的直径(cm)

为防止气候对接地电阻值的影响,一般将铁管顶端埋设在地下0.5-0.8m深处。若垂直接地体采用角钢或扁钢(见图1),其等效直径为:

等地角钢d=0.84b 扁钢d=0.5b

为达到所要求的接地电阻值,往往需要埋设多根垂直接地体,排列成行或成环形,而且相邻接地体之间距离一般取接地体长度的1-3倍,以便平坦分布接地体的电位和有利施工。这样,电流流入每根接地体时,由于相邻接地体之间的磁场作用而电流扩散,即等效增加了每根接地体的电阻值,因而接地体的合成电阻值并不等于各个单根接地体流散电阻的并联值,而相差一个利用系数,于是接地体合成电阻为Rg=Rgo/ηL*n

式中Rgo—单根垂直接地体的接地电阻(Ω)

ηL—接地体的利用系数;

n—垂直接地体的并联根数。

接地体的利用系数与相邻接地体之间的距离a和接地体的长度L的比值有关,a/L值越小,利用系数就越小,则散流电阻就越大。在实际施工中,接地体数量不超过10根,取a/L=3,那么接地体排列成行时,nL在0.9-0.95之间;接地体排列成行时ηL约0.8。

2、水平埋设接地体的散流电阻


一般水平埋设接地体采用扁钢、角钢或圆钢等制成,其人工接地体电阻按下式求得:

 Rsp= (Ln +A)

式中L—水平接地体总长度(cm);

h—接地体埋设深度(cm);

A—水平接地体结构形式的修正系数,见下表:

水平接地体结构型式  修正系数
-                     0
L                     0.378  
╋                    2.3
                      0.867
*                     2.94
□                    1.71
O                     0.239

接地电阻值的测量

 

接地电阻值及接地电阻值的测量
接地电阻值及接地电阻值的测量


接地电阻值测量似乎是很简单的工作,其实不然。

1.某单位对一联合接地网的接地电阻值进行测量,但测量结果达几百欧。根据土层的状况及施工时的监察,这个测量结果肯定是错误的,估计接地电阻测试仪有问题。于是购买一台新的接地电阻测试仪,再测量,结果亦大得不可信。

我们赶到现场,协助解决接的电阻值测量时,首先根据《实用接地技术》专辑介绍的方法(《接地的测量与检验》一文),对两台测试仪的机械零位、电气零位和灵敏度进行检查,发现两台测试仪的灵敏度全部不合格,因此不能使用。我们把随身带去的经计量局计量合格且在检定周期范围内的接地电阻测试仪,亦作上述三项检查,全部合格。我们用此测试仪对接地网进行测量,测量结果0.9Ω。

2.接地电阻测量时,常常会遇到混凝土路面,探棒无法打人,过去我们用冲击电钻,装上长柄钻,在混凝土路面上钻两个孔,把深棒插人后测量。通过学习后,在混凝土路面上不用钻孔,用铺两块钢板(250mm×250mm)的方法进行测量。

为什么可用金属板铺的混凝土路面上代替探棒插入地中呢?《接地的测量与检验》一文中,对三极法测量接地电阻值后,认为:对电流棒而言,钢板和混凝土路面之间的接触电阻会影响注人电流的量,并影响到电压探棒和接地极之间的电压值,但其比值不变(Rg=U/I),因此电流探棒的接触电阻不影响测值;电压探棒亦存在接触电阻,但此接触电阻与电压表的输人阻抗相比可忽略不计。我们对同一接地极用两种方法进行测量。探棒插入地中和钢板铺在混凝土测量的结果相同。实验证明:铺钢板可代替探棒插人地中,这给我们测量接地电阻值带来了方便。

3.接地电阻值测量时,正如专辑中指出的.若地中存在杂散电流或接地极中存在电网的漏电电流时,会给测量带来误差。在上海地铁工程施工时,在电源接地线和隧道主钢筋之间就测得直流0.7V的电压,此时列车所需的直流1500V电压尚未接人,若接入,其杂散电流肯定也会对接地电阻测量带来误差。我们在远东民航大厦面积为5000m2的联合 FU接地网作了如下试验:

选用万用表测量联合接地网的电位,我们在相距接地网20m外插人一电压探棒,用万用表电压档测量接地网引出点与电压探棒之间的电位差,不管是直流还是交流,其电压都为零,表明正在建设中的远东民航大厦接地网中不存在足以影响接地电阻的于抗电流,然后我们在相距电压探棒20m外插入一电流探棒,用 ZC29型接地电阻测试仪测出接地网的接地电阻力0.25Ω。

为了了解干扰对接地电阻测量的影响,我们用另一台接地电阻测试仪作为干扰源,该测试仪的E端子接接地网的引出点,C端子接在插人地中距接地网 15m的另一电流探棒上。当作为干扰源的接地电阻测试仪摇动手摇发电机的手柄时,就产生一个约3V(用万用表测得)的100Hz左右的交流电,此时用另一台接地电阻测试仪测量接地网的电阻值(正常接法),结果呈现电阻偏高,且读数不稳定的现象(1~2Ω)。我认为,读数偏高是由于接地网与电压探棒之间受两个电源电势叠加成分的影响;而读数不稳,则是由于两台测试仪手摇发电机转速不同步所致。这一试验告诉我们,测量接地极电阻值前,首先要检查接地极中是否存在干扰源,测量时,若读数不稳定要检查原因。

4.对联合接地网,一旦投入使用后,要复测接地一电阻值,往往会遇到无法停电的困难。只要电源投人使用,线路中要避免漏电是不可能的,因为即使线路绝缘再高,仍会产生漏电(包括线地间的容性电流),此漏电电流就会流人接地网中,就会对测量造成误差、因此不断电用ZC29型接地电阻测试仪测量接地电阻是没有实际意义的。

对联合接地网,有人强调要做防雷接地测试点。这不仅会破坏外墙的完整性,且无实际意义。因为联合接地网(例商务楼)投人使用后不准停电,又由于工原载:《电世界》1997年第8期作接地和防雷接地是同一接地网,有了工作接地断接卡就不必再做防雷接地测试点了。

5.关于探棒(极)间的距离对测量结果的影响问题,我们曾通过对远东民航大厦接地网采用几种探棒位置不同的方案进行测试。先采用常规的方法,即接地网(E极)、电压探棒(P极)与电流探棒(C极)分布在一直线上,相互间的距离E、P为20m,E、C为40m,测得一个阻值。然后在此基础上,分别移动探棒进行复测。第一次保持P极上极间距20m,将C极延伸至距P极40m;第二次保持E极、C极间距60m,将P极延伸至距E极30m;第三次在常规距离下,将C极横向移动20m;第四次在常规距离下,将P极横向移动10m。上述各次所测结果,几乎没有什么变化。由于ZC29本身精度不高(5%),因此,读数与实际阻值的误差也可忽略不计。至于探棒间距小于常规值时,由《接地的测量与检验》一文中表2可知,其测量误差将随探棒与接地极之间的距离减小而增加,施工中必须予以充分注意。

对于电阻的规定你们看懂了吗?在1000v以下中性点直接接地系统中,接地电阻Rd小于或等于4欧,重复接地电阻小于或等于10欧。综上所述,本文已为讲解接地电阻值及接地电阻值的测量,相信大家对接地电阻值及接地电阻值的测量的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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