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接地电阻和测量方法

时间:2023-03-03 阅读:

武汉特高压旗下的接地电阻测试仪可以帮助众多电力工作者更加方便的进行各类电力测试。

什么是接地电阻?(图1)

2015 年有 2,255 人死于因电气短路引起的意外火灾,比 2014 年增加了 25%,比 2011 年增加了 48%。大多数短路火灾由接线松动、电气配件质量差(接地/连接不当)或接线工作维护不当引发。

为避免某些情况,重要的是提供可以将泄漏或短路电流耗散到地面的替代路径,这称为接地。接地电阻是计算接地中消耗的短路/漏电流量的重要参数。

有两种接地方式,即大地接地和设备接地。接地是从电路导体(通常是中性线)到放置在大地中的接地电极的有意连接。设备接地确保金属结构/外壳内的操作设备正确接地。

测量接地电阻的重要性

在确定新安装(绿地应用)的接地系统设计以满足接地电阻要求时,土壤欧姆电阻是最重要的,即寻找电阻尽可能低的位置。然而,可以通过更精细的接地系统克服恶劣的土壤条件。土壤成分、水分含量和温度都会影响土壤电阻率。土壤电阻率不一致;因此,它变得不可预测,它会因地理位置和不同的土壤深度而异。

水分含量随季节变化,根据地球的亚层和永久地下水位的深度而变化。土壤和水在较深的地层通常更稳定。因此,接地棒尽可能深地放置在地下,如果可能的话,在地下水位处。另外,接地棒的安装温度应稳定,即在霜线以下。如果接地系统设计为能够承受最恶劣的条件,则该系统被视为有效的接地系统。

影响接地电阻的因素

电阻值给出为:

R=pl/a

所以,影响接地电阻的因素有:

接地电极的长度/深度:土壤的电阻率不一致;因此,它变得不可预测。土壤层越深,土壤的电阻率越低。因此,将接地电极驱动得更深是降低接地电阻的有效方法。

接地电极的直径:增加接地电极的直径会降低电极的电阻。

接地电极数量:使用多个接地电极可以降低接地电阻。多个电极并联连接并接地以降低电阻。表 1 提供了各种接地电阻。

接地系统设计

如果将单个电极打入地面,则可将其视为简单的接地系统。这是最常见的接地实践。如果接地系统由多个接地棒、连接的网状或网格网络、接地板和接地环路组成,则该系统被视为复合接地。这些系统最好安装在发电变电站、中央办公室和手机塔站点。

测量接地电阻的方法

P = 2 π AR 其中:

P = 深度 A 的平均土壤电阻率,单位:ohm-cm

π = 31,416

A = 以厘米为单位的电极之间的距离

R = 以欧姆为单位的测量电阻值

电位下降

外部测试电极或电流测试桩被打入距接地系统 30 至 50 米的地面。该距离将取决于被测系统的大小,如下表所示,然后将内部电极或电压测试桩打入接地电极和电流测试桩之间的中途(50% 距离) , 并且在它们之间的一条直线上。该方法包括检查以确保测试电极实际上放置得足够远以获得正确的读数。应进行两次额外测量以进行校正测量:

第一个带有电压测试电极 (P) 的原始电压电极与地面系统的距离从其初始位置移动了 10%,并且

第二个带着它的距离比原来的位置近了 10%

62% 法

对电位下降法稍作修改,使其适用于中型接地系统。这种修改被称为 62% 方法。它涉及将内部测试桩定位在接地电极与外部桩分离的 62% 处。这种方法的一些缺点是:

假设下面的土壤是均匀的,实际上这是不可能的。因此,土壤电阻率测量在大地电阻测量中占有重要地位。

这种方法不适用于大型接地装置,因为确保准确测量所需的桩间距可能过大,需要使用很长的测试导线。

斜率法

对于大型系统,由于电极的限制,不可能用电位降法测量接地电阻。因此,坡度法适用于大型接地系统,例如变电站接地。这种方法类似于电位下降法,但包括在各种接地系统中对电压电极分离进行多次电阻测量。测量后,需要绘制大地与电流之间的电阻变化曲线图,以找到最佳电阻值。

三角法

这种方法最适合在建筑区或岩石地形上使用大型系统,在这些地方很难放置测试电极,尤其是在长距离的直线上。在这种方法中,三个电极设置在角上,与中间的接地系统形成一个等边三角形。出于测量目的考虑相邻电极之间的总电阻以及每个电极与接地系统之间的总电阻。

四电位法(温纳法) 在这种方法中,四个电极排成一条线进入地面,它们之间的距离“a”等距。发生器用于在两个外部电极(E 和 H)之间注入电流“I”,然后用于测量。然后用两个中心电极(S 和 ES)之间的电压表测量电位 rV。


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