接地電阻測試儀的發展與選用

　　摘要：接地電阻測試儀是檢驗測量接地電阻的常用儀表，也是電氣安全檢查與接地工程竣工驗收*的工具，目前*地電阻測試儀能滿足所有接地測量要求。運用新式鉗口法，無需打樁放線進行在線直接測量。一臺功能強大的地阻測試儀均由微處理器控制，可自動檢測各接口連接狀況及地網的干擾電壓、干擾頻率，并具有數值保持及智能提示等*功能。
　　
　　一、前言
　　
　　接地電阻測試儀是檢驗測量接地電阻的常用儀表，也是電氣安全檢查與接地工程竣工驗收*的工具，近年來由于計算機技術的飛速發展，因此接地電阻測試儀也滲透了大量的微處理機技術，其測量功能，內容與精度是一般儀器所不能相比的。目前*地電阻測試儀能滿足所有接地測量要求。運用新式鉗口法，無需打樁放線進行在線直接測量。一臺功能強大的地阻測試儀均由微處理器控制，可自動檢測各接口連接狀況及地網的干擾電壓、干擾頻率，并具有數值保持及智能提示等*功能。
　　
　　二、接地電阻測試與發展
　　
　　zui初人們對接地電阻的測量是用伏、安法，這種試驗是非常原始的。圖1是用安培計、伏特計的測量方法。在測定電阻時須先估計電流的大小，選出適當截面的絕緣導線，在預備試驗時可利用可變電阻R調整電流，當正式測定時，則將可變電阻短路，由安培計和伏特計所得的數值可以算出接地電阻。　　
　　R地=U接地體/I入地
　　
　　式中U接地體──接地極電壓
　　
　　I入地──入地電流
　　
　　伏安法測量地阻有明顯不足之處，*：麻煩、繁瑣、工作量大，試驗時，接地棒距離地極為20～50米，而輔助接地距離接地至少40～100米。另外受外界干擾影響極大，在強電壓區域內有時簡直無法測量。
　　
　　五六十年代蘇聯的E型搖表取而代之了伏安法，由攜帶方便，又是手搖發電機，因此工作量比伏安法簡單。七十年代國產接地電阻儀問世，如：ZC-28，ZC-29，無論在結構、體積、重量、測量范圍、分度值、準確性，都要勝于“E”型搖表。因此，相當一段時間內接地電阻儀都以上海六表廠生產的ZC系列為代表的典型儀器。上述儀器由于手搖發電機的關系，精度也不高。
　　
　　八十年代數字接地電阻儀的投入使用給接地電阻測試帶來了生機，雖然測試的接線方法同ZC系列沒什么兩樣，但是其穩定性遠比搖表指針式高得多。而真正接地電阻儀的一個創舉是在九十年代鉗口式地阻儀的誕生打破了傳統式測試方式。如法國CA公司生產的6411鉗式接地電阻測試儀稱得上接地電阻測試的一大革命，鉗式接地電阻測試zui大特點是不必打輔助地棒，只要鉗住接地線或接地棒就能測出其接地電阻。上述地阻測試儀是屬單鉗口形式的，具有它的快速測試、操作簡單等優點，但也存在著精度不高的問題，特別是接地電阻在小于0.7Ω以下時，無法分辨。再說單鉗口式地阻儀主要用于檢查在地面以上相連的多電極接地網絡，通過環路地阻查詢各接地極接地情況，但不能替代整個網絡的工頻接地電阻測量。GEOX雙鉗口接地電阻儀測量范圍和精度均有所提高，但由于鉗口法測量采用電磁感應原理，易受干擾，測量誤差比較大，不能滿足高精度測量要求。zui近引進的意大利HT公司234數顯精密接地電阻儀比較完善地結合了傳統伏安法測量的特點與鉗口法新技術原理，再運用*的計算機控制技術儷成為當代的智能型接地電阻測量儀。具有精度高，功能齊全，操作簡便的特點，可廣泛應用于電力電信系統，建筑大樓，機場，鐵路，油槽，避雷裝置，高壓鐵塔等接地電阻測量。目前在國內郵電、電力、航空等行業都進行了配置。
　　
　　三、HT234接地電阻儀特性
　　
　　1．儀表功能
　　
　　*雙線、三線、四線地電阻測量
　　
　　*測量電壓U
　　
　　*導線電阻測量及自動報零位校準
　　
　　*測量土壤電阻系數ρ
　　
　　2．主要參數測量電壓：80Vρ
　　
　　*測量電流：10mA
　　
　　*測量頻率：125Hz
　　
　　*范圍：0～1999Ω
　　
　　*分辨率：0.01Ω
　　
　　*精度：2％
　　
　　3．操作說明與測量
　　
　　（1）操作說明（見下圖）　　
　　（2）測量（雙線地電阻測量）
　　
　　雙線測量方法是很實用的，它具有簡便快速的特點（下圖所示）　　
　　圖3中一根水管已被用作相關的接地，一般來說它的接地電阻是很小的，這樣就不必放線打樁了，測量步驟如下：
　　
　　*短接測試線
　　
　　*按SAVE鍵顯示字母K
　　
　　*按START鍵，首先顯示測試導線阻值，然后顯示0.00表儀器已被校準了，現在可進行正常測量
　　
　　*按START鍵進行測量
　　
　　*按SAVE鍵貯存測量值
　　
　　*按RCL讀出所貯存值
　　
　　國內的低壓供電系統大部分采用TT方式，對TT系統，HT234地阻儀可十分方便地測量其接地電阻。圖4為從供電插座測量接地電阻的接線圖，操作步驟同上。由于零線中一般存在電壓和電流，HT235在電壓＜20V時自動抗干擾，電壓＞20V時儀器自動報警、保護、停止測量，所以即使誤操作接到相線上進行測量也不會損壞儀器。
　　
　　三線、四線地阻測量類似于二線測量方法，下面分別是它們的測試圖。　　
　　四、GEOX接地電阻儀特性
　　
　　1．儀表功能
　　
　　本儀表為多功能接地電阻測試儀，其主要功能如下：
　　
　　*測量干擾電壓（UST）
　　
　　*接地線路在有泄漏電流有于擾源時會存在干擾電壓
　　
　　*測量干擾頻率（FST）：干擾電壓＞1V可由周期導出頻率
　　
　　*測量接地電阻（Re）：由3極法或4極法測量，測量電幅值48／20V，頻率94，105，111，
　　
　　128Hz方波電壓頻率可手動或自動選擇（AFC）
　　
　　*鉗口法測量接地電阻：在多點接地系統中，可測量每一根接地線的接地電阻
　　
　　2．主要參數
　　
　　*測量電壓：20／48V
　　
　　*測量頻率：94，105，111，128Hz或自動選擇（AFC）
　　
　　*干擾電壓測量：范圍1～50V，誤差±（5％測量值＋5個字）
　　
　　*干擾頻率測量：范圍16～400Hz，誤差±（l％測量值＋2個字）
　　
　　*接地電阻測量：范圍0.02－3kΩ，誤差±（5％測量值＋5個字）
　　
　　3．操作說明與測量
　　
　　（1）操作說明（見下圖）　　
　　（2）測量
　　
　　測量干擾電壓和干擾頻率（測量連線見下圖）
　　　　
　　測量電阻時，往往因地下存在干擾源而使得接地點成為不良的接地點，所測得的數值不準確，所以要找良好的接地點（干擾電壓低的地方）干擾電壓和干擾頻率的測量具有十分的意義。
　　
　　該功能在測量接地電阻時自動執行，如果超過設定的極限值，將顯示干擾電壓過高，此時自動禁止測量接地電阻，干擾頻率只有在干擾電壓超過１V時才能夠測量出來。旋轉開關選擇正確的測量檔，按鍵“3”即顯示干擾電壓和干擾頻率。
　　
　　*測量接地電阻（雙鉗口法）
　　
　　下圖為雙鉗口測試原理與測量連線圖　　
　　本儀表配置一個電壓鉗口和一個電流探頭一起使用，首先在被測接地極感應電壓U然后濁出被測地極中的電流I，那么Rg=U／I=Rx＋R，在此處R≤Rx，R可以忽略，因RE＝Rx直接在屏幕上。
　　
　　原理：在多極并聯的接地網中。例如高壓鐵塔的接地形式，因為高架地線的連接；在輸電線路中，每個鐵塔的接地電阻力整個網絡的一個支路，如圖所示。在整個并聯網絡中設Rx為被測的接地電阻。此時其他各支路的接地電阻并聯值R＝R1／R2／R3……Rn，當n較大時，R≤Rx。
　　
　　五、接地電阻測試儀的選用
　　
　　接地電阻為什么至今仍然是一個被大家所忽視的問題呢？主要是沒有適合理想測量儀器，接地搖表由于*的原因，測試值精度很差，有時同一個接電阻成了一個抽象的物理量，使人很難捉摸。隨著科學儀器的發展，*接地電阻測試儀*控制了地電阻測試的要領，可以做到測試值正確無誤。目前智能式接地電阻儀非但功能強大；而且可以應付現場各種復雜情況，如有效地排除干擾，自動跟蹤zui合適測試條地件，出現各種問題當即智能提示等等，象GEOX、234等地阻儀還能直接測干擾頻率，干擾電壓，自動校零等特點。下面把這二種儀表與接地搖表作一個比較，在測試選用儀表供參考：　　
　　除上述地電阻測試儀表外，法國CA公司6412、6415單鉗口式地阻儀也是當前較為熱門的一種地阻測試儀。由于儀器體積小巧，操作又十分簡便，因此每逢霉雨季節，或者年中、年終巡視接地裝置好壞的地阻儀。如需要測試精度高一點，又要方便輕松，那就可以有雙鉗回式地阻儀，象輸出電線桿塔、微波塔、避雷針等接地裝置的接地電阻測量及良好接地條件的輔助裝置（水，水管裝置）的場合，都可以用這種雙鉗口式接地電阻儀進行接地電阻的測量。對于大型的系統接地、網絡接地、土壤電阻率的測試應該選擇HT234等地阻儀為好，利用三線、四線測量方法，由于儀器的*功能，保證地阻測量值的重復性、穩定性，且HT234地阻儀的測量精度高達2％。
　　
　　六、結束語
　　
　　本文通過接地電阻儀的發展和新一代GEOX與234地阻儀介紹，大體對地阻測試儀有一個系統的認識。二十一世紀是信息的世紀，特別是計算機技術的發展推動了儀器儀表突飛猛進。
　　
　　我們可以預言地阻儀的發展方興未艾，不久的將來肯定有更新功能，更的接地電阻儀的誕生，更好地為我們解決實際中各項技術問題。