接地網(wǎng)接地電阻測(cè)量方法研究

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1、接地網(wǎng)接地電阻測(cè)量方法研究指導(dǎo)老師：王富榮姓名：于航學(xué)號(hào)：20051743概要1.主要接地電阻測(cè)量方法2.基于三極法測(cè)量技術(shù)，對(duì)均勻土壤中的接地系統(tǒng)，以互電阻總和為零為約束條件建立確定補(bǔ)償點(diǎn)位置的數(shù)學(xué)模型。分析了補(bǔ)償點(diǎn)的取值范圍，并考慮電極幾何形狀和工程中確定接地網(wǎng)中心位置可能存在偏差這兩個(gè)因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。3.對(duì)于不均勻土壤,以典型的水平雙層土壤進(jìn)行討論。仍以互電阻總和為零為約束條件，建立確定補(bǔ)償點(diǎn)位置的數(shù)學(xué)模型。并從計(jì)算角度對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化。4.在前面建立的均勻土壤模型基礎(chǔ)上，引入一個(gè)等效土壤電阻率，對(duì)均勻土壤模型進(jìn)行修正，使其對(duì)測(cè)量水平雙層土壤中的接地系統(tǒng)

2、也能適用。5.結(jié)合異頻法對(duì)根據(jù)測(cè)量模型進(jìn)行修正，排除測(cè)量回路中感性分量對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。6.結(jié)論1、接地電阻測(cè)量方法的發(fā)展電位降法原理：布置電流極和電壓極兩個(gè)輔助電極，通過不斷改變電壓極位置測(cè)量得到接地體與電壓極之間的電位降曲線，分析測(cè)量曲線，得到接地電阻的測(cè)量值。缺點(diǎn)：繪制電位曲線圖，需要在接地網(wǎng)附近選擇多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行多次測(cè)量，工作量很大；2電位降法以平坦段作為電壓極位置的選取標(biāo)準(zhǔn),存在一定的系統(tǒng)誤差。雖然可以通過盡量拉長(zhǎng)電流極引線長(zhǎng)度減小該誤差，但這又給現(xiàn)場(chǎng)布線造成了很大不便。三極法原理：由于電位降法在實(shí)際應(yīng)用中存在工作量過大的不足，實(shí)際中常采用三極法作為電位降法

3、的簡(jiǎn)化方法。電路連接如上所示。1，2，3分別表示接地極，輔助電壓極和輔助電流極。實(shí)際測(cè)量時(shí)需外接電源。測(cè)量時(shí)由1極注入電流，在1，3極和之間的大地形成回路，用電流表測(cè)量得到回路的電流值。并用電壓表測(cè)得1，2極之間的電壓值。用電壓值比上電流值即得到接地電阻值。四極法原理：與三極法類似，用一大電阻的電壓表測(cè)出各電極之間的電壓和一個(gè)電流表測(cè)出回路電流，即可求出接地電阻。特點(diǎn)：能有效地消除測(cè)量回路導(dǎo)線間的互感影響瓦特表法原理：與三極法的工作原理類似，但測(cè)量參數(shù)不同，通過測(cè)量回路電流和功率求得接地電阻。缺點(diǎn)：A瓦特表的內(nèi)阻不能比電壓極的接地電阻大許多,過大要對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。

4、若瓦特表的內(nèi)阻太小，使得電壓回路中有電流流過，也改變了原來電流在地中的電場(chǎng)分布使測(cè)量結(jié)果偏小;B測(cè)量誤差還取決于表針的偏轉(zhuǎn)大小。當(dāng)瓦特表指針偏轉(zhuǎn)超過2/3時(shí)，誤差穩(wěn)定在較小水平。若指針偏轉(zhuǎn)較小則誤差要相應(yīng)增大。C如果電壓極引線上的互感電壓足夠大時(shí)，瓦特表的電壓線圈中電流與電流線圈中的電流之間的相位差可能很大，存在超過瓦特表標(biāo)定的功率因數(shù)的限值而引入新的誤差。2.三極法測(cè)量均勻土壤接地網(wǎng)電阻的數(shù)學(xué)模型當(dāng)只有接地極存在時(shí)，由接地極注入電流，電位分布規(guī)律是接地體附近的區(qū)域電位基本一致，隨著與接地極距離的增大，地表電位迅速下降，當(dāng)與接地極的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接地體本身幾何尺寸時(shí)

5、，地表電位下降變得平緩，逐漸接近于零電位。由于輔助電流極的存在，使無窮遠(yuǎn)與輔助電流極之間存在極性與接地極相反的電流。該電流形成的電場(chǎng)與原電場(chǎng)疊加，使地表電位下降速度加快。零電位點(diǎn)不再是在無窮遠(yuǎn)處，而是在接地極與電流極之間。此時(shí)無窮遠(yuǎn)處的電位為負(fù)值。模型的目標(biāo)是尋找該零電位點(diǎn)的位置。3.三極法測(cè)量雙層土壤接地網(wǎng)電阻的數(shù)學(xué)模型4.引入異頻法對(duì)模型結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化原理：用非50Hz試驗(yàn)電源將干擾電流與測(cè)量用的信號(hào)電流分離出來,使之不進(jìn)入測(cè)量系統(tǒng),消除其所致測(cè)量誤差,因此測(cè)試電流不需太大就可提高測(cè)量精度,同時(shí)可大大減小設(shè)備重量和試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。頻率的選擇：干擾信號(hào)在35H

6、Z以下和60-100之間趨近于零。干擾信號(hào)對(duì)接地電阻測(cè)量結(jié)果在35到60和120HZ以上的區(qū)域影響大，在低頻范圍內(nèi)地網(wǎng)接地電阻值隨頻率的增加有緩慢上升的趨勢(shì)。故國際大電網(wǎng)會(huì)議工作組指出,測(cè)量電流的頻率與工頻頻率的偏差應(yīng)不大于10HZ（即測(cè)量頻率40-60HZ)5總結(jié)1.三極法測(cè)量接地電阻模型最重要的假設(shè)是：接地極與電流極之間間距無窮遠(yuǎn)。盡管實(shí)際測(cè)量中由于鋪設(shè)引線不可能做到無窮遠(yuǎn)，考慮到測(cè)量的效益和測(cè)量的準(zhǔn)確性這兩個(gè)因素，測(cè)量時(shí)接地體的等效半徑與接地極與電流極之間間距的比值為左右較為合適。2.常用的直線法和夾角法法是三極法測(cè)量的特殊情況，結(jié)合測(cè)量的實(shí)際地理環(huán)境，從減

7、少布線工作量的角度，可以因地制宜采取其它的夾角和布線長(zhǎng)度。但如前面論證的內(nèi)容所述，夾角和布線長(zhǎng)度是有一定范圍的。3.由于外界干擾信號(hào)究其本質(zhì)是個(gè)隨機(jī)變量，難以預(yù)測(cè)其變化趨勢(shì)和規(guī)律，所以難以在模型中定量分析干擾信號(hào)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。這就要求我們?cè)趯?shí)際測(cè)量中注意盡量排除干擾信號(hào)，提高測(cè)量精度。干擾信號(hào)主要包括測(cè)量區(qū)域附近線路高頻信號(hào)和其他雜散信號(hào)產(chǎn)生的電場(chǎng)干擾。4.地網(wǎng)中心位置偏差和電極自身幾何形狀這兩個(gè)因素在接地體的等效半徑與接地極與電流極之間間距的比值為左右這個(gè)尺度上可以忽略其影響。5.電阻率在土壤中的分布情況對(duì)測(cè)量結(jié)果也有較大影響。當(dāng)下層土壤電阻率較大時(shí),因電流

8、極在接地極