接地電阻和測量方法
武漢特高壓旗下的接地電阻測試儀可以幫助眾多電力工作者更加方便的進行各類電力測試。
2015 年有 2,255 人死于因電氣短路引起的意外火災,比 2014 年增加了 25%,比 2011 年增加了 48%。大多數短路火災由接線松動、電氣配件質量差(接地/連接不當)或接線工作維護不當引發。
為避免某些情況,重要的是提供可以將泄漏或短路電流耗散到地面的替代路徑,這稱為接地。接地電阻是計算接地中消耗的短路/漏電流量的重要參數。
有兩種接地方式,即大地接地和設備接地。接地是從電路導體(通常是中性線)到放置在大地中的接地電極的有意連接。設備接地確保金屬結構/外殼內的操作設備正確接地。
測量接地電阻的重要性
在確定新安裝(綠地應用)的接地系統設計以滿足接地電阻要求時,土壤歐姆電阻是最重要的,即尋找電阻盡可能低的位置。然而,可以通過更精細的接地系統克服惡劣的土壤條件。土壤成分、水分含量和溫度都會影響土壤電阻率。土壤電阻率不一致;因此,它變得不可預測,它會因地理位置和不同的土壤深度而異。
水分含量隨季節變化,根據地球的亞層和永久地下水位的深度而變化。土壤和水在較深的地層通常更穩定。因此,接地棒盡可能深地放置在地下,如果可能的話,在地下水位處。另外,接地棒的安裝溫度應穩定,即在霜線以下。如果接地系統設計為能夠承受最惡劣的條件,則該系統被視為有效的接地系統。
影響接地電阻的因素
電阻值給出為:
R=pl/a
所以,影響接地電阻的因素有:
接地電極的長度/深度:土壤的電阻率不一致;因此,它變得不可預測。土壤層越深,土壤的電阻率越低。因此,將接地電極驅動得更深是降低接地電阻的有效方法。
接地電極的直徑:增加接地電極的直徑會降低電極的電阻。
接地電極數量:使用多個接地電極可以降低接地電阻。多個電極并聯連接并接地以降低電阻。表 1 提供了各種接地電阻。
接地系統設計
如果將單個電極打入地面,則可將其視為簡單的接地系統。這是最常見的接地實踐。如果接地系統由多個接地棒、連接的網狀或網格網絡、接地板和接地環路組成,則該系統被視為復合接地。這些系統最好安裝在發電變電站、中央辦公室和手機塔站點。
測量接地電阻的方法
P = 2 π AR 其中:
P = 深度 A 的平均土壤電阻率,單位:ohm-cm
π = 31,416
A = 以厘米為單位的電極之間的距離
R = 以歐姆為單位的測量電阻值
電位下降
外部測試電極或電流測試樁被打入距接地系統 30 至 50 米的地面。該距離將取決于被測系統的大小,如下表所示,然后將內部電極或電壓測試樁打入接地電極和電流測試樁之間的中途(50% 距離) , 并且在它們之間的一條直線上。該方法包括檢查以確保測試電極實際上放置得足夠遠以獲得正確的讀數。應進行兩次額外測量以進行校正測量:
第一個帶有電壓測試電極 (P) 的原始電壓電極與地面系統的距離從其初始位置移動了 10%,并且
第二個帶著它的距離比原來的位置近了 10%
62% 法
對電位下降法稍作修改,使其適用于中型接地系統。這種修改被稱為 62% 方法。它涉及將內部測試樁定位在接地電極與外部樁分離的 62% 處。這種方法的一些缺點是:
假設下面的土壤是均勻的,實際上這是不可能的。因此,土壤電阻率測量在大地電阻測量中占有重要地位。
這種方法不適用于大型接地裝置,因為確保準確測量所需的樁間距可能過大,需要使用很長的測試導線。
斜率法
對于大型系統,由于電極的限制,不可能用電位降法測量接地電阻。因此,坡度法適用于大型接地系統,例如變電站接地。這種方法類似于電位下降法,但包括在各種接地系統中對電壓電極分離進行多次電阻測量。測量后,需要繪制大地與電流之間的電阻變化曲線圖,以找到最佳電阻值。
三角法
這種方法最適合在建筑區或巖石地形上使用大型系統,在這些地方很難放置測試電極,尤其是在長距離的直線上。在這種方法中,三個電極設置在角上,與中間的接地系統形成一個等邊三角形。出于測量目的考慮相鄰電極之間的總電阻以及每個電極與接地系統之間的總電阻。
四電位法(溫納法) 在這種方法中,四個電極排成一條線進入地面,它們之間的距離“a”等距。發生器用于在兩個外部電極(E 和 H)之間注入電流“I”,然后用于測量。然后用兩個中心電極(S 和 ES)之間的電壓表測量電位 rV。