本儀器適用于測試各類接地裝置的工頻接地阻抗

1、一、用途本儀器適用于測試各類接地裝置的工頻接地阻抗、接觸電壓、跨步電壓、轉移電位、場區(qū)地表電位梯度等工頻特性參數(shù)以及土壤電阻率。本儀器采用異頻抗干擾技術，能在強干擾環(huán)境下準確測得工頻50Hz下的數(shù)據(jù)。測試電流較?。?3.0A），不會引起測試時接地裝置的電位過高，同時它還具有極強的抗干擾能力，故可以在不停電的情況下進行測量。二、概述目前國內(nèi)接地裝置的測試工作比較薄弱，一些關鍵的技術觀念比較模糊，技術手段落后。針對上述現(xiàn)狀，我國制訂了最新行業(yè)標準DL/T475-2006和國家標準GB/T17949.1-2000。新標準對舊標準做了很多重要改變。為了方便廣大現(xiàn)場測試和研究人員，我們根據(jù)這些最新標準，

2、結合我們多年研究大型地網(wǎng)測試的實際經(jīng)驗，研制成功本儀器。工頻接地阻抗，是指接地裝置對遠方電位零點間的電位差與通過接地裝置流入地中的工頻電流的比值。工頻接地阻抗以往被習慣地稱為“工頻接地電阻”。此名稱的糾正，在國家標準GB/T17949.1-2000“接地系統(tǒng)的土壤電阻率，接地阻抗和地面電位測量導則第一部分：常規(guī)測量”以及電力行業(yè)標準“接地裝置特性參數(shù)測量導則修訂稿”（取代DL475-92）中作了闡述。本測量儀采用交流電流進行測試，故所測數(shù)值稱為接地阻抗，而不再沿用以往的稱呼“接地電阻”。在對接地裝置進行測量時，由于受不平衡零序電流以及射頻等各種干擾，使得測試結果產(chǎn)生很大的誤差。特別是大型接地網(wǎng)

3、的接地阻抗一般很?。ㄒ话阍?.5以下），干擾帶來的相對誤差更大。為了降低現(xiàn)場干擾的影響，目前采用的方法主要有兩種，一種是增大測試電流，一種是使用異頻法。第一種方法是通過加大測試電流來加大信號電壓和信號電流，從而提高信噪比，減小測量誤差。這種方法由于采用了很大的測試電流（DL/T475-2006標準推薦不宜小于50A），使得設備非常笨重，且布線勞動強度很大，耗時耗力。而且，由于主要干擾與信號同頻，無法從根本上消除干擾的影響，為解決該問題，湖南省電力工業(yè)局文件（湘電科1997111號）“關于下達1997年科技攻關、開發(fā)及科技成果推廣計劃的通知”第38項下達了“運行中大型變電站接地網(wǎng)接地電阻測試與研

4、究”攻關計劃，與華中理工大學聯(lián)合攻關，解決了工頻流入地網(wǎng)電流干擾及測試引線線間的干擾問題。該研究成果獲得了華中電網(wǎng)集團科技進步二等獎，湖南省電力公司科技進步二等獎。異頻法則是通過改變測試電流的頻率來避開工頻干擾，由于信號頻率與干擾頻率不同，就可以通過濾波器來濾除干擾的影響，從而提高測量精度。異頻法由于采用的測試電流較小，因此設備小巧，布線勞動強度也大大減輕。由于具有測試結果穩(wěn)定可靠和省時省力的優(yōu)點，異頻法測試已被國內(nèi)外專家廣泛接受和采用。但是根據(jù)定義，工頻接地阻抗是指接地裝置在工頻電流下呈現(xiàn)出的阻抗，而異頻法采用的測試電流頻率不為工頻,因此測得的數(shù)值就會與工頻電流下測得的值有偏差。理論和實踐表

5、明，產(chǎn)生偏差的原因是，接地裝置的接地阻抗是復數(shù)阻抗，不僅包含電阻性分量，還含有與頻率有關的電感性和電容性分量。采用的測試頻率與工頻相差愈遠則等效性愈差，即測量誤差越大。為了保證測試的準確性，測試頻率與工頻不能相差太遠，且測試電流的波形應為正弦波（其他波形如方波含有豐富的諧波頻率）。中國國家標準GB/T17949.1-2000要求測試電流頻率應該盡量接近工頻，行業(yè)標準DL/T475-2006規(guī)定了測試電流頻率宜在4060Hz之間。本儀器采用多鐘頻率進行測量，再計算出50Hz下的等效阻抗，因此測量的準確性和等效性進一步得到提高。三、性能特點1、測量的工頻等效性好。測試電流波形為正弦波，使用兩種頻率

6、進行測量。2、抗地電壓干擾能力強。本儀器采用異頻法測量，配合現(xiàn)代軟硬件濾波技術，使得儀器具有很高的抗干擾性能，測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。15V工頻（50Hz）干擾電壓帶來的誤差僅為0.001。3、精度高?？捎脕頊y量接地阻抗很小的大型地網(wǎng)。4、功能強大。可測量相關標準規(guī)定的接地裝置的全部特性參數(shù)。不僅可測量接地阻抗，還可測量出電阻分量和電抗分量。5、具備斷線報警功能，避免了錯誤測量。6、操作簡單。全中文菜單式操作，直接顯示出測量結果,且自帶微型打印機可現(xiàn)場打印測量結果。7、布線勞動量小，無需大電流線。8、本儀器體積小、重量輕，方便攜帶。四、技術指標1、阻抗測量范圍：0152、分辨率：0.0013、測量誤

7、差：（讀數(shù)1+0.001）4、抗地電壓干擾能力：15V工頻干擾電壓帶來的誤差僅為0.0015、測試電流波形：正弦波6、輸出電流：03.0A7、輸出電壓：0100V8、測量線要求： 電流線銅芯截面積1.0mm2電壓線銅芯截面積0.2mm29、供電電源：AC220V10，50Hz10、使用環(huán)境：溫度：-1050；相對濕度：90%11、外形尺寸：44035031012、儀器重量：6.0kg五、儀器內(nèi)部結構和測試原理本儀器主要由提供測試電流的異頻電源、電流和電壓測量電路以及微電腦測控系統(tǒng)組成。儀器通過測量接地裝置的電位升高與流入接地裝置的電流之比來測量接地阻抗。儀器內(nèi)部結構如圖1所示。異頻恒流電源可輸

8、出頻率為45Hz或55Hz的正弦波測試電流，輸出頻率受微電腦系統(tǒng)控制。其輸出經(jīng)過隔離后通過儀器面板上的E、C兩個端子輸出。電壓放大器為一個高輸入阻抗放大器，它將P1、P2兩端的電壓放大后送給濾波器。電流放大器將從電流互感器取得的電流信號進行放大后送給濾波器。濾波器用于濾除干擾信號，只允許45Hz和55Hz信號通過。A/D轉換器用于將電壓和電流信號轉換為數(shù)字信號以便微電腦系統(tǒng)進行分析處理。圖1 儀器內(nèi)部結構圖用戶啟動接地阻抗測量后，儀器首先開啟異頻電源使之輸出頻率為45Hz的電流，待電流穩(wěn)定之后，微電腦系統(tǒng)通過A/D轉換器取得電壓和電流波形數(shù)據(jù)，進行數(shù)字濾波后計算出電壓V45和電流I45及其相位

9、差,再進一步計算出阻抗Z45、電阻分量R45和電抗分量X45。然后，切換異頻電源的輸出頻率為55Hz，經(jīng)過同樣的步驟后可計算出阻抗Z55、電阻分量R55和電抗分量X55。取Z45 和Z55的平均值作為工頻接地阻抗Z50。最后，關閉異頻電源，通過液晶屏顯示測量結果。因此阻抗測量時，儀器測量的是兩電壓輸入端P1、P2之間的電壓與電源輸出電流之比。六、儀器面板說明 儀器面板布置圖 注：1、E接被測量地網(wǎng)；2、P1接被測量地網(wǎng)；3、P2接測量電壓線（其長度取電流線長度的0.618倍）；4、C接測量電流線（其長度取地網(wǎng)對角線長度的45倍）；5、電源插座，輸入電壓為AC 220V6、電源開關。7、復位鍵，

10、接下此鍵將中斷儀器的測量。8、設置鍵。9、確認鍵，按下此鍵，儀器將起動內(nèi)部電源并開始測量。10、儀器接地柱。11、液晶顯示，顯示操作過程及測量結果。12、打印機。七、儀器操作說明首先應根據(jù)實際需要，按圖2布置好測試回路并接好線，檢查接線無誤后方可打開儀器電源開關。7.1注意1、在被測地網(wǎng)的接地電阻大于0.5歐姆時，E極在使用三極法測量時必須與P1短接起來(見圖2)，但當?shù)鼐W(wǎng)接地電阻很小，為了減小接觸電阻引起的誤差，需單獨引線與地網(wǎng)測試點相連(見圖3)。圖3 接地阻抗測試接線示意圖2、測試引線長度及布線方式按有關規(guī)程執(zhí)行。下面兩種方式僅供參考：測試電流引線長度取地網(wǎng)對角線長度的45倍（平行布線法

11、）或2倍以上（三角形布線法），電壓引線長度為電流引線長度0.618倍（平線布線法）或等于電流線（三角形布線法），確定了電流極和電位極位置后，將作為電流極和電位極的地樁分別打入地下，應使其與土壤緊密接觸。為了確保安全，接線時請將電源開關置于斷開的位置。打開電源開關后，液晶屏首先顯示“歡迎使用”約3秒，按“確認”鍵后進入功能選擇菜單。屏幕如下圖所示：按一下“確認”鍵即可開始測量。7.2 接線按照圖2進行接線。關于導線的選擇。測量時，電流線中將流過最大3A的電流，因此電流線應具有通3A電流的能力，選用銅芯截面積大于1.5mm2的導線即可。但是當電流線布得很長時，電流線的電阻會增加回路電阻，為了降低電

12、流線的電阻，應該選用較粗的電流線。電壓線中只流過微安級電流，因此不用考慮其通流能力。導線應具有良好的絕緣外皮，加接導線時，應用絕緣膠布包好連接點。請選擇一個可接觸良好的待測接地裝置的接地引下線（如鍍鋅扁鋼），為電流注入點和電壓測量點。用一根導線（上面要求的電流線）將儀器面板的E端子與電流注入點可靠連接，再用一根導線（電壓線）將儀器面板的P1端子與電壓測量點可靠連接。用電流線將電流極與儀器的C端子可靠連接。用電位線將電位極與儀器的P2端子可靠連接。進行電連接時，注意首先去除接觸處的銹蝕層。檢查接線無誤后，可進行下一步操作。7.3 啟動測量按下“測量”鍵后，若液晶屏上顯示“測試電流偏小”或者“電位極接地電阻偏大或電壓線斷線”請參考第十章（異常處理）。八儀器自檢方法儀器在出廠時，配有地網(wǎng)模擬電阻Rx（0.25）及測量回路模擬電阻R0，每次試驗前可按圖5接線方式，檢驗儀器工作狀況（注：只能效驗儀器能否正常工作，不能作為儀器精度校驗）圖4 儀器自檢原理接線圖)圖4儀器自檢原理接線圖 如測量結果為0.25左右，儀器屬正常。 九、異常處理若液晶屏上顯示“回路電阻偏大”，說明E、C間開路或阻抗過大,超出了異頻電源的負載能力，致使異頻電源輸出電流過小。出現(xiàn)這種