了解與接地電極系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)的電極電阻測量是理解設(shè)計、接地電阻和土壤電阻率測量和計算的基本原理的關(guān)鍵。以下是地凱科技接地電極設(shè)計原理和測試系列的介紹

地凱科技防雷接地的解決方案

1.土壤電阻率與測量

2.計算單根棒的接地電極電阻

3.電極電阻的測量

電極電阻的測量

設(shè)計和安裝電極系統(tǒng)后，通常需要測量并確認電極與“真實接地”之間的接地電阻。測量接地電極接地電阻最常用的方法是圖所示的3點測量技術(shù)。該方法源自用于土壤電阻率測量的 4 點法。

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圖 1：接地電阻測量的3點法

3點法稱為“電位下降”法，包括要測量的接地電極和另外兩個電氣獨立的測試電極，通常標記為P（電位）和C（電流）。這些測試電極的“質(zhì)量”可能較低（較高的接地電阻），但必須在電氣上獨立于要測量的電極。交流電（I）通過外電極C，并通過內(nèi)電極P在它們之間的某個中間點測量電壓。接地電阻是使用歐姆定律簡單地計算的;Rg = V/I，內(nèi)部由測試設(shè)備組成。

進行測量時，目的是將輔助測試電極C放置在離被測接地電極足夠遠的地方，以便輔助測試電極P位于接地系統(tǒng)和另一個測試電極的有效電阻區(qū)域之外

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（見圖2）。圖 2：電阻區(qū)域和測量電阻的變化

如果電流測試電極C太近，電阻區(qū)域?qū)⒅丿B，并且隨著電壓測試電極的移動，測量的電阻將出現(xiàn)急劇變化。如果電流測試電極的位置正確，則在其與接地系統(tǒng)之間的某個地方將有一個“平坦”（或非常接近）的電阻區(qū)域，并且電壓測試電極位置的變化只會在電阻數(shù)字中產(chǎn)生非常小的變化。

儀器通過一小段測試電纜連接到被測地面系統(tǒng)，并進行測量。

測量精度可能會受到其他埋藏金屬物體與輔助測試電極的距離的影響。圍欄和建筑結(jié)構(gòu)、埋地金屬管甚至其他接地系統(tǒng)等物體都會干擾測量并引入誤差。通常，僅通過對現(xiàn)場的目視檢查很難判斷測試樁的合適位置，因此始終建議進行多次測量以確保測試的準確性。

電位下降法

這是用于測量接地電阻的最常見方法之一，最適合于覆蓋范圍不大的小型系統(tǒng)。它執(zhí)行簡單，只需最少的計算即可獲得結(jié)果。

外部測試電極或電流測試樁被打入離地面系統(tǒng)很遠的地面。該距離將取決于被測系統(tǒng)的大小，然后將內(nèi)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間，并在它們之間形成直線。

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圖3：電流和電壓電極分離隨接地網(wǎng)格尺寸的變化

外部測試電極或電流測試樁被打入離地面系統(tǒng)很遠的地面。該距離將取決于被測系統(tǒng)的大小，然后將內(nèi)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間，并在它們之間形成直線。

電位下降方法包含檢查，以確保測試電極確實位于足夠遠的位置以獲得正確的讀數(shù)。建議進行此檢查，因為這確實是確保正確結(jié)果的唯一方法。

要對電阻數(shù)字進行檢查，應(yīng)進行兩次額外的測量;第一個帶有電壓測試電極（P）的原始電壓電極與地面系統(tǒng)分離的10%遠離其初始位置，第二個帶有電壓測試電極的距離比其原始位置移動了10%。

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圖 4：檢查電阻測量的有效性

如果這兩個附加測量值與原始測量值一致，則在所需的精度水平內(nèi)，則測試樁已正確定位，并且可以通過對三個結(jié)果求平均值來獲得直流電阻數(shù)字。但是，如果這些結(jié)果之間存在重大分歧，那么很可能是由于與被測試的地面系統(tǒng)太近，彼此太近或與干擾結(jié)果的其他結(jié)構(gòu)太近而無法正確定位。木樁應(yīng)以更大的間隔距離或不同的方向重新定位，并重復(fù)三次測量。應(yīng)重復(fù)此過程，直到獲得令人滿意的結(jié)果。

斜率法

此方法適用于大型接地系統(tǒng)，例如變電站接地。它涉及在各種接地電極與電壓電極分離處進行多次電阻測量，然后繪制接地和電流之間電阻變化曲線。根據(jù)該圖和從表中獲得的數(shù)據(jù)，可以計算出電壓電極的理論最佳位置，從而從電阻曲線計算出真實電阻。

它類似于電位下降法，但通過將內(nèi)部測試電極從非常靠近接地網(wǎng)格移動到外部測試電極的位置來獲取幾個讀數(shù)。然后將獲得的讀數(shù)繪制在圖表上。圖5顯示了所獲得的圖形的示例。可以觀察到，在大約60%的距離處，斜率是最平緩的，與之對應(yīng)的電阻是被測電極的真實電阻。在這種情況下，它是 20 歐姆。

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圖 5：典型圖形，斜率

審核編輯黃宇