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1、-工频接地电阻定义:工频电流流过接地装置时,接地装置与远方大地之间的电阻。其数值假定等于接地装置对地电位最大值与通过接地装置流入地电流最大值的比值。 工频接地电阻测量范围本标准适用于航站楼(候机楼)、航管指挥塔、飞机维修库、计算机房、储油罐等接地装置的测量,也适用于防雷接地装置、机场通信导航设施及机场其他地面设备接地装置的没量。 引用标准下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文,本标准出版时,所示版本均为有效。所有的标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 DL一1992接地装置工频特性参数的测量导则 基本要求1)被测接地装置上不应存在电力系统包括
2、零序电流(不平衡电流)在内的地中电流,测量前应切断所有相关设备的供电。机场变电站等接地装置存在零序电流又不允许切断供电,则按DL475的规定实施测量。 2)测量应在干燥环境下进行,不应在雨后立即测量。接地装置敷设完毕应测量接地电阻,以后每年按有关规定检查测量。接地电阻的测试值小于规定要求值(允许极限值)是评判接地性能的主要指标。 3)必要时可以采用两种或两种以上电极布置方式或用不同的方法测量,以互相验证,提高测量结果的可信度。 4)接地测量过程应作记录,记录格式见附录A(提示的附录)。 测量方法选择1)单接地体或处在空旷场地,其最大对角线长度在15m以内的接地装置可以按照地阻仪说明书介绍的方法
3、进行测量。 2)测量处在密集地物中的接地装置或占地面积较大,其最大对角线长度在15m以上的接地装置,应远距离布置电极,实施长线测试,除地阻仪外,另需准备足够长度的连接导线、收放线架或绕线辘轳。 3)按1)、2)的规定测量时如果地阻仪批示值小于2或接地装置最大对角线长度超过100m,应改用电流电压表法测量。 地阻仪的使用在使用地阻仪时除说明书的要求外,还应符合下列要求。 1)使用地阻仪前应查看在外壳上粘贴的检定合格证,超过有效期限或没有计量色标的地阻仪不应使用。 2)将指针式地阻仪水平放置,调整指针的机械零位,再用裸导线将地阻仪四个端子(接线柱)短路,将“倍率开关”置最小倍率,逐渐加快发电机摇柄
4、转速达到整定值,指针零位偏移应在半格以内。 3)因接地装置引流点的锈蚀不易除尽,测试值易偏大。为克服这一接触电阻和连接导线阻抗的影响,应选用四端子地阻仪,并将两个E端了或C2、P2端子的联结片打开,分别用等长等阻抗的导线连接到接地装置上,如图1,图2所示。 4)数字式地阻仪应符合5.1和5.3的规定,采用E(连接待测接地装置)、ES(连接待测接地装置)、S(连接电压极)、H(连接电流极)端子符号的地阻仪也应符合5.1和5.3的规定。 5)钳式地阻仪主要用于检查仅在地面以上相连的多电极接地网络,通过环路电阴查明各电极的接地情况,但不能替代整个网络的工频接地电阻测量,见图3。 电流电压表法1)电流
5、电压表法的接线如图4所示,电电极布置方式按7.5选择。在符合3.1规定的前提下,通过接地装置的测试电流不应小于2A。测试电源可用不接地的燃油发电机,也可以引220V380V工频市电,其对地电位可由额定容量不小于630VA、1:1隔离变压器消除。如受高频干扰,电压表指示不稳定,可并联0.1F的电容或增设高频滤波回路。 2)电流极连接导线应导电性强、绝缘良好、柔软抗拉。导线电阻不应大于10/km,绝缘电阻不应小于2M。 3)所用的指针式交流电流表、高输入阻抗电压表准确度要求不低于1,全部仪表应经计量部门检定。 4)测试过程中应注意人身安全,以防触电,必须严格遵守事先规定好的联络信号。为减少跨步电压
6、,测试人员接通导线后应距电极5m外,进入农作物生长地区应穿绝缘胶鞋。 电极布置1)电流极应与土壤接触良好,以减小其自身的接地电阻,实施电流电压表法时其接地电阻应小于100。在低土壤电阻率地区,电流极可用地阻仪的探棒,必要时可注水使其湿润,也可按7.3制作。在高土壤电阻率地区可用数根长2m、直径50mm76mm的金属管、棒相互间隔2m5m打入地中再连接起来。或用深入到地下水的金属探棒,也可由自然接地体替代,如相邻的设备地网、铁塔接地、水井、地质钻孔等。 2)当接地装置最大对角线较长,入地电流散流所涉及的范围较大时,除浅表土壤外还应考虑深层土壤的作用,电流极与接地装置中心的距离应取接地装置最大对角
7、线长度D的45倍,如有困难,当接地装置周围的土壤电阻率较均匀时,可以取2D值;当接地装置周围的土壤电阻率不均匀时,可以取3D值。 若将防雷接地、工作接地、保护接地连接成一个等电位体,即三地联合成一地,应按联合接地装置的最大对角线长度布置电极。 3)电压极可用地阻仪的探棒,也可采用直径12mm16mm、长约0.8m的尖头钢杆,一端弯成操作把手并装有接线端子,杆身表面应无锈蚀。电压极布置的方式较多,但不应将电压极打在覆盖被测接地装置的土壤中。 4)测试引流点(测试电源在接地装置上的接入位置)可以设在接地装置的中心也可以设在接地装置的边缘,被视测试现场的条件选择,在测量原理中,电极设置的距离和两电极
8、位置所呈现的夹角者是从接地装置的中心计算,如从接地装置的边缘计算,电极布置方式应做相应改变或对测试值进行修正,见1)、2),只有当电极距离接地装置中心5D以上时,不同引流点的测试值变化才可忽略,见图10、图11、 5)电极布置的方式 6) 0.618补偿法 从接地装置中心引入测试电流,电压极与电流极布置方向相同,电压极与接地装置中心的距离等于电流极与接地装置中心距离的0.618倍, 防雷接地装置的工频接地电阻防雷接地装置的工频接地电阻,通常应根据落雷时的反击条件来确定。当与其他接地共用一个接地装置时,接地电阻应取其中所要求的最小值。各种防雷接地装置的工频接地电阻值规定如下: (1)变电所室外单
9、独装设的避雷针,其工频接地电阻一般不大于10欧。在高土壤电阻率地区,若能满足不反击的条件,该值可适当增大,或者将防雷接地与主接地网连接。 (2)变电所构架上装设的避雷针,其工频接地电阻不宜超过10欧。满足这一要求有困难时,该接地装置可与主接地网连接。 (3)电力线路架空避雷线的工频接地电阻,可为1030欧,随土壤电阻率而定。 (4)单独装设的防雷装置,其工频接地电阻不大于10欧。 (5)烟囱、水塔等的避雷针,其工频接地电阻不大于30欧。 (6)架空引入线瓷瓶铁脚的工频接地电阻不大于20欧。 对于上述(1)、(2)两项,当将防雷接地与主接地网连接时,其地下连接点至35千伏及以下设备与主接地网地下
10、连接点的距离,沿接地体的长度不得小于15米。 接地电阻介绍就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻,它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限大远处的大地电阻。 接地电阻的定义 工频电流从接地体向周围大地散流时,土壤呈现的电阻值叫接地电阻R。接地电阻的数值等于接地体的电位U。于通过接地体流入大地中电流Id的比值。用公式表示为: Uo Ro= Id 当冲击电流或雷电流通过接地体向大地散流时,不再用工频接地电阻而是用冲击接地电阻来量度冲击接地的作用。 冲击接地电阻RCH等于接地体对地冲击电压的幅值与冲击电
11、流幅值之比。 冲击接地电阻RCH与工频接地电阻Ro的关系是: RCH=aRo 式中a为冲击系数 a的大小与大地电阻率有关,它们的关系是: 当大地电阻率r100Wm时a?1 r500Wm时a?0.667 r1000Wm时a?0.5 r1000Wm时a?0.333 接地电阻使用范围通信局、站接地系统多采用联合接地方式,该接地系统主要有接地体、接地汇集线、接地连接线等几部分组成。接地系统的接地电阻每年应定期测量,始终保持接地电阻符合指标要求。 数字接地电阻测量仪基本介绍1、仪表工作原理 BY2571数字接地电阻测量仪摒弃传统的人工手摇发电工作方式,采用先进的中大规模集成电路,应用DC/AC变换技术将
12、三端钮、四端钮测量方式合并为一种机型的新型接地电阻测量仪。 工作原理为由机内DC/AC变换器将直流变为交流的低频恒流,经过辅助接地极C和被测物E组成回路,被测物上产生交流压降,经辅助接地极P送入交流放大器放大,再经过检波送入表头显示。借助倍率开关,可得到三个不同的量限:02,020,0200。 2、仪表使用范围 本表适用于电力、邮电、铁路、通信、矿山等部门测量各种装置的接地电阻以及测量低电阻的导体电阻值;本表还可测量土壤电阻率及地电压。 3、仪表特点 结构上采用高强度铝合金作为机壳,电路上为防止工频、射频干扰采用锁相环同步跟踪检波方式并配以开关电容滤波器使仪表有较好的抗干扰能力。 采用DC/A
13、C变换技术将直流变为交流的低频恒定电流以便于测量。 允许辅助接地电阻在02K(RC),040K(RP)之间变化,不致于影响测量结果。 本仪表不需人工调节平衡,3(1/2)位LCD显示,除测地电阻外,还可测低电阻导体电阻、土壤电阻率以及交流地电压。 如若测试回路不通表头显示“1”代表溢出,符合常规测量习惯。 技术指标1、使用条件 环境温度:0+45 相对湿度:85%RH 2、测量范围及恒流值(有效值) 电阻:02(10mA),220(10mA),20200(1mA) 电压:AC020V 3、测量精度及分辨率 精度:00.23%1d 0.22001.5%1d 120V3%1d 分辨率:0.001、
14、0.01、0.1、0.01V 4、辅助接地电阻及地电压引起的测量误差 允许辅助接地电阻RC(C1与C2之间)1.8K; RP(P1与P2之间)40K误差5% 允许地电压5V(工频有效值)误差5% 5、电源及功耗 最大功率损耗2W 电源:6.8V9V(6节5#镉镍可充电电池),外接220V交流电源进行充电。 体积:220mm200mm105mm 重量:1.4kg冲击接地电阻接地电阻是指在工频或直流电流流过时的电阻,通常叫做工频(或直流)接地电阻;而对于防雷接地雷电冲击电流流过时的电阻,叫做冲击接地电阻。冲击电流流过接地装置时,假定接地装置对地电位峰值与通过接地体流入地中电流的峰值(冲击电流峰值)
15、的比值。从物理过程来看,防雷接地与工频接地有两点区别,一是雷电流的幅值大,二是雷电流的等值频率高。 雷电流的幅值大,会使地中电流密度增大,因而提高地中电场强度,在接地体表面附近尤为显著。地电场强度超过土壤击穿场强时会发生局部火花放电,使土壤电导增大。试验表明,当土壤电阻率为500m,预放电时间为35s时,土壤的击穿场强为612kV/cm。因此,同一接地装置在幅值很高的雷电冲击电流作用下,其接地电阻要小于工频电流下的数值。这一过程称为火花效应。 雷电流的等值频率很高,会使接地体本身呈现很明显的电感作用,阻碍电流向接地体的远端流通。对于长度较大的接地体这种影响更显著。结果使接地体得不到充分利用,接
16、地电阻值大于工频接地电阻。这一现象称为电感影响。 由于上述原因,同一接地装置具有不同的冲击接地电阻值和工频接地电阻值,两者之间的比称为冲击系数;R/Ri 其中R为工频接地电阻;Ri为冲击接地电阻,是指接地体上的冲击电压幅值与冲击电流幅值之比,实际上应是接地阻抗,但习惯上仍称为冲击接地电阻。 冲击系数与接地体的几何尺寸、雷电流的幅值和波形以及土壤电阻率等因素有关,多数靠实验确定。一般情况下由于火花效应大于电感影响,故1;但对于电感影响明显的情况,则可能1,冲击接地电阻值一般要求小于10。 冲击电流或雷电流通过接地体流向大地时,接地体呈现的电阻叫冲击接地电阻。冲击接地电阻与工频接地电阻不同,其主要
17、原因是冲击电流的幅值可能很大,会引起土壤放电,而且冲击电流的等效频率又比工频高得多。当冲击电流进入接地体时,会引起一系列复杂的过渡过程,每一瞬间接地体呈现的有效电阻值都有可能有所不同,而且接地体上最大电压出现的时刻不一定就是电流最大的时刻。为了使冲击接地电阻Rch有一明确的定义,通常令由于Um和Im出现的时刻可能不同,所以Rch并无实际上的物理意义(因电感作用,冲击电压幅值Um一般出现在电流幅值Im之前),但是这一定义在工程上使用很方便,因为我们感兴趣的是在一定的Im下接地体上的最大电压Um是多少,而这在Rch已知的条件下马上可以算出来。 在某些情况下,为了数字处理,有时也把在雷电流波头时刻(
18、t=2.6us)接地体呈现的电阻作为冲击接地电阻,而对于某一特定值的冲击接地电阻将加以说明。 对于单一的集中接地体,由于尺寸不大(相对于冲击波的波头长度来说),谈不上有什么显著的波过程,即在讨论其冲击接地电阻时,不需要考虑它的电感与电容,可以认为其冲击接地电阻与冲击波的频率无关。此时使得冲击接地电阻与工频接地电阻不同的主要因素是:强大的冲击电流流入土壤后会形成很强的电场,便土壤发生强烈的局部放电现象。一般土壤由于是不均匀媒质,所以其耐压强度只有85kvcm左右,在p=100m时使土壤放电的电流密度为如果接地极长3m,直径4cm,则其表面面积为300nx4=3770(cm2),所以在I085x
19、37703200(A)=32(kA)时,其周围土壤即已发生放电现象。实际上由于电流场不均匀,在更小的雷电流下已能发生土中的放电现象。实验表明:当单根水平接地体的电位为1000kV时,火花放电区域的直径可达70cm。实际常遇到雷电流总在10kA或数十千安以上,这时在土中形成的强烈放电可使土壤的等值电阻率pd大为减小,也可以认为pd不变但接地体的等值直径已大为增加,所以此时接地体的冲击接地电阻将比工频接地电阻小。以上所述,显然适用于尺寸不大的复合集中接地体的情况(例如由35根25m长的垂直接地极或由35根10m长的水平接地极所组成的复合接地装置)。 冲击系数冲击接地电阻Rch与工频接地电阻只。的比
20、值,称为接地体的冲击系数a,对集中接地体来说,a一般小于1,但对长度很大的延长接地体来说,由于其电感效应,a也可能大于1。a值一般由实验方法求得,在缺乏准确数据时,集中的人工接地体或自然接地体的冲击系数a可按下式计算 在表3-1-表3-4中列出了各种接地体的冲击系数。值,可供设计时采用。 由n根接地体并联形成的复合接地体的冲击接地电阻及Rchn,也可由各个接地体的冲击 冲击电流通过接地体散流的情况比较复杂,归纳起来它具有下列特性: (1)由于冲击电流相当于高频电流的情形,因此,除接地体的电阻和电导外,接地体的电感和电容均对冲击阻抗发生作用。其作用的大小,决定于接地体的形状、冲击电流的波形幅值以及地的电气参数p和Ero. (2)当接地体表面的电流密度达到某一数值时,会产生火花放电现象,其结果相当于接地体的直径加大了一些。 工频接地电阻就是工频短路电流流过时呈现的电阻值,冲击接地电阻是雷电流流过呈现的电阻值,两个阻值不同,一般冲击接地电阻要小于工频接地电阻,它有个冲击系数,与土壤电阻率 冲击电流大小,以及接地体布置形式有关系,防雷接地的电阻是只冲击接地电阻,一般接地装置都要考虑工频接地电阻允许值和冲击接地电阻允许值 。-第 6 页-