接地电阻测量方法研究

接地网接地电阻测量方法研究指导老师：王富荣姓名：于航学号：20051743概要1.主要接地电阻测量方法2.基于三极法测量技术，对均匀土壤中的接地系统，以互电阻总和为零为约束条件建立确定补偿点位置的数学模型。分析了补偿点的取值范围，并考虑电极几何形状和工程中确定接地网中心位置可能存在偏差这两个因素对测量结果的影响。3.对于不均匀土壤,以典型的水平双层土壤进行讨论。仍以互电阻总和为零为约束条件，建立确定补偿点位置的数学模型。并从计算角度对模型进行优化。4.在前面建立的均匀土壤模型基础上，引入一个等效土壤电阻率，对均匀土壤模型进行修正，使其对测量水平双层土壤中的接地系统也能适用。5.结合异频法对根据测量模型进行修正，排除测量回路中感性分量对测量结果的影响。6.结论1、接地电阻测量方法的发展电位降法原理：布置电流极和电压极两个辅助电极，通过不断改变电压极位置测量得到接地体与电压极之间的电位降曲线，分析测量曲线，得到接地电阻的测量值。缺点：绘制电位曲线图，需要在接地网附近选择多个点进行多次测量，工作量很大；2电位降法以平坦段作为电压极位置的选取标准,存在一定的系统误差。虽然可以通过尽量拉长电流极引线长度减小该误差，但这又给现场布线造成了很大不便。三极法原理：由于电位降法在实际应用中存在工作量过大的不足，实际中常采用三极法作为电位降法的简化方法。电路连接如上所示。1，2，3分别表示接地极，辅助电压极和辅助电流极。实际测量时需外接电源。测量时由1极注入电流，在1，3极和之间的大地形成回路，用电流表测量得到回路的电流值。并用电压表测得1，2极之间的电压值。用电压值比上电流值即得到接地电阻值。四极法原理：与三极法类似，用一大电阻的电压表测出各电极之间的电压和一个电流表测出回路电流，即可求出接地电阻。特点：能有效地消除测量回路导线间的互感影响瓦特表法原理：与三极法的工作原理类似，但测量参数不同，通过测量回路电流和功率求得接地电阻。缺点：A瓦特表的内阻不能比电压极的接地电阻大许多,过大要对结果进行修正。若瓦特表的内阻太小，使得电压回路中有电流流过，也改变了原来电流在地中的电场分布使测量结果偏小;B测量误差还取决于表针的偏转大小。当瓦特表指针偏转超过2/3时，误差稳定在较小水平。若指针偏转较小则误差要相应增大。C如果电压极引线上的互感电压足够大时，瓦特表的电压线圈中电流与电流线圈中的电流之间的相位差可能很大，存在超过瓦特表标定的功率因数的限值而引入新的误差。2.三极法测量均匀土壤接地网电阻的数学模型当只有接地极存在时，由接地极注入电流，电位分布规律是接地体附近的区域电位基本一致，随着与接地极距离的增大，地表电位迅速下降，当与接地极的距离远远大于接地体本身几何尺寸时，地表电位下降变得平缓，逐渐接近于零电位。由于辅助电流极的存在，使无穷远与辅助电流极之间存在极性与接地极相反的电流。该电流形成的电场与原电场叠加，使地表电位下降速度加快。零电位点不再是在无穷远处，而是在接地极与电流极之间。此时无穷远处的电位为负值。模型的目标是寻找该零电位点的位置。3.三极法测量双层土壤接地网电阻的数学模型4.引入异频法对模型结果进行优化原理：用非50Hz试验电源将干扰电流与测量用的信号电流分离出来,使之不进入测量系统,消除其所致测量误差,因此测试电流不需太大就可提高测量精度,同时可大大减小设备重量和试验人员的劳动强度。频率的选择：干扰信号在35HZ以下和60-100之间趋近于零。干扰信号对接地电阻测量结果在35到60和120HZ以上的区域影响大，在低频范围内地网接地电阻值随频率的增加有缓慢上升的趋势。故国际大电网会议工作组指出,测量电流的频率与工频频率的偏差应不大于10HZ（即测量频率40-60HZ)5总结1.三极法测量接地电阻模型最重要的假设是：接地极与电流极之间间距无穷远。尽管实际测量中由于铺设引线不可能做到无穷远，考虑到测量的效益和测量的准确性这两个因素，测量时接地体的等效半径与接地极与电流极之间间距的比值为左右较为合适。2.常用的直线法和夹角法法是三极法测量的特殊情况，结合测量的实际地理环境，从减少布线工作量的角度，可以因地制宜采取其它的夹角和布线长度。但如前面论证的内容所述，夹角和布线长度是有一定范围的。3.由于外界干扰信号究其本质是个随机变量，难以预测其变化趋势和规律，所以难以在模型中定量分析干扰信号对测量结果的影响。这就要求我们在实际测量中注意尽量排除干扰信号，提高测量精度。干扰信号主要包括测量区域附近线路高频信号和其他杂散信号产生的电场干扰。4.地网中心位置偏差和电极自身几何形状这两个因素在接地体的等效半径与接地极与电流极之间间距的比值为左右这个尺度上可以忽略其影响。5.电阻率在土壤中的分布情况对测量结果也有较大影响。当下层土壤电阻率较大时,因电流极在接地极上产生较大的负电位降而使补偿点可能产生较大偏移,电压极须靠近电流极才能补偿电流极在接地极上形成的负电位。加长测试极引线是降低水平双层土壤接地电阻测量误差的有效措施。6.相比均匀土壤的测量模型，水平双层土壤的测量模型计算测量参数时，计算量大为增加。利用模型的数理特性可以大大减少计算的工作量。7.测量时可采用以下几种方法增加测量精度：a测量放线过程中，应避免电流极与地网之间跨越河流，岩石等土壤电阻率极不均匀地带；b电流极应采用多根接地桩并绕在一起，以降低电流极电阻，增大测量电流，提高测量精度；c试验回路电流控制在干扰电流的倍以上。8.为保证测量安全，注意：a选择天气干燥季节，不宜雨后测试;b万用表的接地端直接接在接地网的引下线上，避免流过大电流的变压器接地线和接地网的接地电阻串连在电压极回路上。确保仪器和人员的安全；9.尽可能利用附近暂时关闭或者停运的线路作为测量引线，可极大的减少布线的工作量。谢谢各位老师指导！