《防雷和地网检测仪器及其原理分解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《防雷和地网检测仪器及其原理分解（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、黄克俭 2012年11月于武汉,常用测试仪器原理 及测试中应注意的问题,目次,一 常用测试仪器 二 主要测试仪器原理及测试中应注意的问题,一 常用测试仪器,1 高度的测量仪器 经纬仪、激光测距仪 2 接地电阻、土壤电阻率的测量仪器 小型地网接地电阻测试仪（电位降法）、钳型接地电阻测试仪、大型地网接地电阻测试仪、土壤电阻率测试仪 3 连接状况的测量仪器 等电位测试仪（毫欧表） 4 SPD的测量仪器 防雷元件测试仪、绝缘电阻测试仪（兆欧表）,二 主要测试仪器原理及测试中应注意的问题,1 防雷元件测试仪 2 接地电阻测试仪 3 土壤电阻率测试仪,1、防雷元件测试仪,FC-2G型 防雷元件测试仪 （武
2、汉市康达电气有限公司） 适用于氧化锌避雷器或SPD(压敏电阻或直流参考电压),金属陶瓷二、三电极放电管、真空避雷管等过压防护元件直流参数的测量。,1.1、测试原理,1)金属氧化物压敏电阻压敏电压U1mA值的测量原理,给金属氧化物压敏电阻施加1mA恒定电流，测量压敏电阻两端的电压值。,2)金属氧化物压敏电阻泄漏电流I1e（I0.75U1mA）值的测量原理,给金属氧化物压敏电阻施加已测得的0.75U1mA恒定电压，测量流经压敏电阻的电流值。因此，泄漏电流I1e（I0.75U1mA）值的测量应在测得金属氧化物压敏电阻压敏电压U1mA的实际值之后再测量。,1.2 测试中应注意的问题,1）、各按钮开关设
3、置正确,1.2 测试中应注意的问题,2）“自动”位测压敏电阻时，须避免开路时启动高压，以免损坏本表。 3）测试时，不要触及测试孔，以免高压电击伤人。轻触高压“停”键后才能取下被测压敏电阻。,2 接地电阻测试仪,2.1 接地电阻的定义 （接地极）地电阻 接地极与电位零的远方接地极之间的欧姆律电阻。(三部分组成) R=U/I 注：所谓远方是指一段距离，在此距离下，两个接地极的互阻基本为零。,2.2 接地阻抗的概念,通常所说的接地装置的电阻都是对于工频电流或冲击电流的阻力而言的。由于测试电流是交流，因此，描述阻力时应用阻抗的概念。 用接地阻抗来定义接地装置对电流的阻力大小更准确。 接地阻抗：接地装置
4、对远方电位零点的阻抗，数值上为接地装置与远方电位零点间的电位差，与通过接地装置流入地中的电流的比值。接工频电流求得的接地阻抗称为工频接地阻抗；接冲击电流求得的接地阻抗称为冲击接地阻抗。,接地阻抗为什么常称为接地电阻呢？,接地阻抗是复数阻抗，包含电阻分量、电容分量和电感分量。在一般情况下，接地电抗相对接地电阻来说较小，可忽略不计。 GB/T17949.1-2000 “接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则。第1部分：常规测量”标准中指出： 接地阻抗低于0.5的大型接地网及用于冲击或脉冲电流的接地极除外，接地网的接地电抗相对于接地电阻来说通常可忽略不计，因此其接地阻抗通常用接地电阻来表示
5、。,工频接地电阻（阻抗）与冲击接地电阻（阻抗）的关系,按工频电流求得的接地电阻称为工频接地电阻。 按冲击电流求得的接地电阻称为工频接地电阻。 平常防雷检测测试的是什么电阻值？ 防雷技术规范上所要求的是冲击接地电阻值。 工频接地电阻和冲击接地电阻的换算关系 RI=AR冲,在上图中，辅助电流极棒C和电压极棒P, 置入离被测地极多远的位置，才能保证Rs的测量是准确的呢？ 由于 Rs=VP / I （ 仪表测得的接地电阻值。） 所以，我们应首先求得E点与P点之间的电位差。 VP可通过下列计算求得： 设：VP1 E单独存在时E、P间的电位差。 VP2 C单独存在时E、P间的电位差。 由公式 得： 于是：
6、,准确度分析,1、远离法： 工程中取d13=10r=5D（地网直径），并取d12=d13/2=5r，由公式得：,准确度分析,2、补偿法(也称为0.618法) 令d12=ad13，d23=d13-d12=(1-a)d13，代入 得： 得a=0.618,下图以曲线的形式给出了不同b值（即电流极C的位置）时，变更所得到的值曲线。 曲线表明辅助极棒与被测电极间的距离较小时（即b1位置）,由于两扩散电场的相互影响,使被测电极附近的电场形成较大的畸变,因此曲线一直上升。 曲线表明，当、间的距离足够大时（即图中b2位置），变更P所得到的值在P较小的区段Rs上升较快，在曲线的中间部分出现一个如虚线所示的平坦区
7、段。 这个平坦区段的出现标 志着被测电极和辅助电 极扩散电场的相互影响 较小。 当P点逐渐接近电流辅 助极棒时，值又出 现一个迅速上升的区段。,测得的扩 散电阻值,理论研究和实验证明，对于单个的小电极，当电流极离E点的距离大于40m时，RS在20m处相当宽的范围内的变化率已很小, 说明RS值是准确的。 对于由多个电极或导体组成的较大网状接地极，当电流极离E点的距离大于3至5倍的接地网对角线的长度（D），在此中点处测得的RS值也是准确的。,2.5 钳型接地电阻仪,用途：钳型接地电阻测量仪是为了克服测量接地电阻时需要打辅助接地极的困难而研制的，测试包含地电阻在内的回路电阻的。 原理：钳型接地电阻测
8、量仪的钳头结构为两个独立线圈，分别为电压线圈和电流线圈。测量时钳型表必须钳在被测接地极的分支上。,钳型接地电阻仪的使用注意的问题,钳型接地电阻测量仪是用来检测包含地电阻在内的回路电阻的。 适用于检测多点接地系统的接地电阻检测，其基本条件是接地系统中各接地极之间无电气联系。 不适用于独立接地体或各接地体之间有电气联结的接地网的接地电阻检测。,2.6 接地电阻测试中应注意的问题,1、应注意E、P、C之间的距离。 2、对于较大地网应采用大地网测试仪。 3、引线应与地绝缘。 4、 应反复在不同的方向测34次，取其平均值。 5 、钳型接地电阻测试仪局限性。,3 土壤电阻率测试仪,土壤电阻率是工频接地电阻
9、与冲击接地电阻换算，以及接地装置设计和雷击风险评估中的一个主要技术参数。 其测试方法主要有土壤试样法、单极法（深度法）、两点法（西坡Shepard土壤电阻率测定法）、四点法等。 对大体积未翻动过的土壤电阻率的测量，最准确的方法是四点法。,3.1 四点法,1.等距法（或称温纳法Wenner） 将小电极埋入被测土壤呈一字排列的四个小洞中，埋入深度均为，直线间隔均为。测试电流流入外侧两电极，而内侧两电极间的电位差可用电位差计或高阻电压表测量。,式中: 土壤电阻率； 所测电阻； 电极间距； 电极深度。 当测试电极入地深度不超过0.1，可假定0，则计算公式可化解为：,2.非等距法（或称施伦贝格巴莫Sch
10、lumbergerPalmer法）,当电极间距增大到40以上时，主要采用非等距法进行土壤电阻率的测量，非等距法测试土壤电阻率示意图,当电极的埋地深度与其距离和相比较甚小时，则所测得电阻率可按下式计算：,式中：,所测电阻； 电流极与电位极间距； 电位极距。,3 注意事项,（1）试验电级应选用钢接地棒，且不应使用螺纹杆。在多岩石的土壤地带，宜将接地棒按与铅垂方向成一定角度斜行打入，倾斜的接地棒应躲开石头的顶部。 （2）试验引线应选用挠性引线，以适用多次卷绕，引线的阻抗应较低。 （3）为避免地下埋设的金属物对测量造成的干扰，在了解地下金属物位置的情况下，可将接地棒排列方向与地下金属物（管道）走向呈垂直状态。 （4）不要在雨后土壤较湿时进行测量。 （校准系数）,敬请批评指正！,谢谢！,
