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数字接地电阻的测量方法?

点击次数:811 更新更新时间:2021-09-20

数字接地电阻的测量方法?

康登电力专业生产接地电阻测试仪(又称数字式接地电阻仪)下面就我简单介绍接地电阻仪几种使用方法?

一、深度方法的变化


这些替代方法之一是深度变化,或三点法。在这里,接地电阻测量与接地棒深度的增量增加相关地重复。这种技术迫使更多的测试电流通过深层土壤,并且可以注意到每个深度的电阻率变化。驱动杆还可以确认安装过程中可以驱动多深。然而,一个缺点是杆在被驱动时可能会振动,从而减少与土壤的接触并使真实视电阻率的转换不太准确。


深度变化法提供了有关杆附近土壤的有用信息,通常取杆长度的 5 到 10 倍。对于大面积区域,在代表性位置进行多次测试以绘制横向变化是有用的,这样最终接地网就不会安装在电阻率高于该区域的土壤中。


所关注的电阻被指*为r 1。进行一系列三个两点测量,作为被测电极与两个辅助电极中的每一个之间的电阻,指*为r 2 和r 3。这三个测量结果将是r 12 = r 1 + r 2等。


测试棒的电阻可以计算为:


r 1 = [r 12 – r 23 + r 13 ] /2。


如果辅助电极的电阻明显高于测试电极,这将大大放大测试结果的误差。因此,电极需要相距足够远,以最小化相互电阻。在使用的距离不足的情况下,有时可以计算出诸如零电阻和负电阻之类的荒谬情况。因此,辅助杆与试验杆的距离应至少为试验杆深度的三倍。辅助杆应被驱动到与测试杆相同的深度,甚至更小。这种方法可能难以应用于大型系统和需要高精度的地方,因此可能选其他方法。


二、四点法


一次使用四点法比较困难,主要是涉及更多的空间和更长的线索。在其粗略的形式中,该方法需要一个电流源和一个电位计或高阻抗电压表。但是现代仪器在帮助操作员减少步骤和消除错误方面已经变得非常复杂。一些仪器甚至在屏幕上绘制设置并执行伴随的数学运算。但是,在获取测试仪器时必须记住的一件事是它必须是四端子模型。存在三端子测试仪,用于执行接地电阻测试。对于电阻率测试,必须使用四端子模型。


三、温纳法


迄今为止,应用*泛的四点法是温纳法。这在之前的文章中已经描述过,这里只涉及到。适用的测试仪具有开尔文电桥配置。两个外部电流端子通过土壤施加测试电流。两个内部电压端子测量它们之间的电压降,电流和电压参数用于计算电压探头之间的电阻,然后显示在显示屏上。四个探头等距分布。


然后使用温纳公式 2πaR(其中a是电压探针之间的距离)来计算电阻率,通常以 Ω-cm 为单位,但如果需要,也可以使用其他长度单位。这是平均土壤电阻率的深度一。全温纳公式较为复杂,但简化前述如果1/20的探针深度日的一个被使用。


通过系统地改变a,可以实现所谓的垂直勘探。也就是说,可以绘制不同深度电阻率的变化,有助于识别基岩等重大变化。


尽管普遍使用,温纳方法有两个缺点。


1. 两个内部(电位)电极之间相对较大的间距会导致电位幅度下降。这可能看起来违反直觉,但请记住,测量电压降所依据的测试电流向各个方向扩散,而不是像电线那样呈直线。现代测试仪的灵敏度不断提高,这有助于减轻这一缺点。


2. 第二个缺点是温纳法需要移动所有四个探头才能测量不同的深度。探头间距较大时,来回走动会变得令人望而却步。


四、斯伦贝谢方法


使用斯伦贝谢方法,内部(电势)探头放置得更近。然后仅移动外部探头以计算不同深度的电阻率。


如果探头的深度 ( b ) 与间距 ( c和d )相比保持较小且c大于 2 d,则可以计算电阻率:


ρ = πc( c + d ) R/d


这会产生近似深度 [2 c + d ]/2 的视电阻率,即从测试中心到外部电流探头的距离。


通过使用与先前设置成 90 度的探针重复测试,可以获得对两种方法结果的信心。读数应该基本相同。这将有助于消除来自水管、巨石、电力线等的地下干扰,以免过度影响测量。


五、比较方法


深度变化法可通过以下公式计算电阻率:


ρ a =[R2πl]/[ln(4l/r)-1]


对于测试棒被驱动到的每个长度 ( l ) ,测得的电阻值R确定视电阻率值ρ a。这里,r只是被测杆的半径,并且相对于l保持很小。将R与l作图可以直观地帮助确定地球电阻率与深度的关系。更深层的良好导电性对于有效和可靠的闪电和故障清除是优选的,因为表面导电性可能不稳定。并且如前所述,深度的变化会产生测试棒周围相对较小区域的数据。收集大网格的数据最好采用四点法。


同样,四点法的结果可以绘制为测量的视电阻率与电极间距的关系。土壤结构可以从得到的曲线中估计出来,但现场工作人员已经建立了一些经验规则来帮助识别层。


• 曲率的中断或变化表示另一层。


• 下层的深度取为发生拐点处的电极间距的三分之二。


• 可以遵循五个公理:


1. 计算出的视电阻率始终为正。


2. 当实际电阻率随深度增加或减少时,视电阻率随探头间距增加或减少。


3. 视电阻率的最大变化发生在探头间距大于实际电阻率发生相应变化的深度处。因此,视电阻率的变化总是绘制在探头间距的右侧,对应于实际电阻率的变化。


4. 曲线幅值始终小于或等于实际电阻率对深度曲线的幅值。


5. 在多层模型中,厚层实际电阻率的变化会导致视电阻率曲线的类似变化。

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