ETCR3000B接地電阻.土壤電阻率測試儀原理及使用方法

前言

ETCR3000B接地電阻.土壤電阻率測試儀由主機、監控軟件、測試線、輔助接地棒、通訊線等組成。專為現場測量接地電阻、土壤電阻率、接地電壓、交流電壓而精心設計制造的，采用數字及微處理技術，精密4線法、3線法和簡易2線法測量接地電阻，導入FFT(快速傅立葉變換)技術、AFC(自動頻率控制)技術，自動識別干擾并選擇測量頻率，使干擾的影響zui小化，提供更加準確的接地電阻值。具有*的抗*力和環境適應能力，重復測試一致性好，確保長年測量的高精度、高穩定性和高可靠性。其廣泛應用于電力、電信、氣象、油田、建筑、防雷及工業電氣設備等的接地電阻、土壤電阻率、接地電壓、交流電壓測量。

測量原理

1．對地電壓測量采用平均值整流法。

2．接地電阻測量采用額定電流變極法，即在測量對象E接地極和C(H)電流極之間流動交流額定電流I，求取E接地極和P(S)電壓極的電位差V，并根據公式R=V/I計算接地電阻值R。為了保證測試的精度，設計了四線法，增加ES輔助地極，實際測試時ES與E夾在接地體的同一點上。四線法測試能消除被測接地體、輔助接地棒、測試夾、儀表輸入接口表面之間的接觸電阻(通常有污垢或生銹)對測量的影響，能消除線阻對測量的影響，更精密。

3．其工作誤差(B)是額定工作條件內所得誤差，由使用儀表存在的固有誤差(A)和變動誤差(Ei)計算得出。

       A： 固有誤差                 E2：電源電壓變化產生的變動

       E3：溫度變化產生的變動       E4：干擾電壓變化產生的變動

       E5：接觸電極電阻產生的變動

4．土壤電阻率(ρ)測量采用4極法(溫納法)：E接地極與C(H)電流極間流動交流電流I，求P(S)電壓極與ES輔助地極間的電位差V，電位差V除以交流電流I得到接地電阻值R，電極間隔距離為a(m),根據公式ρ=2πaR(Ωm)得出土壤電阻率的值，C(H)-P(S)的間距與P(S)-ES的間距相等時(都為a)即為溫納法。為了計算方便，請讓電極間距a遠大于埋設深度h,一般應滿足a>20h,見下圖。

使用方法 

1，二線簡易測試接地電阻

二線測試：此方法是不使用輔助接地棒的簡易測量法，利用現有的接地電阻值zui小的接地極作為輔助接地極，使用2條簡易測試線連接(即C(H)-P(S)接口短接、E-ES接口短接)。可以利用金屬水管、消防栓等金屬埋設物、商用電力系統的共同接地或建筑物的防雷接地極等來代替輔助接地棒C(H)、P(S)，測量時注意去除所選金屬輔助接地體連接點的氧化層。接線如下圖，儀表操作同四線測試。

二線簡易法測量接地電阻，其儀表讀數為被測接地體的接地電阻值與商用接地體的接地電阻值之和，即：

R=RX＋re

其中：R——為儀表讀數值；

RX——為被測接地體的接地電阻值；

re——為商用電力系統等共同接地體的接地電阻值。

那么，被測接地體的接地電阻值為：RX=R－re

2，三線測試接地電阻

三線測試：如下圖，短接儀表的ES、E接口，即為三線測試，儀表操作與四線測試相同。三線測試不能消除線阻對測量的影響，也不能消除儀表與測試線間、測試線與輔助接地棒間接觸電阻變化對測量的影響，測量時還需去除被測接地體表面的氧化層。

3，四線精密測試接地電阻

四線測試：四線法測試能消除被測接地體、輔助接地棒、測試夾、儀表輸入接口表面之間的接觸電阻(通常有污垢或生銹)對測量的影響，能消除線阻對測量的影響，優于三線測試。

參見下圖：從被測物體開始，一般間隔5m～20m，分別將P(S)、C(H)輔助接地棒呈一直線深埋入大地，將接地測試線(黑、綠、黃、紅)從儀表的E、ES、P(S)、C(H)接口開始對應連接到被測接地極E、輔助電壓極P(S)、輔助電流極C(H)上。

對于多點獨立接地系統或大地網接地系統，用戶自行選用更長的測試線即可，電極間距大于被測試地網zui大對角線長的5倍即可。如下圖：

R=r1∥r2∥r3∥r4∥r5∥r6∥…∥rn（r1…rn都是獨立接地點）

R——儀表讀數，整個接地系統的總接地電阻值；

r1…rn——都是獨立接地點，在地面下各接地體沒有連接在一起；

rC——輔助電流極C(H)的對地電阻；

rP——輔助電壓極P(S)的對地電阻；

n——獨立接地點的數量，點數越多，R值越小。

連接好測試線后，先將FUNCTION功能選擇旋鈕旋至“REARTH"位置，進入接地電阻測試模式，按一下“START"鍵開始測試，測試過程中有倒計數指示及測試進度棒圖指示，測試完畢后顯示穩定的數據，即被測接地體的接地電阻值R。

測試完畢后，再按一下“SET"鍵可以查看輔助電流極C(H)與輔助電壓極P(S)的接地電阻值rC、rP，rC、rP值顯示完后自動返回顯示被測接地電阻值R。

如下圖，被測試接地電阻值為2.05Ω，儀表已存8組數據；輔助電流極C(H)的接地電阻rC為0.36KΩ；輔助電壓極P(S)的接地電阻值rP為0.27KΩ。

4，土壤電阻率測試

土壤電阻率ρ是決定接地體接地電阻的重要因數。不同性質的土壤，固然有不同的土壤電阻率，就是同一種土壤，由于溫度和含水量等不同，土壤電阻率也會隨之發生顯著的變化。因此，為了在進行接地裝置設計時有正確的依據，使所設計的接地裝置更能符合實際工作的需要，必須進行土壤電阻率的測量。

土壤電阻率用四極法(溫納法)進行測量。

根據公式ρ=2πaR(Ωm)計算土壤電阻率ρ，單位為Ωm，其中：

a——電極間距

R——P(S)-ES電極間土壤的電阻

四極法(溫納法)：按下圖連接測試線，注意輔助接地棒間的間距及埋入深度，分別將C(H)、P(S)、ES、E輔助接地棒呈一直線深埋入大地，將接地測試線(紅、黃、綠、黑)從儀表的C(H)、P(S)、ES、E接口開始對應連接到被測C(H)、P(S)、ES、E輔助接地棒上。

輔助接地棒的間距設置：連接好測試線后，先將FUNCTION功能選擇旋鈕旋至“ρEARTH"位置，進入土壤電阻率測試模式，長按“SET"鍵(約3秒)進入輔助接地棒的間距設置，短按“SET"鍵移動光標，按“    "或“    "鍵改變當前數字大小(a值范圍:1m～100m)，再長按“SET"鍵保存設定的a值，并返回土壤電阻率測試模式。

設定完a值后，在土壤電阻率測試模式下，按“START"鍵開始測試，并倒計數顯示測試進度，完成測試后顯示穩定的土壤電阻率值。

如下圖，被測量土壤電阻率為53.38Ωm，已存157組數據，按一下“SET"鍵顯示輔助電流極C(H)的接地電阻值rC和輔助電壓極P(S)的接地電阻值rP,顯示完后自動返回顯示被測量土壤電阻率ρ。