接地電阻測量儀的工作原理

一、接地電阻測量儀的工作原理

1．手搖式接地電阻測量儀

手搖式接地電阻測量儀內附手搖交流發電機作為電源，其外形和搖表相似，所以又稱為接地搖表。這種測量儀的端鈕有三個和四個兩種。有四個端鈕時，應將“P₂”和“C₂”短接后或分別接至被測接地體。三端鈕式測量儀的“P₂”和“C₂”已在內部短接，故只引出一個端鈕“E”，測量時直接將“E”接至被測接地體即可。端鈕“P₁”和“C₁”分別接上電壓輔助極和電流輔助極，輔助電極應按規定的距離和夾角插入地中，以構成電壓和電流輔助電極。為擴大儀表的量程，測量儀電路中接有三組不同的分流電阻，對應可以得到0～1歐、0～10歐和0～100歐三個量程，用以測量不同大小的接地電阻值。

接地電阻測量儀的工作原理：儀器產生一個交變電流的恒流源。在測量接地電阻值時，恒流源從E端和C端向接地體和電流輔助極送入交變恒流，該電流在被測體上產生相應的交變電壓值，儀器在E端和電壓輔助極P端檢測該交變電壓值，數據經處理后，直接用數字顯示被測接地體在所施加的交變電流下的電阻值。

接地電阻的測量一般都采用交流進行。這是因為，土壤的導電主要依靠地下電解質的作用，如果采用直流會引起極化作用，造成測量結果的不準確。

2．數字式接地電阻測量儀

數字式接地電阻測量儀與手搖式接地電阻測量儀的工作原理和輸出端鈕相同，不同的是產生交變電流的方法、數據處理的手段和顯示的形式。數字式接地電阻測量儀與傳統手搖式接地電阻測量儀相比：有不用人力做功產生測試電流；檢測方法和數據處理技術*；抗雜散電流強；數字顯示直觀清晰；測量準確度高等優點，逐步替換了手搖式接地電阻測量儀。

隨著科學技術的發展，許多生產廠家以接地電阻測試的工作原理為基礎，采用單片機技術，對接地電阻測試儀進行了全新的改造，生產出變頻、大電流（3～5A）、可以測量電阻和電抗分量、數字顯示的智能型大電流接地電阻測量儀。數字式接地電阻測量儀以45Hz～55 Hz的頻率進行測量，避開了工頻干擾。同時可以測量一般接地電阻測試儀無法測量的接地電阻中的電抗分量。

數字式接地電阻測量儀的工作過程：接通電源開關，變頻電源通電，自動調整合適的

電壓使測試電流達到設定值。測量電路根據試驗電流自動選擇并切換量程，采用傅立葉變換

濾掉干擾，分離出信號基波，對測試電流和測試電壓進行矢量計算，實部計算電阻值，虛部

計算電抗值，計算結果顯示在液晶顯示屏上。通常數字式自動抗干擾接地電阻測量儀的測量

范圍在（0～500Ω），通常測量準確度為±1％。

3．數字式鉗形接地電阻測量儀

鉗形接地電阻測量儀在測量接地電阻時不必使用輔助接地電極，也不需要中斷待測設備接地，只要用鉗形接地電阻測量儀的鉗口鉗合接地線或接地棒，就能測量出接地體的接地電阻。

鉗形接地電阻測量儀的測量原理如圖TYBZ01107003-2所示。鉗表上有兩個獨立線圈：電壓線圈和電流線圈。電壓線圈在被測

回路中激勵出一個感應電勢E，并在被測回  鉗形接地電阻測量儀原理圖

路中產生一個回路電流I，且有：

式中，為接地電阻；為導線電阻；遠小于，所以可以忽略不計。

則：                  

【思考與練習】

1 為什么接地電阻的測量一般用交流進行。

2 畫出數字式接地電阻測試儀的原理框圖。

3 簡述鉗形接地電阻測量儀的測量原理。