CN103336177A - 一种接地网对地电阻和对地电容的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种接地网对地电阻和对地电容的测试方法，所述测试方法包括以下步骤：设定一个人工接地极作为参考接地点；设计电源供电及快速切除电路；将所述电源供电及快速切除电路输出端的正负两个端子分别连接接电网和人工接地极，并分别连接录波器的两端，其中录波器的负端与人工接地极连接；通过所述电源供电及快速切除电路给标准电容和接地网充电、放电，记录放电时间t1，结合所述标准电容的电容量Cstd计算接地网的对地电阻R；撤除标准电容，给接地网充电、放电，记录放电时间t2，结合所述对地电阻R计算接地网的对地电容C。本发明给出了对接地网的对地电阻和对地电容的测试方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种接地网对地电阻和对地电容的测试方法。
背景技术
目前，关于接地网的特性参数一般只关注接地电阻、跨步电压等，具体的测量在标准GB/T17949.1-2000中有详细规定。而对地电容问题则未涉及。对地电阻也是一个不同于接地电阻的概念。关于接地体是否存在对地电容，以及对地电容对电气设备或电力系统有何影响，则未见有研究资料。在研究电网直接接地系统的中性点和接地网时发现，目前的接地标准是将三相线路的中性点直接与全厂或全站的接地网连接到一起，而在理论分析时，线路两端的中性点等同于零电阻的一个点，这在物理上是难以理解的，令人困惑，因为任何土壤都存在着电阻率。这实际上混淆了土和地的概念。土是看得见摸得着的，是客观存在，而“地”是抽象的、理想的、看不见摸不着的，但“地”又是确实存在的。从标准GB/T 17949.1-2000关于接地电阻的测量原理看，其单平衡电桥原理和双平衡电桥原理恰恰说明了接地电阻是接地体与土壤之间的表面接触电阻而不是本发明所说的对地电阻。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述理论困扰问题，提供一种接地网对地电阻和对地电容的测试方法。根据本方法可测量目前所有接地网的对地电阻和对地电容。本方法已在实验地网上进行了验证和检验并取得了理想的数据。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种接地网对地电阻和对地电容的测试方法，将接地网等效为对地电容和对地电阻的并联，所述测试方法包括以下步骤：
1）设定一个人工接地极作为参考接地点；
2）设计电源供电及快速切除电路；
3）将所述电源供电及快速切除电路输出端的正负两个端子分别连接接电网和人工接地极，并分别连接录波器的两端，其中录波器的负端与人工接地极连接；
4）通过所述电源供电及快速切除电路给标准电容和接地网充电、放电，记录放电时间t1，结合所述标准电容的电容量Cstd计算接地网的对地电阻R；
5）撤除所述步骤3）中的标准电容，通过所述电源供电及快速切除电路给接地网充电、放电，记录放电时间t2，结合所述步骤4）中的对地电阻R计算接地网的对地电容C。
所述步骤1）中人工接地极采用在地面下埋设金属棒。
所述步骤1）中人工接地极的设置地点距离接地网为10米。
所述步骤2）中的电源供电及快速切除电路包括：电源与充电按钮、继电器串联组成回路，电源正负两端各与继电器的一个常开触点连接，两个常开触点的另一端即为所述电源供电及快速切除电路的正负输出端。
所述步骤3）中的录波器能够用示波器代替。
所述步骤4）中的所述接地网的对地电阻R为
所述步骤5）中的所述接地网的对地电容C为
所述电源为直流电源。
本发明的有益效果：
1.采用本发明提供的测试方法不仅可以证明接地网既有电阻又有电容，电阻和电容是并联关系，而且还可以测量出具体的数值；
2.采用本发明提供的接地理论设计和改造接地网，可以使电网及电气设备更加坚强，并带来大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明的测试电路图。
图2对本发明的撤除标准电容后的测试电路图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
目前，关于接地网的特性参数一般只关注接地电阻、跨步电压等，具体的测量在标准GB/T17949.1-2000中有详细规定。而接地电容问题则未涉及。关于接地体是否存在接地电容，以及接地电容对电气设备或电力系统有何影响，则未见有研究资料。在研究电网直接接地系统的中性点和接地网时发现，目前的接地标准是将三相线路的中性点直接与全厂或全站的接地网连接到一起，而在理论分析时，线路两端的中性点等同于零电阻的一个点，这在物理上是难以理解的，令人困惑，因为任何土壤都存在着电阻率。这实际上混淆了土和地的概念。土是看得见摸得着的，是客观存在，而“地”是抽象的、理想的、看不见摸不着的，但“地”又是确实存在的。因此，本发明人认为，接地网并不是直接的“地”，而是一个“软地”，是一个电阻和电容的并联环节。为了证实这一设想，特地设计了一个实验地网，并设计了一套测量这个电阻和电容的方法，本发明就是对这套测量方法的总结。通过本方法，证实了实验接地网存在对地电阻和对地电容。
通过实验接地网测试得到的标准电容放电时间曲线，得到的对地电阻大体为3.19kΩ，这是一个与我们通常认为的接地电阻大得多的数值。说明无论接地体与土壤如何紧密结合，接地体与理想中的电气“地”仍然存在着很大的电阻。通过实验接地网的不同接地桩的放电曲线，还发现随着接地桩数量的减少，放电时间越来越短，对地电容也越来越小，这与电容随着极板面积的减小而容量减小的电容的定义完全吻合，这说明，接地体的面积越大，电容越大。实验证明了，接地网是一个对地电阻和对地电容并联的“软地”环节的设想是正确的。
如图1所示，一种接地网对地电阻和对地电容的测试方法，将接地网等效为对地电容和对地电阻的并联，所述测试方法包括以下步骤：
1）设置一个人工接地极作为参考接地点，该人工接地极可等效为对地电容C0和对地电阻R0的并联；
2）设计电源供电及快速切除电路；
3）将所述电源供电及快速切除电路输出端的正负两个端子分别连接接电网和人工接地极，并分别连接录波器的两端，其中录波器的负端与人工接地极连接；
3）在接地网与人工接地极之间连接一个标准电容，该标准电容与所述电源供电及快速切除电路、所述录波器并联；
4）通过所述电源供电及快速切除电路给标准电容和接地网充电、放电，记录放电时间t1，结合所述标准电容的电容量Cstd计算接地网的对地电阻R；
5）撤除所述步骤3）中的标准电容，通过所述电源供电及快速切除电路给接地网充电、放电，记录放电时间t2，结合所述步骤4）中的对地电阻R计算接地网的对地电容C。
所述步骤1）中的人工接地极采用在地面下埋设金属棒。
所述步骤1）中的人工接地极的设置地点距离接地网距离为10米。
所述步骤2）中的电源供电及快速切除电路包括：电源与充电按钮、继电器串联组成回路，电源正负两端各与继电器的一个常开触点连接，两个常开触点J1、J2的另一端即为所述电源供电及快速切除电路的正负输出端。
所述步骤3）中的录波器能够用示波器代替。
所述步骤4）中的接地网的对地电阻R为
所述步骤5）中的接地网的对地电容C为
所述电源为直流电源。
如图1所示，按下充电按钮PB，继电器即带电，通过其两个常开触点将电源接通，给接地网和标准电容Cstd充电。数秒后，充电按钮PB释放，则继电器失电，两个常开触点同时断开，电源快速从电路中切除。此时，标准电容Cstd和接地网的对地电容C上的电荷将通过对地电阻R对地释放，而由于人工接地极的对地电容C0极小且C0上的电荷通过对地电阻R0快速释放，因此，人工接地极的影响可忽略不计，录波器的负端可以认为直接接理想的电气地。因此录波器测得的放电曲线实际是标准电容Cstd和对地电容C并联后的总电容的放电时间，如果标准电容Cstd足够大，对地电容C的影响也可忽略不计，因此，放电曲线可以看作是标准电容Cstd和接地网对地电阻R的放电曲线，根据t1=R*Cstd的关系，便可得到一个粗略的对地电阻R。Cstd越大则对地电阻R越精确。
如图2所示，撤除标准电容Cstd，按下充电按钮PB，继电器即带电，通过其两个常开触点将电源接通，给接地网和标准电容Cstd充电。数秒后，充电按钮PB释放，则继电器失电，两个常开触点同时断开，电源快速从电路中切除。此时，接地网的对地电容C上的电荷将通过对地电阻R对地释放，而由于人工接地极的对地电容C0极小且C0上的电荷通过R0快速释放，因此，人工接地极的影响可忽略不计，录波器的负端可以认为直接接理想的电气地。因此录波器测得的放电曲线即为对地电容C和对地电阻R的放电曲线，在通过图1已知对地电阻R的情况下，根据t2=R*C的关系，便可得对地电容C。
本发明的测试方法可以证明接地网可以等效为对地电容和对地电阻的并联，该结论已经经过在山东潍坊一个实验地网的现场测试和验证。
Claims (8)
1.一种接地网对地电阻和对地电容的测试方法，，将接地网等效为对地电容和对地电阻的并联，其特征是，所述测试方法包括以下步骤：
1）设定一个人工接地极作为参考接地点；
2）设计电源供电及快速切除电路；
3）所述步骤2）中的电源供电及快速切除电路包括：电源与充电按钮、继电器串联组成回路，电源正负两端各与一个继电器的常开触点连接，两个常开触点的另一端即为所述电源供电及快速切除电路的正负输出端；
4）通过所述电源供电及快速切除电路给标准电容和接地网充电、放电，记录放电时间t1，结合所述标准电容的电容量Cstd计算接地网的对地电阻R；
5）撤除所述步骤3）中的标准电容，通过所述电源供电及快速切除电路给接地网充电、放电，记录放电时间t2，结合所述步骤4）中的对地电阻R计算接地网的对地电容C。
2.如权利要求1所述的一种接地网对地电阻和对地电容的测试方法，其特征是，所述步骤1）中的人工接地极采用在地面下埋设金属棒。
3.如权利要求1所述的一种接地网对地电阻和对地电容的测试方法，其特征是，所述步骤1）中的人工接地极的设置地点距离接地网为10米。
4.如权利要求1所述的一种接地网对地电阻和对地电容的测试方法，其特征是，所述步骤2）中的电源供电及快速切除电路包括：电源与充电按钮、继电器串联组成回路，电源两端各与继电器的一个常开触点连接，两个常开触点的另一端即为所述电源供电及快速切除电路的输出端。
5.如权利要求1所述的一种接地网对地电阻和对地电容的测试方法，其特征是，所述步骤3）中的录波器能够用示波器代替。
6.如权利要求1所述的一种接地网对地电阻和对地电容的测试方法，其特征是，所述步骤4）中的所述接地网的对地电阻R为
7.如权利要求1所述的一种接地网对地电阻和对地电容的测试方法，其特征是，所述步骤5）中的所述接地网的对地电容C为
8.如权利要求4所述的一种接地网对地电阻和对地电容的测试方法，其特征是，所述电源为直流电源。
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