CN104777367B - 一种基于欧姆表测量接地电阻的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于欧姆表测量接地电阻的方法，从而实现快速、准确、低成本地测量接地电阻，提高测量机构测量接地电阻的能力，通过分析接地电阻的组成以及电流流向接地体电阻释放到大地中的方式，用欧姆表测出不同情况下的电阻，然后再经过理论分析间接得到接地电阻。本发明克服了现有技术测量繁琐的缺陷，不用打电极和选取零电位点，只需要通过欧姆表测量相应的电阻，然后经过简单的计算就可以得到接地电阻，方法简便，容易操作，并且所耗资源较少。

Description

一种基于欧姆表测量接地电阻的方法

技术领域

本发明属于接地电阻测量方法技术领域，具体涉及一种基于欧姆表测量接地电阻的方法。

背景技术

接地电阻分为系统接地和保护接地，系统接地是为了让系统能够稳定地运行而让系统接地，保护接地是为了避免绝缘损坏导致人员遭受触电的危险，比如静电接地系统、屏蔽接地系统和防雷接地系统等。接地电阻的大小是直接反映接地装置与大地接触良好的技术指标，也是衡量其有效性和接地系统是否符合标准的参数。因此，如何科学有效地测量接地电阻的大小是一项非常重要的研究课题。

目前，测量接地电阻的方法很多，但是通常使用的方法是电位降法，该方法是将电流注入待测电极，然后用接点电阻仪记录电流与接地极和电压极的电压关系。其中E端子连接接地体，P端子连接电压探针，C端子连接电流探针，C端子产生恒定电流，记录G端子与P端子之间的电压，则接地电阻R等于电压U与电流I的比值，其测量原理如图1所示。该测量方法存在如下弊端：（1）需要打两个电极，并要求E端子、P端子和C端子在同一条直线上，这在实际测量中由于地形的限制很难实现；（2）该方法测量时所需引线比较长，在现场实际测量时可能因为建筑物的障碍而无法测量；（3）该方法需要准确的获取零电位点，如果没有准确地获取零电位点则会导致测量误差较大。因此，有必要设计一种科学有效且快捷准确的测量接地电阻的方法。

发明内容

本发明针对目前接地电阻测量工作中出现的问题并根据接地电阻测量原理提供了一种基于欧姆表测量接地电阻的方法，从而实现快速准确测量接地电阻，提高测量机构测量接地电阻的能力，通过分析接地电阻的组成以及电流流向接地体电阻释放到大地中的方式，用欧姆表测出不同情况下的电阻，然后再经过理论分析间接得到接地电阻。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种基于欧姆表测量接地电阻的方法，其特征在于具体步骤如下：（1）在接地体铺设到地下之前用欧姆表测出接地体与待接地设备之间的接地线L0电阻R_接地线，然后用欧姆表测量接地线与接地体结点和距离该结点位置最远处的接地体结点间的接地体电阻R_接地体，在距离接地线和接地体结点位置最远处的接地体结点上连接辅助导线L1，该辅助导线L1在接地体铺设到地下后引出地面备用并且通过辅助导线L1的电阻率、直径和长度计算得到辅助导线L1的电阻R_L1；（2）将接地体铺设到地下后，用辅助导线L2和欧姆表将接地线L0和辅助导线L1露出地面的线端相连后测出电阻R_总，并且通过辅助导线L2的电阻率、直径和长度计算得到辅助导线L2的电阻R_L2，将R_总与R_接地线、R_L1和R_L2相减后得到接地体与大地并联后的电阻R_并，根据并联电阻的计算公式R_并=R_接地体*R_大地/（R_接地体+R_大地）计算得出大地的电阻R_大地；（3）拆除欧姆表、辅助导线L1和辅助导线L2，将接地线连接于待接地设备上，则电流由待接地设备向大地扩散，根据大地导电性能各向同性的特点，电流流经大地时会从任何方向将电荷导入大地的无限远处，进而设定流经大地的电流由大地的中部导入大地的无限远处即由大地的等效电阻R_大地的中部导入大地的无限远处，然后根据并联电阻的计算公式R_并’=（2R_接地体+R_大地）* R_大地/4（R_接地体+R_大地）计算得到接地体与大地并联后的电阻R_并’，最终将计算得到的接地体与大地并联后的电阻R_并’与接地线的电阻R_接地线相加得到接地电阻。

本发明所述的欧姆表的分辨率为1毫欧姆，并且该欧姆表能够用分辨率为1毫欧姆的电桥替代。

本发明提供了一种测量接地电阻的简便方法，克服了现有技术测量繁琐的缺陷，不用打电极和选取零电位点，只需要通过欧姆表测量相应的电阻，然后经过简单的计算就可以得到接地电阻，方法简便，容易操作，并且所耗资源较少。

附图说明

图1是现有技术中电位降法测量接地电阻的原理图，图2是接地体连接欧姆表后接地体在大地中的电流流向图，图3是图2的等价模型图，图4是图3的等价模型图，图5是接地体连接待接地设备后电荷在大地中的流向图，图6是图5的等价模型图，图7是图6的等价模型图。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

测量所用工具：分辨率为毫欧姆级的欧姆表、铜质辅助线。测量对象：地线。

接地电阻R_接地就是电流通过接地装置流向大地然后扩散到无限远方的电阻，它包括接地线本身的电阻R_接地线、接地体本身的电阻R_接地体和大地电阻R_大地，其中接地体电阻R_接地体是接地体没有铺设到地下时其本身的电阻，大地电阻R_大地是接地体周围土壤的电阻，其阻值受环境影响较大。

一般常用的接地装置为钢排或铜排，在其上向下有几个向下的桩子与大地相连将电流泄放到大地，当有欧姆表将其两头连在一起时，泄放到大地中的电流形成闭合回路，电流流经大地和接地体与欧姆表形成闭合回路。当将接地线电阻的两头分别与欧姆表连接在一起时，电流流向如图2所示，将接地体电阻R_接地体和大地电阻R_大地分为相等的三份，分别为R1和R2，这是因为可以将大地分为电荷相等的三块地方，电压又相等，所以电阻相等。其等价模型如图3所示，总电阻为R_总=3*(R1*R2/(R1+R2))，图4的总电阻R_总=3R1*3R2/(3R1+3R2）=3*(R1*R2/(R1+R2))。因此图3可以用图4来表示，其中3R1就是接地体电阻R_接地体，而3R2就是大地电阻R_大地，即是接地体阻与大地电阻并联在一起，R_总=R_接地体*R_大地/(R_接地体+R_大地)，已知接地体电阻就可以得到大地电阻，即R_大地=R_总*R_接地体/（R_接地体-R_总）。

但是在实际使用时只有一端有接地线，同样可以将接地体电阻R_接地体和大地电阻R_大地分为相等的三份。但是此时电流流经大地电阻R_大地必须从中间通过，这是由于土壤不属于单晶类的各向异性导体，导电性能基本各向同性。因此，横向穿越土壤的导电性，纵向穿越土壤的导电性，而且土壤的电阻率远大于金属的电阻率，如常用的铜、铝合金、不锈钢等。因此，导入地线的电荷主要流过接地体，而不会从接地体R₁中间流入R₂，而等效接地电阻的体积很大的电阻R₂会从任何地方将电荷导入大地的无限远处，近似分析为从R₂的中部流过，当有电流流过接地体时，电流流向如图5所示，此时的总电阻R_总=3（R1+R2/2)/(R1+R2)，图6所示总电阻R_总=(（3R1+3R2/2)3R2/2)/(3R1+3R2)=3（R1+R2/2)/(R1+R2)，因此图6和图7是等价的，所以可以通过计算图7的电阻再加上接地线电阻就是接地电阻，即R_接地={1/2R_大地*（1/2R_大地+R_接地体）}/(R_大地+R_接地体)+R_接地线=R_大地*(R_大地+2R_接地体)/4*(R_大地+R_接地体)+R_接地线。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims (2)

1.一种基于欧姆表测量接地电阻的方法，其特征在于具体步骤如下：（1）在接地体铺设到地下之前用欧姆表测出接地体与待接地设备之间的接地线电阻R_接地线，然后用欧姆表测量接地线与接地体结点和距离该结点位置最远处的接地体结点间的接地体电阻R_接地体，在距离接地线和接地体结点位置最远处的接地体结点上连接辅助导线L1，该辅助导线L1在接地体铺设到地下后引出地面备用并且通过辅助导线L1的电阻率、直径和长度计算得到辅助导线L1的电阻R_L1；（2）将接地体铺设到地下后，用辅助导线L2和欧姆表将接地线和辅助导线L1露出地面的线端相连后测出电阻R_总，并且通过辅助导线L2的电阻率、直径和长度计算得到辅助导线L2的电阻R_L2，将R_总与R_接地线、R_L1和R_L2相减后得到接地体与大地并联后的电阻R_并，根据并联电阻的计算公式R_并=R_接地体*R_大地/（R_接地体+R_大地）计算得出大地的等效电阻R_大地；（3）拆除欧姆表、辅助导线L1和辅助导线L2，将接地线连接于待接地设备上，则电流由待接地设备向大地扩散，根据大地导电性能各向同性的特点，电流流经大地时会从任何方向将电荷导入大地的无限远处，进而设定流经大地的电流由大地的中部导入大地的无限远处即由大地的等效电阻R_大地的中部导入大地的无限远处，然后根据并联电阻的计算公式R_并’=（2R_接地体+R_大地）*R_大地/4（R_接地体+R_大地）计算得到接地体与大地并联后的电阻R_并’，最终将计算得到的接地体与大地并联后的电阻R_并’与接地线的电阻R_接地线相加得到接地电阻。

2.根据权利要求1所述的基于欧姆表测量接地电阻的方法，其特征在于：所述的欧姆表的分辨率为1毫欧姆，并且该欧姆表能够用分辨率为1毫欧姆的电桥替代。