CN114898638A - 接地电阻测量实训装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及接地电阻测量技术领域，提供一种接地电阻测量实训装置，包括：接地电阻测量仪与大地模拟装置；接地电阻测量仪包括第一测量线、第二测量线及第三测量线；大地模拟装置包括箱体、待测接地极、第一辅助电极及第二辅助电极；箱体内用于填充土壤，待测接地极的一端与第一测量线电连接，待测接地极的另一端沿土壤的深度方向可移动地伸入所述土壤内；第一辅助电极的一端与第二测量线电连接，第一辅助电极的另一端伸入土壤内；第二辅助电极的一端与第三测量线电连接，第二辅助电极的另一端伸入土壤内；其中，待测接地极、第一辅助电极及第二辅助电极依次间隔布置。本发明能够直观地让实训人员理解接地阻值的测量方法与测量原理。
Description
技术领域
本发明涉及接地电阻测量技术领域，尤其涉及一种接地电阻测量实训装置。
背景技术
接地是将电力系统或电气设备的外壳通过接地装置与大地连接，接地的作用是将故障电流或雷电电流迅速引入到大地中，从而保护电气设备与用户的安全。
在接地装置的安装过程中，需对接地装置的接地阻值进行测量，通过接地阻值判断接地装置的接地效果；现有在对接地阻值的测量进行教学或实训的过程中，只能通过理论讲解的方式让实训人员了解接地阻值的测量方法，以及影响接地阻值的各种因素，而这种理论讲解的方式较为抽象，导致实训人员难以对接地阻值的测量方法与影响接地阻值的因素有一个清晰直观地认识。
发明内容
本发明提供一种接地电阻测量实训装置，用以解决或改善现有在对接地阻值的测量实训过程中，存在实训人员难以对接地阻值的测量方法与影响接地阻值的因素有一个清晰直观地认识。
本发明提供一种接地电阻测量实训装置，包括：接地电阻测量仪与大地模拟装置；所述接地电阻测量仪包括第一测量线、第二测量线及第三测量线；所述大地模拟装置包括箱体、待测接地极、第一辅助电极及第二辅助电极；所述箱体内用于填充土壤，所述待测接地极的一端与所述第一测量线电连接，所述待测接地极的另一端沿所述土壤的深度方向可移动地伸入所述土壤内；所述第一辅助电极的一端与所述第二测量线电连接，所述第一辅助电极的另一端伸入所述土壤内；所述第二辅助电极的一端与所述第三测量线电性电连接，所述第二辅助电极的另一端伸入所述土壤内；其中，所述待测接地极、所述第一辅助电极及所述第二辅助电极依次间隔布置。
根据本发明提供的一种接地电阻测量实训装置，所述大地模拟装置还包括：加水装置；所述加水装置的出水口伸入所述箱体内，所述加水装置用于向所述土壤内加水。
根据本发明提供的一种接地电阻测量实训装置，所述大地模拟装置还包括：降阻剂添加装置；所述降阻剂添加装置的出口伸入所述箱体内，所述降阻剂添加装置用于向所述土壤内添加降阻剂。
根据本发明提供的一种接地电阻测量实训装置，所述大地模拟装置还包括：加热装置；所述加热装置的加热端设于所述箱体内，所述加热端用于加热所述土壤。
根据本发明提供的一种接地电阻测量实训装置，在所述土壤的表层沿水平面铺设的情况下，所述待测接地极的轴线、所述第一辅助电极的轴线及所述第二辅助电极的轴线均与水平面垂直；所述待测接地极、所述第一辅助电极及所述第二辅助电极在所述水平面上的投影共线；所述第一辅助电极与所述待测接地极以第一间距设置，所述第二辅助电极与所述待测接地极以第二间距设置。
根据本发明提供的一种接地电阻测量实训装置，所述大地模拟装置还包括：变阻器；所述变阻器的一端与所述待测接地极的一端电连接，所述变阻器的另一端与所述第一辅助电极的一端电连接。
根据本发明提供的一种接地电阻测量实训装置，所述箱体具有敞口端，所述接地电阻测量仪靠近所述敞口端设置。
根据本发明提供的一种接地电阻测量实训装置，所述箱体上设有卸料口，所述卸料口与所述敞口端呈相对设置；所述卸料口设有活动门，所述活动门用于打开或关闭所述卸料口。
根据本发明提供的一种接地电阻测量实训装置，所述接地电阻测量仪包括：电源、电流表及电压表；所述电源的正极依次通过所述电流表与所述第三测量线电连接，所述电源的负极与所述第一测量线电连接；所述电压表的正极接口与所述第二测量线电连接，所述电压表的负极接口与所述第一测量线电连接。
根据本发明提供的一种接地电阻测量实训装置，所述接地电阻测量仪还包括：计算模块与显示屏；所述计算模块分别与所述电流表和所述电压表电连接，所述计算模块用于计算接地阻值，所述计算模块与所述显示屏电连接。
本发明提供的接地电阻测量实训装置，用于模拟实际应用中的接地装置，在需要测量待测接地极的接地阻值时，实训人员可进行实际接线操作，以便于实训人员理解接地阻值的测量原理；通过将接地电阻测量仪的第一测量线与待测接地极电连接，第二测量线与第一辅助电极电连接，第三测量线与第二辅助电极电连接，接地电阻测量仪向第二辅助电极输入恒定的电流，电流依次通过土壤与待测接地极回到接地电阻测量仪以形成一个回路，与此同时，接地电阻测量仪对待测接地极与第一辅助电极之间的电压进行检测，通过电压与恒定电流的比值，得到待测接地极的接地阻值，此外，实训人员还可以通过改变待测接地极在土壤中的埋设深度，并观察待测接地极与第一辅助电极之间的电压变化，从而能够直观地了解埋设深度与接地阻值之间的关系，以便于实训人员直观地理解埋设深度对接地阻值大小的影响程度；本发明通过接地电阻测量仪三个测量线的连接，以及改变待测接地极的埋设深度，能够让实训人员直观地了解接地阻值的检测方法与对接地阻值大小的影响因素，不仅方便了教学，还提升了教学与实训的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的接地电阻测量实训装置的结构示意图；
附图标记：
1：接地电阻测量仪；11：电源；12：电流表；13：电压表；2：大地模拟装置；21：箱体；22：待测接地极；23：第一辅助电极；24：第二辅助电极；25：加水装置；26：降阻剂添加装置；27：加热装置；28：变阻器；29：活动门；3：土壤；L1：第一间距；L2：第二间距。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
下面结合图1描述本发明提供的一种接地电阻测量实训装置。
如图1所示，本实施例所示的接地电阻测量实训装置，包括：接地电阻测量仪1与大地模拟装置2；接地电阻测量仪1包括第一测量线、第二测量线及第三测量线；大地模拟装置2包括箱体21、待测接地极22、第一辅助电极23及第二辅助电极24；箱体21内用于填充土壤3，待测接地极22的一端与第一测量线电连接，待测接地极22的另一端沿土壤3的深度方向可移动地伸入所述土壤3内；第一辅助电极23的一端与第二测量线电连接，第一辅助电极23的另一端伸入土壤3内；第二辅助电极24的一端与第三测量线电连接，第二辅助电极24的另一端伸入土壤3内；其中，待测接地极22、第一辅助电极23及第二辅助电极24依次间隔布置。
具体地，本实施例所示的待测接地极22用于模拟实际应用中的接地装置，在需要测量待测接地极22的接地阻值时，实训人员可进行实际接线操作，以便于实训人员理解接地阻值的测量原理；通过将接地电阻测量仪1的第一测量线与待测接地极22电连接，第二测量线与第一辅助电极23电连接，第三测量线与第二辅助电极24电连接，接地电阻测量仪1向第二辅助电极24输入恒定的电流，电流依次通过土壤3与待测接地极22回到接地电阻测量仪1以形成一个回路，与此同时，接地电阻测量仪1对待测接地极22与第一辅助电极23之间的电压进行检测，通过电压与恒定电流的比值，得到待测接地极22的接地阻值，此外，实训人员还可以通过改变待测接地极22在土壤3中的埋设深度，并观察待测接地极22与第一辅助电极23之间的电压变化，从而能够直观地了解埋设深度与接地阻值之间的关系，以便于实训人员直观地理解埋设深度对接地阻值大小的影响程度；本发明通过接地电阻测量仪1三个测量线的连接，以及改变待测接地极22的埋设深度，能够让实训人员直观地了解接地阻值的检测方法与对接地阻值大小的影响因素，不仅方便了教学，还提升了教学与实训的效果。
在此对接地电阻测量仪的检测原理进行说明，如图1所示，接地电阻测量仪1包括：电源11、电流表12及电压表13；电源11的正极依次通过电流表12与第三测量线电连接，电源11的负极与第一测量线电连接；电压表13的正极接口与第二测量线电连接，电压表13的负极接口与第一测量线电连接。由电源11输出恒定电流，恒定电流依次通过电流表12、第二辅助电极24、土壤3及待测接地极22以形成一个回路，同时由电压表13测量出待测接地极22与第一辅助电极23之间的电压，从而由电压与恒定电流的比值计算出接地阻值。
优选地，如图1所示，本实施例所示的大地模拟装置2还包括：加水装置25；加水装置25的出水口伸入箱体21内，加水装置25用于向箱体21内的土壤3加水。
具体地，土壤的含水量会影响土壤的电阻率，相关试验表明，土壤的含水率由0％增大至15％时，土壤的电阻率逐渐减小，当含水率逐渐增大至75％时，土壤的电阻率达到极小值，当含水率超过75％时，土壤的电阻率由极小值逐渐增大；土壤的电阻率会影响待测接地极22的接地阻值，为了让实训人员能够直观地了解土壤含水量对接地阻值的影响程度，可通过加水装置25向土壤3内加水，从而逐渐增大土壤3的含水率，实训人员可通过本领域公知的土壤含水率测量仪对箱体21内的土壤含水率进行实时检测，在含水率逐渐增大的过程中，实训人员可以通过接地电阻测量仪1直观地观察到接地阻值的变化趋势，以便于实训人员理解土壤含水率对接地阻值的影响程度。
其中，加水装置25可以是水泵，水泵将蒸馏水泵送至箱体21内，蒸馏水逐渐渗透至土壤3内。
优选地，如图1所示，本实施例所示的大地模拟装置2还包括：降阻剂添加装置26；降阻剂添加装置26的出口伸入箱体21内，降阻剂添加装置26用于向土壤3内添加降阻剂。
具体地，如上所述，土壤的电阻率会影响待测接地极22的接地阻值，在接地装置的实际布设过程中，可通过添加适量的降阻剂以降低接地装置处土壤的电阻率，从而保证良好的接地效果；为了让实训人员能够直观地了解降阻剂含量对接地阻值的影响程度，可预先配置降阻剂，并通过降阻剂添加装置26将降阻剂添加至土壤3中，在降阻剂添加的过程中，实训人员可以通过接地电阻测量仪1直观地观察到接地阻值的变化趋势，以便于实训人员理解降阻剂的含量对接地阻值的影响程度。
其中，降阻剂的成分包括细石墨、膨润土、固化剂及润滑剂等，降阻剂呈灰黑色粉末状，因此，降阻剂添加装置26可以为风机，风机将降阻剂吹至土壤3表面，降阻剂可向土壤3内渗透，从而降低土壤3的电阻率。
优选地，如图1所示，本实施例所示的大地模拟装置2还包括：加热装置27：加热装置27的加热端设于箱体21内，加热端用于加热土壤3。
具体地，土壤的温度会影响土壤的电阻率，相关试验表明，当土壤温度在0℃以下时，土壤中的水分结冰，此时土壤冻结，土壤的电阻率会增大；当土壤温度在0℃以上时，土壤的电阻率随着温度的上升逐渐减小；而当土壤温度大于100℃时，土壤中的水分会大量蒸发，此时土壤的含水率下降，相应地，土壤的电阻率会增大；为了让实训人员能够直观地了解土壤温度对接地阻值的影响程度，通过加热装置27加热箱体21内的土壤3，以使得土壤3的温度逐渐升高，实训人员可以通过接地电阻测量仪1直观地观察到接地阻值的变化趋势，以便于实训人员理解土壤温度对接地阻值的影响程度。
其中，加热装置可以为加热电阻，加热电阻预埋于箱体内的土壤中。
优选地，如图1所示，在土壤3的表层沿水平面铺设的情况下，待测接地极22的轴线、第一辅助电极23的轴线及第二辅助电极24的轴线均与水平面垂直；待测接地极22、第一辅助电极23及第二辅助电极24在水平面上的投影共线；第一辅助电极23与待测接地极22以第一间距L1设置，第二辅助电极24与待测接地极22以第二间距L2设置。
具体地，将待测接地极22、第一辅助电极23及第二辅助电极24垂直插入土壤3中时接地阻值的测量较为准确；在实际的实训教学过程中，将土壤3平铺于箱体21内，使得土壤3的表层与水平面平行，将待测接地极22、第一辅助电极23及第二辅助电极24依次间隔垂直插入土壤3中，且待测接地极22、第一辅助电极23及第二辅助电极24在水平面上的投影共线，即待测接地极22的轴线、第一辅助电极23的轴线及第二辅助电极24的轴线位于同一平面内；相关试验表明，当第一间距L1与第二间距L2的比值为0.62时，此时由接地电阻测量仪1测得的接地阻值最接近真实值，因此，在待测接地极22与第二辅助电极24的位置确定后，基于第二间距L2的0.62倍计算出第一间距L1，并根据第一间距L1布置第一辅助电极23。
优选地，如图1所示，本实施例所示的大地模拟装置2还包括：变阻器28；变阻器28的一端与待测接地极22的一端电连接，变阻器28的另一端与第一辅助电极23的一端电连接。
具体地，如上所述，当第一间距L1与第二间距L2的比值为0.62时，此时由接地电阻测量仪1测得的接地阻值最接近真实值，为了让实训人员直观地观察第一间距L1对接地阻值的影响程度，为避免第一辅助电极23通过反复插拔的方式来改变第一间距，可将变阻器28接入电路中，并通过变阻器28阻值的变化，从而模拟第一间距L1的变化，实训人员可以通过接地电阻测量仪1直观地观察到接地阻值的变化趋势，以便于实训人员理解第一间距L1对接地阻值的影响程度。
优选地，如图1所示，本实施例所示的箱体21具有敞口端，接地电阻测量仪1靠近敞口端设置。
具体地，不同类型的土壤电阻率不同，如上所述，土壤电阻率会影响待测接地极22的接地阻值，为了让实训人员直观地了解土壤类型对接地阻值的影响程度，可通过敞口端向箱体21内加入不同类型的土壤，如沙土、黏土或壤土；当其中一种土壤测试完毕后，通过敞口端将土壤倒出，然后倒入另一种类型的土壤进行测试。
优选地，如图1所示，本实施例所示的箱体21上设有卸料口，卸料口与敞口端呈相对设置；卸料口设有活动门29，活动门29用于打开或关闭卸料口。
具体地，卸料口设于箱体21的底部，当需要更换箱体21内的土壤时，通过活动门29打开卸料口，箱体21内的土壤3通过卸料口排出，待土壤3完全排出箱体21后，通过活动门29关闭卸料口，并将另一种类型的土壤3由敞口端倒入箱体21内，以实现土壤3的更换。
优选地，本实施例所示的接地电阻测量仪1还包括：计算模块与显示屏；计算模块分别与电流表和电压表电连接，计算模块用于计算接地阻值，计算模块与显示屏电连接。
具体地，计算模块基于电流表检测到的恒定电流值与电压表检测到的电压值计算接地阻值，并在显示屏上显示接地阻值，实训人员可通过显示屏直观地获取接地阻值。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种接地电阻测量实训装置，其特征在于，包括：
接地电阻测量仪，所述接地电阻测量仪包括第一测量线、第二测量线及第三测量线；
大地模拟装置，所述大地模拟装置包括箱体、待测接地极、第一辅助电极及第二辅助电极；所述箱体内用于填充土壤，所述待测接地极的一端与所述第一测量线电连接，所述待测接地极的另一端沿所述土壤的深度方向可移动地伸入所述土壤内；所述第一辅助电极的一端与所述第二测量线电连接，所述第一辅助电极的另一端伸入所述土壤内；所述第二辅助电极的一端与所述第三测量线电性电连接，所述第二辅助电极的另一端伸入所述土壤内；
其中，所述待测接地极、所述第一辅助电极及所述第二辅助电极依次间隔布置。
2.根据权利要求1所述的接地电阻测量实训装置，其特征在于，
所述大地模拟装置还包括：加水装置；
所述加水装置的出水口伸入所述箱体内，所述加水装置用于向所述土壤内加水。
3.根据权利要求1所述的接地电阻测量实训装置，其特征在于，
所述大地模拟装置还包括：降阻剂添加装置；
所述降阻剂添加装置的出口伸入所述箱体内，所述降阻剂添加装置用于向所述土壤内添加降阻剂。
4.根据权利要求1所述的接地电阻测量实训装置，其特征在于，
所述大地模拟装置还包括：加热装置；
所述加热装置的加热端设于所述箱体内，所述加热端用于加热所述土壤。
5.根据权利要求1所述的接地电阻测量实训装置，其特征在于，
在所述土壤的表层沿水平面铺设的情况下，所述待测接地极的轴线、所述第一辅助电极的轴线及所述第二辅助电极的轴线均与水平面垂直；
所述待测接地极、所述第一辅助电极及所述第二辅助电极在所述水平面上的投影共线；
所述第一辅助电极与所述待测接地极以第一间距设置，所述第二辅助电极与所述待测接地极以第二间距设置。
6.根据权利要求5所述的接地电阻测量实训装置，其特征在于，
所述大地模拟装置还包括：变阻器；
所述变阻器的一端与所述待测接地极的一端电连接，所述变阻器的另一端与所述第一辅助电极的一端电连接。
7.根据权利要求1所述的接地电阻测量实训装置，其特征在于，
所述箱体具有敞口端，所述接地电阻测量仪靠近所述敞口端设置。
8.根据权利要求7所述的接地电阻测量实训装置，其特征在于，
所述箱体上设有卸料口，所述卸料口与所述敞口端呈相对设置；所述卸料口设有活动门，所述活动门用于打开或关闭所述卸料口。
9.根据权利要求1至8任一项所述的接地电阻测量实训装置，其特征在于，
所述接地电阻测量仪包括：电源、电流表及电压表；
所述电源的正极依次通过所述电流表与所述第三测量线电连接，所述电源的负极与所述第一测量线电连接；所述电压表的正极接口与所述第二测量线电连接，所述电压表的负极接口与所述第一测量线电连接。
10.根据权利要求9所述的接地电阻测量实训装置，其特征在于，
所述接地电阻测量仪还包括：计算模块与显示屏；
所述计算模块分别与所述电流表和所述电压表电连接，所述计算模块用于计算接地阻值，所述计算模块与所述显示屏电连接。
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