TWI461707B - 具遙控裝置之土壤接地測試儀 - Google Patents

Description

具遙控裝置之土壤接地測試儀

本發明大體上係關於一種用於執行多個接地電阻及土壤電阻率測量的改良方法及裝置。

缺少良好接地係不恰當的，而且增大設備故障的風險。缺少一有效接地系統可導致各種問題，例如儀器誤差、諧波失真問題、功率因素問題以及許多可能的間斷困局(dilemma)。如果錯誤電流沒有經由一適當設計並維護的接地系統而通至接地的路徑，則其將尋找非預期路徑。此外，一良好的接地系統亦被用於防止對工廠以及設備的損壞且因此係必需的以便改良設備之可靠性以及降低因閃電或錯誤電流而造成損壞的可能性。

隨著時間的流逝，具有較高水含量、較高含鹽量及高溫的腐蝕性土壤可能會劣化接地棒及其連接。因此，雖然該接地系統在最初安裝時具有較低的土壤接地電阻值，但如果該等接地棒或一接地系統的其他元件隨著時間而被腐蝕，該接地系統之電阻可增大。接地測試儀係處理此等諸如間斷電問題的有用解決工具，這些問題可能與較差的接地或較差的功率品質有關。因此理想的係定期檢查所有接地及接地連接。

在這些定期檢查期間，如果測量到一大於20%的電阻增加，則將調查該問題之根源以便做出校正以降低電阻(例如藉由更換或向該接地系統增加接地棒)。此等定期檢查可包含進行已建立之技術，例如電位下降測試、選擇性測量、亦可作為一地質勘測之部份的土壤電阻率測試、雙極測量以及無樁測量。利用該接地測試系統，為實現精確的結果，此等測試趨於極為耗時耗力。尤其係在處理涉及諸如高壓塔之高壓應用的測量時，該等測試須極為小心地進行。

根據先前技術，所有上述接地測試程序需要花費大量精力以多次來回行走在連接至一測試裝置的各個電極之間以確保精確度及/或執行多個測量。具體而言，一旦一測試裝置已設定好實施根據先前技術之前述技術，由於該等電極與該測試裝置之間因夾子鬆開、不充分傳導或電極之不合適的放置而引起的不充分接觸，可產生不正確或反常的結果。因此，通常必要的係調整該設置並重複測量以校正此等結果。舉例來說，一操作者可能需要檢查通常彼此隔開較大距離而放置的各個電極的所有連接。

利用單一操作者執行此重複測量/校正程序極為耗時耗力。為減少於此程序相關的浪費掉的時間及精力，此問題之一慣用解決方案係提供不止一個操作者以進行一單一測試程序；然而，這通常會歸因於無法找到此另一人員而無法現實或實行。此外，此解決方案效率不高且不方便，並引起大量額外的成本。

本發明發現並解決先前技術的前述及其它考慮。

根據一個態樣，本發明提供一種測試裝置，其可用於進行前述技術之任一者。該測試裝置包括一主單元以及一遠端單元兩者，此兩者經調適以經由一通信鏈路而彼此通信。在根據所要測量技術設定該測試裝置後，該等分別的程序可被執行，且該等最終的測量值隨後被顯示於該遠端單元上。這允許單一操作者可在直接鄰近一例如以離該主單元一較大距離而放置的電極及/或其他電極而站立時來執行測量。這使該操作者免於需一直來回走動以便在不同位置放置電極，並免除返回至該測試裝置之主單元以查閱一顯示器及/或改變參數或設定的需求。

對於電位下降測量、選擇性測量及雙極測量，為在執行土壤接地測量時實現適當的精確度水準，理想的係輔助電極之分別的電阻與被測試之土壤接地棒的電阻相比不要過高。在電極及電阻之間存在較高接觸電阻的地質困難條件下，示例性實施例使操作者能觀察顯示於該遠端單元上的此電阻並在該值可能過高的情況下採取適當對策。此等對策可包含搗緊圍繞該電極的土壤或圍繞該等電極倒水以便改良土壤/電極介面的接觸。之後，該操作者可輕易地重複該等測量以便評估被實施之對策的成效而無須移動位置。因此，此實施例可藉由免除一般由至少一個在該所有三個電極之間來回走動的操作者(亦可能有幾個)花費的大量時間及精力而有利地增大執行此等測量的效率。

根據示例性實施例，較佳的係該測試裝置之遠端單元除了一用於執行不同測試及測量的控制構件之外還包含一顯示器以指示該測量結果。舉例來說該控制構件可用於設定參數、開始該測試及儲存結果等。然後該測試裝置之遠端單元可傳送分別的指令至該主單元，該主單元在該等分別的電極之間產生一預定的電流並執行該等相關測量。在完成該測量時，該主單元可傳送該測量結果至該測試裝置之遠端單元。

在一個實施例中，該通信(即指令、參數及結果之傳送)可利用一在該主單元及遠端單元之間的電纜通信鏈路而被執行。舉例來說，可使用連接至該主單元的現存電極測試引線以便與該遠端單元通信的實施例亦可被考慮。

然而，在本發明之一較佳實施例中，在該測試裝置之主單元及遠端單元之間的此通信係無線的。這免除了對笨重之電線的需求，因此節省開支並減少設定該測試裝置以實用所需的步驟。較佳的係此無線通信經由一射頻(RF)鏈路而發生。舉例來說，藍芽、ZigBee、WLAN、行動電話頻率或其他適當的RF鏈路可用於此目的。在一替代實施例中，該無線通信可藉由紅外線技術發生。

在另一實施例中，該測試裝置之主單元除控制構件之外可包括其自身的顯示器，使得其可在沒有該遠端單元的情況下操作。在該遠端單元變得不可操作時，此實施例有利地提供一種備份系統。然而，在本發明的另一實施例中，該主單元亦可僅包括一「黑盒」，其實際上要求該遠端單元對其操作。一根據此實施例的測試裝置需要較少的組件，且因此降低製造成本。

在另一實施例中，較佳的係該遠端單元包括一手持且可攜式裝置，其可與該主單元機械及/或電氣地可移除耦合。圖6顯示此一種根據本發明之此實施例的遠端單元之一實例，其中該主單元充當一用於該遠端單元的對接埠。此實施例允許該測試裝置在測量地點之間的便利運輸。

在本發明之另一實施例中，該測試裝置，較佳的係其遠端單元，可裝備有一GPS接收器，該接收器使位置及距離資訊可被擷取並用於進一步分析。該GPS接收器亦可用於獲取包含在三個維度(即包含高度)中之地理位置及距離資訊的絕對座標。因此，該GPS接收器可對所進行之測試的一位置以及所涉及之各別的距離(例如在土壤電阻率測量期間的遠程探針之分別的位置)來進行文字測繪。根據另一實施例，這些座標可被儲存於已被測試之地點之一資料庫中，其中該資料可被用於報告、記錄以及預防性維修目的。在應用於例如土壤接地測試或地質勘測時這尤為有利，因為通常來說必要的係測量一特定電阻，該電阻係關於一各自的距離。此外，包含此一GPS接收器亦可為獲取一更精確或更完整之電位下降曲線或者地質勘測之目的改良並有助於資料之收集。

在一替代實施例中，較佳的係光(例如雷射)或超音波距離測量構件可被整合於該測試裝置之該遠端單元中以便促進距離資料之測定。藉由併入此等距離測量構件，執行耗時且可能不精確之人工測量的需求可被有利地免除。

在另一實施例中，該主單元及遠端單元之任一者或兩者可包括用於儲存並處理所有經測定及測量之值的記憶體儲存及處理電路系統，舉例來說該等值包含距離、GPS座標、日期及時間以及標準測量參數。其優點在於可獲取於一給定時間週期進行的或者一特定接地系統或區域的所有測量之一更完整的記錄，舉例來說，其可用於在做出最終的測量之後有助於資料比較。

本發明之一完整且可行的揭示(包括其最佳模式)將在本說明書之其餘段落對熟習此項技術者來予以更詳細說明，包括參考附圖。

在本說明書及圖式中之元件符號的重複使用係用以表示本發明之相同或類似的特徵或元件。

一技術熟練者將理解，本說明僅為示例性實施例之一描述，且目的不在於限制本發明之廣泛的態樣，該等態樣被體現於該等示例性結構中。

電位下降測量

如上述，一種測量一土壤接地系統或一單獨電極從一地點耗散能量之能力的已知方法係所謂的「電位下降」測試。

在根據本發明實施的這個測試之一實例中，一待測試之接地電極或接地棒從其至該接地系統之連接斷開以避免獲得由並聯接地引起的不正確(即過低)土壤電阻測量。然後該測試裝置之主單元被連接至該接地電極X，之後該電極X可被用作一第一電流電極X。一種執行一電位下降測試的技術為三點或3極測試，如圖1所示。對於3極電位下降測試，兩個其他(輔助)電極Y及Z被提供(大體以分別之土壤樁的形式)，其中該等電極Z之一者被放置於土壤中並離開該接地電極X一預定距離以便被用作一第二電流電極Z。之後該另一個輔助電極Y被放置於該土壤中，舉例來說沿著一在該接地電極X及電流電極Z之間的直線，以便被用作一電壓探針Y。另一個常見的測量拓撲學(未顯示)包括彼此成一不同角度(例如90度)放置該等電極。該兩個輔助電極Y及Z亦連接至該測試裝置。

在根據此實例的下一個步驟中，該測試裝置T之主單元MU可在該電流電極Z及該接地電極X之間產生一預定(已知)電流。然後在沿著此電流路徑的電壓電位中的下降可藉由該探針Y而被測量於沿著在該電流電極Z及接地電極X之間之直線的預定點(例如在接地電極X及探針Y之間的電位下降之值可被獲取)。利用歐姆定律(V=IR)，該測試裝置T之主單元MU可基於所產生的已知電流以及經測量之電位下降而自動計算該接地電極X之電阻並將此資訊顯示於該遠端單元REM上。如果該接地電極X與其他接地棒(未顯示)並聯或串聯，所導出的電阻值包括所有接地棒的總電阻值。

為在執行3極接地電阻測試時實現最高的精確度，該輔助電流電極Z應被放置於被測試之接地電極X及該內探針Y之影響範圍之外。如果該輔助電流電極Z未被放置於該影響範圍之外，有效電阻區域將重疊並使任何由該測試裝置做出的測量無效。此外，總體而言，該Z電極應在該表面之下延伸一大於被測試之土壤接地棒之深度的距離。下表提供適當設定該等輔助電極Y及Z的實例。

為測試該等結果之精確度並確保該等輔助電極Y及Z在該影響範圍之外，舉例來說該探針Y可根據所謂的62%法則重新定位。此法則僅在該接地電極X、電位探針Y及電流電極Z處於一直線且適當隔開(針對大部分的應用，在測試時該電流電極Z應離該接地電極X30公尺到50公尺)時、當該土壤均質時且當該接地電極X具有一較小的電阻區域時適用。謹記這些限制，此方法可理想地使用於由單一棒或板等組成的小型接地電極系統及/或具有幾個棒的中型系統上。

如上述由於該62%法則對於具有一致之地質條件的理想環境條件有效，所以通常對於該操作者而言必要的係藉由利用Y電極在該X及Z電極之間之距離的52%及72%重複該測試(即在任一方向中將Y重定位與X及Z之間之距離的10%)而核實測量於X及Z之間之距離的62%的測試結果。如果所有三個結果相似，則在該62%距離處得到的原始結果可被認為係正確的。然而，如果該等三個結果有明顯改變(例如30%不同)，則必要的係在接著重複整個測試程序之前增大Z電極到被測試的接地棒X的距離。換言之，通常必要的係在該電流電極Z之不同距離置放處進行多次讀取以便確認並核實結果。此外，利用這個3極測試，該測試裝置T之主單元MU通常須定位於待測試之接地棒X，因為一般必要的係經由一短引線或導體將該裝置與該接地電極連接。該短引線確保其影響相對於連接該Y及Z電極的該等引線而言可被忽略。

因此，藉由在一遠端單元REM上顯示測量結果，一種根據本發明的方法及裝置可有利地以一種簡化方式進行多個測量，同時亦可減少通常在該等Y及Z電極兩者以及該測試裝置T之主單元MU之間大量來回走動數次所花費的時間及精力。

選擇性測量

根據圖2a所示的本發明之另一實例，可實施選擇性測量。此技術極為相似於上述的「電位下降」測試，因為其實施方式提供的測量與源自電位下降技術的測量相同。然而，應用此技術不必將待測試之接地電極從其至該接地系統的連接斷開(這會改變整個接地系統的電壓電位，藉此可能引起不正確及因此誤導的測量結果)。因此，一進行該等測量的操作者無需謹慎地斷開該土壤接地的連接。這亦減少可能出現於一非接地結構內的其他人員或電氣設備的風險。

與前述實施例相似，該兩個輔助電極(即電流電極Z及探針Y)可被放置於土壤中，例如成一直線，並離被測試之接地電極X一預定距離，如圖2a及2b所示。如前述，另一個常見的測量拓撲學(未顯示)包括彼此成一不同角度(即90度)放置該等電極Y及Z。然後該測試裝置T之主單元MU被連接至該接地電極X，其優點在於通常為必要的至該地點的連接無需斷開。根據圖2b所示之一較佳實施例之實例，一電流夾鉗CC被連接至該測試裝置之遠端單元REM並可圍繞待測試之接地電極X放置以便確保僅該接地電極X之電阻被測量。

對於選擇性測量，此一電流夾鉗CC之使用允許測量一單獨之土壤接地棒(例如一建築之各個接地棒或者例如一高壓塔之基腳)的準確電阻。與前述實施例一樣，一已知的電流被該測試裝置T之主單元MU產生於該電流電極Z及該接地電極X之間。然後測量在該探針Y及該接地電極X之間的電壓電位下降。然而，流經該關注的接地電極X的電流藉由一電流夾鉗CC測量。如上述，所產生的電流亦將流經其他並聯電阻，但藉由該夾鉗CC測量的電流被用於根據歐姆定律(V=IR)計算關注的接地電極X之電阻值。換言之，該電流夾鉗CC消除一接地系統中的並聯電阻效應。

在圖2b所示的實施例之一實例中，一包括複數個經連接之接地電極或接地棒的特定接地系統之全電阻被測量。根據此實施例，該接地電極電阻藉由輪流圍繞各個單獨的接地電極(例如X及X')放置該夾鉗而被測量。然後該整個接地系統之全電阻藉由計算測定。

藉由使用此一根據此實施例連接至該測試裝置之遠端單元REM的電流夾鉗CC，該操作者能有利地四處自由走動(例如一待測量之建築或土壤接地系統)並測量每個單獨土壤接地棒的電阻，同時免除在每個單獨之測試點對整個測試組態之佈線進行重新組態的必要性。

對於此應用，較佳的係使用一用於在該主單元MU及遠端單元REM之間發送及/或接收資訊的無線通信鏈路。

土壤電阻率/地質勘測

在本發明之一實施例的另一實例中，一地質勘測可利用藉由一所謂的四點或4極測試實現的標準土壤電阻率測量而被執行，該測試如圖3a及3b所示。此技術包含使用放置於土壤中的四個電極A、B、M及N，其中兩個(外)電極A及B係用於產生一電流，且該兩個內電極M及N可在一個實施例中直接沿著該電流路徑放置並充當用以測量被測試之土壤中之電位下降的電壓電位探針。另一個先前討論的替代配置包括亦彼此成一不同角度(即交錯)放置該等電極。該土壤電阻率測量技術與前述實施例之3極測試對比，其中該等電流電極及電位探針之一者被有效組合於將該測試裝置之主單元MU連接至該接地電極X的(短)引線中。特定而言，在此實施例中，由於該等測量電極M及N的距離與被調查之土壤層的深度有關，對於被調查的區域來說理想的係利用測量探針M及N以一種等距方式掃描。

在圖3a及3b所示的實例中，四個土壤接地電極(兩個外電流電極A及B以及兩個內電壓探針M及N)以一直線彼此等距地定位於土壤中。在分別的電極A、B、M及N之間的距離理想上應比該表面之下的該等電極之深度大至少三倍。舉例來說，如果各個接地電極之深度為30公尺，則在電極A、B、M及N之間的距離應大於91公尺。根據圖3b之實例，為計算該土壤電阻，該兩個外接地電極A及B所連接至的該測試裝置之主單元MU，在該等電極A及B之間產生一已知電流，且之後電壓電位中的下降藉由該兩個內探針M及N而被測量。利用歐姆定律(V=IR)，該測試裝置能基於這些測量而自動計算土壤電阻並將這些值顯示於該遠端單元REM上。

在一如圖3b中之實例所示的本發明之一較佳實施例中，電極A及B被連接至該測試裝置T之主單元MU，同時該等電極M及N被連接至該測試裝置T之遠端單元REM。具體而言，該測試裝置T之主單元MU負責產生該已知電流，而連接至電極M及N的遠端單元被用於測量其間的電位下降。因此，藉由該遠端單元REM的可攜性，測量電壓電位的電極M及N的位置舉例來說可朝B電極以及多個被執行的測量移動，而無需重新調整該測試裝置T之主單元MU或該等電極A及B。因此，本發明之此較佳實施例允許該等電流電極A及B有利地停留於一單一位置，同時使多個測量能利用探針M及N執行並在隨後顯示於該遠端單元REM上。這係可行的，因為在該等探針M及N之間的必要間隔一般為幾公尺。藉由將該等探針M及N與該遠端單元REM組裝到一起，可提供一種為土壤電阻率(例如一地質勘測)收集所要測量結果的便利方式，同時可免除連接至該等電流電極(A及B)之長引線移動的必要性。

應注意測量結果通常因地下的金屬、地下含水層、非均質土壤區域、變化的岩床深度而失真並無效。因此較佳的係執行額外測量，其中該等電極之軸被轉動90度。藉由改變該等電極A及B以及探針M及N之深度及距離數次，同時執行一測量，可產生一高精確度之分佈曲線，其可用於測定一特定區域之適當接地電阻系統。此外本發明的前述實施例使容易執行此等額外測量，尤其係歸因於該操作者無須在每次調整及/或執行各個新的測量測試程序時查閱該測試裝置T之主單元MU。

雙極測量

根據本發明施行的另一項技術涉及一放置於土壤中的單一輔助電極Y。為使此項技術正確發揮功效，該輔助電極Y須在處於測試之下的電極X之影響之外。然而，此技術之便利之處在於其需要更少的連接，因為該輔助電極Y可構成任何放置於土壤中在待測試之接地電極附近的適當導體，例如一如圖4所示的水管。該測試裝置測量被測試之電極的組合土壤電阻、該輔助電極Y之土壤電阻以及將該等電極X及Y與測試構件連接的該等測量引線之電阻。假設該輔助電極Y之土壤電阻極低(就一水管而言)，這對於沒有塑膠部份或絕緣接頭的金屬管來說可能如此。此外，為實現一更精確的結果，該等測量引線A及B之影響可藉由利用短路到一起(即彼此連接)的引線A及B測量一電阻值並從最終測量減去此讀數而被消除。

根據一如圖4所示的實例，該測試裝置T之主單元MU被連接至待藉由一第一測量引線A測試的接地電極且該輔助電極Y藉由一第二測量引線B連接至該主單元MU，類似於前述的電位下降以及選擇性電阻率測試。一電流被該主單元MU產生於該兩個電極X及Y之間，該主單元隨後執行相關測量，且然後該等結果被顯示於該遠端單元REM(未顯示)上。藉由根據此方法執行一測量，該操作者可確定該讀數是否精確。舉例來說，如果一異常讀數被顯示，該操作者能立即搜尋在該輔助電極的根本原因(例如觸件鬆開、彈簧線夾鬆開等)而無需在該兩個電極X及Y之間來回走動。在調整到該輔助電極Y的連接後，該操作者可立即重複該測量並藉此接收關於該校正行為之效果的即刻回饋。換言之，本發明之前述實施例附加地促進執行測量，尤其係得益於該操作者無須在每個調整及/或每個新的測量測試程序時查閱該測試裝置之主單元的便利。

無樁測量

與上述技術對比，另一項根據本發明、如圖5a到5d所示的技術使該測試裝置T能利用例如電流夾鉗C1及C2測量一接地系統中的土壤接地迴路電阻，該等電流夾鉗不同於採取樁之形式的輔助電極。如圖5b所示，一根據此項技術的迴路可包含除被測試之接地電極X之外的接地系統之其他元件。此等其他元件可包含該接地電極導體、該主搭接線、該檢修中性線、設施中性線-接地連結、設施接地導線(極之間)以及設施極接地。

此技術亦提供消除斷開並聯之接地的動作所帶來的風險以及所消耗之時間並進一步免除須為該等輔助電極尋找適當位置之艱苦過程的優點。此技術亦使土壤接地測試能在歸因於障礙物、地質或附近土壤流失從而接近土壤載體有風險、有困難或不可行之處進行。

在此技術中該測試裝置被連接至至少一個電壓產生(電流感應)構件C1以及至少一個電流測量(電流感測)構件C2，較佳的係以分別的電流感應夾鉗C1及電流轉換夾鉗C2之形式。這兩個夾鉗C1及C2圍繞土壤接地棒X或待測量之接地系統的元件放置，且該感應夾鉗C1之後在該接地棒X中產生一預定(即已知)電壓。所得的在該接地棒X中流動的電流可利用該感測夾鉗C2測量，較佳的係該感測夾鉗C2圍繞在該感應夾鉗C1及土壤之間的接地棒(或類似物)放置以便測量從該接地棒向下流入土壤中的電流。然後該接地迴路之一電阻值可基於感應電壓及經測量的所得電流的這些已知值而被計算，然後其被顯示於該遠端單元上。

圖5d顯示此無樁測量技術如何根據本發明而被應用的一個實例。特定而言，圖5d顯示一種可被實施於一具有複數個土壤接地棒之大型建築中的雷電保護系統，其中這些接地棒之各者須被單獨測試。根據已知的測試系統，對於各個測量，歸因於將該等夾鉗連接至該測試裝置的短引線，無樁測量所必需的該兩個夾鉗C1及C2之兩者須被夾合至各個土壤接地棒。由於該等夾鉗並非一直易於附接，該整個系統的測量程序可涉及更多的時間及努力以完成。因此，本發明考慮該電流感應夾鉗C1對於整個測量程序來說連接至該雷電保護系統之土壤接地棒X之一者一次。然後該電流感測夾鉗C1可被連接至該遠端單元REM並藉此變得可攜帶。由於該系統之所有接地棒被連接，此組態使該操作者能圍繞該建築走動並藉由僅將一單一(電流感測)夾鉗C2應用至各個待測試之接地棒而在各個單獨的土壤接地棒(例如接地棒X')上執行測量測試。這無需該操作者攜帶該感應夾鉗C1然後將其附接至各個單獨的接地棒。這有利地減少了各個測試所需之步驟，並增大整個測試程序的效率及便利性。

除了上述之外，技術熟練者將理解前述該等測量技術的一些可作為AC或DC測量而進行，且一特定目的所需的任何其他適當技術，例如開氏DC測量，亦可根據本發明而被實施。

雖然本發明之較佳實施例已被顯示並描述，但對該等實施例可作出變型及修改而不脫離本發明之精神及範圍。此外，應理解各個實施例之態樣可整體或部份互換。此外，一般技術者將瞭解前述僅為實例，其目的不在於限制進一步描述於所附之技術方案中的本發明。

A．．．電極

B．．．電極

CC．．．電流夾鉗

C1．．．電流夾鉗

C2．．．電流夾鉗

M．．．電極

N．．．電極

MU．．．主單元

REM．．．遠端單元

T．．．測試裝置

X．．．接地電極

X'．．．接地電極

Y．．．輔助電極

Z．．．輔助電極

圖1顯示一種根據本發明之一實施例根據62%法則進行3極電位下降測試的測試裝置；

圖2a顯示一種執行選擇性測量的測試裝置；

圖2b顯示一種根據本發明之一實施例在複數個接地棒上執行選擇性測量的測試裝置；

圖3a顯示一種利用4極測試測量土壤電阻率的測試裝置；

圖3b顯示一種根據本發明之另一實施例利用4極測試進行一地質勘測的測試裝置；

圖4顯示一種根據本發明執行雙極測量的方法；

圖5a顯示一種根據本發明經由兩個夾鉗連接至一待測量之接地電極的測試裝置，其係用於執行一接地電極之無樁測量；

圖5b顯示一種根據本發明執行一接地電極之無樁測量的測試裝置；

圖5c為一等效電路圖，其顯示根據本發明的無樁測量所被執行的接地系統之並聯電阻；

圖5d顯示一種根據本發明之一實施例在複數個接地棒上執行無樁測量的測試裝置；及

圖6顯示一種根據本發明執行測量的測試裝置，該裝置包括一可耦合的主單元及遠端單元。

CC．．．電流夾鉗

MU．．．主單元

REM．．．遠端單元

X．．．接地電極

X'．．．接地電極

Y．．．輔助電極

Z．．．輔助電極

Claims (38)

1. 一種測量土壤接地電阻率的方法，其包括如下步驟：提供一測試裝置，該裝置包含一主單元及一可攜式遠端單元，該等單元經調適可彼此通信；將該測試裝置之該主單元連接至至少兩個電極；在該兩個電極之間產生一預定電流；測量該等電極之間之電壓電位中的一下降；基於該預定電流以及經測量的電壓電位值之下降來計算電阻值；及在該可攜式遠端單元上顯示該等值之任一者，其中該兩個電極彼此相隔一預定距離放置於土壤中且該電壓降藉由沿著該電流路徑在土壤中放置至少一個連接至該可攜式遠端單元的探針而被測量。
2. 如請求項1的方法，其中該可攜式遠端單元經由一無線通信鏈路與該主單元通信。
3. 如請求項1的方法，其中該主單元以及可攜式遠端單元之至少一者包括距離測量構件，該構件包括用於獲取距離資訊的一GPS接收器、一雷射、一超音波裝置、一機械裝置之至少一者，其中該距離資訊包含各個測量之地理位置及3D座標之至少一者。
4. 如請求項1的方法，其中該主單元及該可攜式遠端單元之至少一者包括控制操作構件，其計算該電阻值。
5. 如請求項2的方法，其中該無線通信鏈路包括一選自ZigBee、藍芽、無線LAN或者行動電話頻率之群組的RF 鏈路。
6. 如請求項2的方法，其中該無線通信鏈路包括一紅外線鏈路。
7. 一種測量土壤接地電阻率的方法，其包括如下步驟：提供一測試裝置，該裝置包含一主單元及一可攜式遠端單元，該等單元經調適可彼此通信；將該測試裝置之該主單元連接至至少兩個電極；在該兩個電極之間產生一預定電流；測量該等電極之間之電壓電位中的一下降；基於該預定電流以及經測量的電壓電位值之下降來計算電阻值；及在該可攜式遠端單元上顯示該等值之任一者，其中該測試裝置包含一連接至該可攜式遠端單元的電流夾鉗，且該方法進一步包括圍繞該等電極之一者放置該夾鉗以及測量流經該電極之電流的步驟，以便能計算該電極之一電阻值。
8. 如請求項7的方法，其中該可攜式遠端單元經由一無線通信鏈路與該主單元通信。
9. 如請求項7的方法，其中該主單元以及可攜式遠端單元之至少一者包括距離測量構件，該構件包括用於獲取距離資訊的一GPS接收器、一雷射、一超音波裝置、一機械裝置之至少一者，其中該距離資訊包含各個測量之地理位置及3D座標之至少一者。
10. 如請求項7的方法，其中該主單元及該可攜式遠端單元 之至少一者包括控制操作構件，其計算該電阻值。
11. 如請求項8的方法，其中該無線通信鏈路包括一選自ZigBee、藍芽、無線LAN或者行動電話頻率之群組的RF鏈路。
12. 如請求項8的方法，其中該無線通信鏈路包括一紅外線鏈路。
13. 一種測量土壤接地電阻率的方法，其包括以下步驟：提供一測試裝置，該裝置包含一主單元及一可攜式遠端單元，該等單元經調適可彼此通信；將該測試裝置連接至至少一個電壓產生構件及至少一個電流測量構件；將該電壓產生構件及電流測量構件連接至一接地系統之一接地元件；利用該電壓產生構件在該接地元件中產生一預定電壓；利用該電流測量構件測量沿著該接地元件感應的電流；基於該預定電壓及測量電流值來計算電阻值；及在該可攜式遠端單元上顯示該等值之任一者。
14. 如請求項13的方法，其中電流測量構件包括一連接至該可攜式遠端單元的夾鉗。
15. 如請求項13的方法，其中該可攜式遠端單元經由一無線通信鏈路與該主單元通信。
16. 如請求項15的方法，其中該無線通信鏈路係選自 ZigBee、藍芽、無線LAN或行動電話頻率之群組。
17. 如請求項15的方法，其中該無線通信鏈路為一紅外線鏈路。
18. 如請求項13的方法，其中該主單元及可攜式遠端單元之至少一者包括距離測量構件，該構件包括用於獲取距離資訊之一GPS接收器、一雷射、一超音波裝置、一機械裝置之至少一者，其中較佳的係該距離資訊包含各個測量之地理位置及3D座標之至少一者。
19. 如請求項13的方法，其中該主單元及可攜式遠端單元之至少一者包括控制操作構件並經調適以執行該等計算步驟。
20. 一種用於測量土壤接地電阻率的設備，其包括：一測試裝置，其中該測試裝置包含：一主單元；及一可攜式遠端單元，其中該主單元及該可攜式遠端單元經調適可彼此通信，其中該測試裝置之該主單元被連接至至少兩個電極，且其中該測試裝置經調適以：在該兩個電極之間產生一預定電流；測量該等電極之間的電壓電位之一下降；基於該經預定電流及經測量之電壓電位值下降來計算電阻值；及在該可攜式遠端單元上顯示該等值之任一者， 其中該兩個電極彼此相隔一預定距離放置於土壤中且該電壓降藉由沿著該電流路徑在該土壤中放置至少一個連接至該可攜式遠端單元的探針而被測量。
21. 如請求項20的設備，其中該可攜式遠端單元經調適以藉由一無線通信鏈路與該主單元通信。
22. 如請求項20的設備，其中該主單元及可攜式遠端單元之至少一者包括距離測量構件，較佳的係該構件包括用於獲取距離資訊之一GPS接收器、一雷射、一超音波裝置、一機械裝置的至少一者，其中較佳的係該距離資訊包含各個測量之地理位置以及3D座標之至少一者。
23. 如請求項20的設備，其中該主單元及可攜式遠端單元之至少一者包括控制操作構件並經調適以執行該計算步驟。
24. 如請求項21的設備，其中該無線通信鏈路為一選自ZigBee、藍芽、無線LAN或行動電話頻率之群組的RF鏈路。
25. 如請求項21的設備，其中該無線通信鏈路為一紅外線鏈路。
26. 一種用於測量土壤接地電阻率的設備，其包括：一測試裝置，其中該測試裝置包含：一主單元；及一可攜式遠端單元，其中該主單元及該可攜式遠端單元經調適可彼此通信， 其中該測試裝置之該主單元被連接至至少兩個電極，且其中該測試裝置經調適以：在該兩個電極之間產生一預定電流；測量該等電極之間的電壓電位之一下降；基於該經預定電流及經測量之電壓電位值下降來計算電阻值；及在該可攜式遠端單元上顯示該等值之任一者，其中該測試裝置包含一連接至該可攜式遠端單元並經調適以圍繞該等電極之一者放置並測量流經該電極之電流的電流夾鉗，以便能計算該電極之一電阻值。
27. 如請求項26的設備，其中該可攜式遠端單元經由一無線通信鏈路與該主單元通信。
28. 如請求項26的設備，其中該主單元以及可攜式遠端單元之至少一者包括距離測量構件，該構件包括用於獲取距離資訊的一GPS接收器、一雷射、一超音波裝置、一機械裝置之至少一者，其中該距離資訊包含各個測量之地理位置及3D座標之至少一者。
29. 如請求項26的設備，其中該主單元及該可攜式遠端單元之至少一者包括控制操作構件，其計算該電阻值。
30. 如請求項27的設備，其中該無線通信鏈路包括一選自ZigBee、藍芽、無線LAN或者行動電話頻率之群組的RF鏈路。
31. 如請求項27的設備，其中該無線通信鏈路包括一紅外線鏈路。
32. 一種用於測量土壤接地電阻率的設備，其包括：一測試裝置，其中該測試裝置包括：一主單元；及一可攜式遠端單元其中該主單元及該可攜式遠端單元經調適以彼此通信；且其中該測試裝置被連接至至少一個電壓產生構件及至少一個電流測量構件；且該電壓產生構件及電流測量構件被連接至一接地系統之一接地元件；且該測試裝置經調適以：利用該電壓產生構件在該接地元件中產生一預定電壓；利用該電流測量構件測量沿著該接地元件的電流；基於該經預定電壓及經測量之電流值來計算電阻值；及在該可攜式遠端單元上顯示該等值之任一者。
33. 如請求項32的設備，其中電流測量構件包括一連接至該可攜式遠端單元的夾鉗。
34. 如請求項32的設備，其中該可攜式遠端單元經調適以經由一無線通信鏈路與該主單元通信。
35. 如請求項34的設備，其中該無線通信鏈路為一選自ZigBee、藍芽、無線LAN或者行動電話頻率之群組的RF鏈路。
36. 如請求項34的設備，其中該無線通信鏈路為一紅外線鏈 路。
37. 如請求項32的設備，其中該主單元及可攜式遠端單元之至少一者包括距離測量構件，較佳的係該構件包括用於獲取距離資訊之一GPS接收器、一雷射、一超音波裝置、一機械裝置之至少一者，其中較佳的係該距離資訊包含各個測量之地理位置及3D座標之至少一者。
38. 如請求項32的設備，其中該主單元及可攜式遠端單元之至少一者包括控制操作構件並經調適以執行該計算步驟。