电气装置的测量原理及实践(四)上

发布时间:15-04-03 16:17分类:技术文章 标签:电气装置 接地电阻部分(上)
设备接地的作用:1.防止人受到电击,2.使负载免于受到故障电流的影响。接地后,一旦设备出现短路,可将设备的电位钳制到和大地一样的电位,从而避免发生触电。
接地的方式有很多种,例如金属棒,金属板等。
接地的复杂程度与很多因素有关,例如:地面状况,需要接地的装置,及不同情况下的接地电阻的设置。
接地电阻的概念
接地电阻,是故障电流从设备流向大地时,经过接地体时受到的电阻。阻值与接地电极表面的氧化程度,及接地体附近的地面阻值有关,如下图所示。接地电阻的阻值主要集中在接地体表面。
Earthing electrode接地体 Ground material地面材质 Earthing electrode
surface接地体表面 下图为接地电阻电压分布 Uo:大地电位Uc:接触电压
Ust:跨步电压Re:接地电阻 接地电阻测量的方法
通常情况下,不同的接地电阻测试仪会有不同的测量方法,也有各自的优缺点。下面介绍Metrel的接地电阻测试仪的一些方法
•仪器内部有信号发生器(正弦信号),使用两个测量探头
使用正弦信号测量接地电阻,比使用方波信号更有优势,尤其是在接地系统中含有感性电阻成分的时候,例如,接地体是金属带,缠绕在物体上。
•使用外部测量电压,无需使用辅助探头
该方法通常使用在TT系统中,该系统中的接地电阻通常要比故障回路中的其余部分电阻值(每相和保护端之间)要大很多。该方法的优点在于不需要使用辅助的测试探头,在城市中进行测量时,通常不可能使用探头进行测量。
•使用外部测量电压及辅助探头
该方法通常用在TN系统中,TN系统中故障回路的阻值(每相及保护端之间)非常低。
•使用内部信号发生器,两个测试探头,一个电流测试夹钳
测量时无需机械断开接地体 •无测试探头,仅使用两个电流夹钳
在测量复杂的接地系统(有很多的接地体)或者带低电阻的二次接系统时,该方法使得测量更加简单。
注意:
1.值得注意的是,被测得接地系统通常会存在很大的干扰信号,尤其是工厂、电力变压器、高压配电线路或铁轨周围的接地系统,在接地体周围有很大的流向大地的漏电流。因此,使用的接地电阻测试仪必须满足相关的标准,才能够在这些环境下使用。
2.在使用测试探头(接地桩)测量时,一定要注意探头的阻值不能太大。Metrel的仪器都经过严格的测试,测量精度高。
接地电阻R­E*大允许值
不同情况下,接地电阻的*大允许值是不同的。根本上说,接地系统与其他安全设备()相结合,一定能够避免出现危险的接触电压。
*基本的测量原理,是使用内部信号发生器及两个测试探头(电流和电压)。测量是基于所谓的“62%原理”。
测量时应该注意,接地体应该与其他类似的接地装置(例如金属装置)相分离。且若当导体与接地装置相分离的时候,出现了故障电流,可能会发生危险!
四端,两探头测量方法 按照下列方法计算测量距离(参考下图)
•接地体和电流探头C2之间的距离=深度(金属棒状电极)×5
或=对角长度(带状电极)×5, 注:关于对角长度的定义见下面章节中的配图说明
•接地体和电压探头P2(62%)之间的距离=C2的距离×0.62
•接地体和电压探头P2(52%)之间的距离= C2的距离×0.52
•接地体和电压探头P2(72%)之间的距离= C2的距离×0.72
例如,带状电极接地系统,对角长度为4m,则: C2=4m×5=20m
P2(62%)=20×0.62=12.4m P2(52%)=20×0.52=10.4m P2(72%)=20×0.72=14.4m
以上仅是理论的计算,实际情况下,需要按照下列方法去做,才能确保计算的测量距离符合实际情况。
首*在P2(62%)处测量,然后分别再P2(52%)和P2(72%)处测量。若后两次的测量结果与*次的偏差,没有超出*次测量结果的10%,则*澳门新蒲京官网网址,次的结果可作为正确的结果;若超出*次结果的10%,则需要成比例的增加测量距离C2及P2,重复上述步骤。
此外,*好在不同的方向都测一下,也*是说距之前的测量方向成90°或180°的方向,再测量几次。*终结果可以取平均值
测量前,应该明确接地系统的类型,据此来选择相应的测量方法。
接地电阻(下)将举例说明不同系统的具体操作方法。

发布时间:15-04-03 16:17分类:技术文章 标签:电气装置,接地电阻
接地电阻部分(下) 1 接地系统只有一个棒状接地电极 测量结果=U/I=R­­­­­E
其中: U:通过内部电压表测得的P1和P2之间的电压值
I:从C1和C2两端口施加到回路中的电流
只有一个接地电极,因此测量非常简单。建议使用4线测试法而不是3线测试法,因为4线测试法不用考虑测试夹的接触电阻以及待测电极表面的生锈情况,这些不会对4线测试法造成影响。
测量时,接地棒可以按直线排列,也可按等边三角形排列。 2
接地系统只有一个带状接地电极 测量结果=U/I=R­­­­­E 其中:
U:通过内部电压表测得的P1和P2之间的电压值
I:从C1和C2两端口施加到回路中的电流
这种测试方法与上节中的相似,区别在于接地电极为带状电极,因此需考虑其长度,如上图所示。
测量时,接地棒可以按直线排列,也可按等边三角形排列。 3
复杂接地系统(多个电极并联) 在这些系统中,以下两点非常重要:
•接地系统的总接地电阻REtot,等于多个接地电极的并联电阻。足够低的总接地电阻可以完全避免设备故障时受到电击,但是当有大气放电现象(例如雷击)的时候可能不会提供有效保护。
•RE1…REn是并联的接地电极
当接地系统用于保护不受雷击,这些电阻必须足够低。大气放电非常迅速,放电电流中含有高频成分,当接地系统中存在任何感性成分时,对这些高频电流会产生很大的阻抗。因此不能将电流导入大地,这将会造成灾难性的后果。
若系统中在不同的位置安装一些避雷针,则会很好的解决这个问题,尤其是接地电阻比较高的情况下。避雷针的特殊构造会吸引雷电,并将其引入大地。在避雷针系统的周围可能会存在很高的电厂及气体电离现象。
3.1测量总接地电阻 (a)四线,两探头原理
电压及电流测试杆的安装位距离接地系统比较远,因此接地点可看做为一点。其中d为接地系统中,相距*远的两个接地电极的距离。电流探头的距离至少为5d。
测量结果=U/I=R­E1//R­E2//R­E3//R­E4//=R­Etot
这种方法的优点是测量结果精确可靠,缺点是安装探头过程中需要很长的距离,在城市中这种测量方法很不方便。
(b)仅使用两个电流夹钳,无需接地杆
当接地系统中有附加的接地电极,或总接地电阻较小时,可使用该方法。这种情况常见于城市已建区域。
上图中: RE1-RE4为待测接地系统中单个的接地电阻
RE5-REn为辅助接地系统中(总接地电阻较小)单个的接地电阻
r为两个电流夹钳之间的距离,至少为30cm。 下图为接地系统的等效电路图:
测量结果=(RE1-RE4接地系统总的接地电阻)+(RE5-REn辅助接地系统接地电阻)
若假设RE1-RE4阻值远大于RE5-REn阻值,那么:
测量结果≈RE1-RE4接地系统总的接地电阻 3.2单个接地电阻的测量
(a)断开待测的接地电极,使用4线2探头的方法测量 结果=U/I=RE4
这种测量方法的缺点是,测量前需要断开待测接地电极的电路,有时候接口处会有生锈,不易断开;优点是测量结果精确可靠
(b)断开待测的接地电极,使用4线2探头的方法测量
结果=RE4+(RE1//RE2//RE3),若RE1//RE2//RE3远低于RE4,则: 结果≈RE4
(c)使用4线2探头,并结合测试夹钳测量接地电阻 下图为测量的等效电路:
其中: U­t­为测试电压 RC为电流测试探头的电阻 RP为电压测试探头的电阻
Itot为由测试电压U­t产生的总电流,由电流探头测得 I1-I4为电路分流
(d)仅使用两个夹钳测量 或