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        接地電阻測試儀E極測量線的阻抗分析

        2017-08-30 01:34:33漳浦縣氣象局漳州市氣象局漳州市熱帶作物氣象試驗站戴進飛王金泉曹冬華
        海峽科學(xué) 2017年6期
        關(guān)鍵詞:量級引線測試儀

        .漳浦縣氣象局 .漳州市氣象局 .漳州市熱帶作物氣象試驗站 戴進飛王金泉曹冬華

        接地電阻測試儀E極測量線的阻抗分析

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        為探討使用加長E極測量線對接地電阻檢測數(shù)據(jù)的影響,通過使用不同長度、相同截面積的E極測量線進行檢測,與5m標(biāo)配線測得的數(shù)據(jù)進行對比,提出獲得E極測量線阻抗的正確方法,并提出減少E極測量線對檢測數(shù)據(jù)誤差影響的方法。

        接地電阻 E極測量線 檢測誤差 修正檔案

        在實際的接地電阻檢測中,往往因為檢測對象周圍地墊面改變(如水泥、瀝青、回填土),而為了尋找合適的“零電位區(qū)”,需要加長E極測量線才能進行正常檢測,這勢必導(dǎo)致測量線阻抗的增加,從而加大檢測誤差。為了使檢測儀器的讀數(shù)能夠更具代表性、真實性,本文對E極測量線阻抗附加值進行修正,提出使接地電阻測試儀讀數(shù)誤差降低的方法,即建立修正檔案。

        1 E極測量線影響檢測數(shù)據(jù)的分析

        接地電阻測試儀的示值Rg是個復(fù)合電阻,包括以下3個部分:接地測量線的阻抗及接地極自己的阻抗R1,接地極和土壤的接觸阻抗R2,接地極周邊大地的阻抗Re[1]。Re才是實際要測的接地電阻,即:

        因為測試儀使用直流電,R2比較??;R1中包括E極、P極、C極引線所產(chǎn)生的三部分阻抗,其中P極、C極引線因為比較短且固定,產(chǎn)生的電阻比較小,而E極引線往往需要加長,而衍生出比較大的阻抗。因此,本文把R1中的P極、C極測量線所產(chǎn)生的線阻及R2均暫且忽略,只重點討論E極測量線產(chǎn)生的阻抗對檢測儀器產(chǎn)生的影響。

        1.1 E極測量線自身就有電阻

        接地電阻測試儀E極原配引線是長度5m多股銅導(dǎo)線,因長度短,其自身的阻抗比較小,當(dāng)所測的接地電阻≥1.0?時,是可以忽略不算,測試儀表的示值可以當(dāng)成接地電阻值直接使用。

        但在實際工作中,經(jīng)常遇到需要加長E極引線才能夠進行檢測。假定接地電阻測試儀電壓極與電流極引線的阻抗、接地電極與土壤的接觸電阻均忽略不計,此時接地電阻測試儀測得的工頻接地電阻示值Rg應(yīng)為[2]:

        式(2)中,Rg——測試儀表的示值;Re——接地體電阻;RL——測試儀E極測量線電阻。

        若用接地電阻測試儀檢測接地電阻,儀表的示值Rg應(yīng)減去引線阻抗RL后才是接地體的實際電阻值Re。但是不同長度的E極測量線所呈現(xiàn)的RL是不一樣的。實際的檢測結(jié)果說明,使用4102接地電阻測試儀時,采用長度為100m、截面積為2.5mm2的多股銅導(dǎo)線作為E極引線時,在所測接地電阻值較大情況下,E極引線的直流線阻可粗略作為誤差線阻值,在最后修正時直接扣除;但當(dāng)對接地體電阻的檢測數(shù)據(jù)要求比較嚴(yán)格時,如果E極引線長度過大、所測得接地體阻抗值又較?。ㄌ貏e是≤4?以下),則一律直接用測試儀表示值減除E極引線的線阻作為最后的接地體電阻,就會給檢測數(shù)據(jù)帶來比較大的誤差。由供電線路電阻公式得知,導(dǎo)線自身電阻[3]:

        式中,ρ——導(dǎo)線材料電阻率、L——導(dǎo)線長度、A——導(dǎo)線截面積。

        由公式(3)可知,測量引線電阻R跟L成正比、跟A成反比,引線越長、導(dǎo)線截面積越小、產(chǎn)生的阻抗就越大、誤差也就越大。因此,測出各種量級長度E極測量線的RL對檢測示值進行修正,才能夠得到我們所需要的正確數(shù)據(jù)。

        1.2 E極測量線會受電磁脈沖的侵?jǐn)_

        當(dāng)今社會,無線電磁的侵?jǐn)_無處不在,如電信發(fā)射塔、干擾臺的無線電波發(fā)射基地、廣電發(fā)射塔、高壓變電站等周圍,如果有高層建(構(gòu))筑物的天面需要進行接地電阻檢測時,超長垂直的E極引線,此時就可能因電磁脈沖而感應(yīng)出較高電動勢,進而影響對儀表檢測數(shù)據(jù)的讀取,從而引起誤差。電磁波侵?jǐn)_嚴(yán)重時候甚至使儀表示值上下跳動,無法準(zhǔn)確提取數(shù)據(jù)。

        2 減小E極測量線對檢測數(shù)據(jù)誤差影響的方法

        2.1 建立E極測量線檢測誤差修正檔案

        影響E極測量線阻抗的因素不止一個,同一量級長度測量線在不同的土壤電阻率、不同的工作頻率使用中,其RL是不一樣的。如表1,同一50m量級E極測量線,其Re為1.0、4.0、10.0?情況下所測出來的RL分別為0.26、0.36、0.61?,并不成線性關(guān)系,因此,簡單地使用扣線阻方法就會產(chǎn)生比較大的誤差,只有建立各個量級長度的E極測量線檢測誤差檔案,才能更進一步誤差。

        使用各種長度E極測量線(如50、100、150m等)進行檢測以獲取各種長度的RL數(shù)據(jù)進行存檔,以備實際檢測時候作為修正值用,RL= Rg-Re。

        具體操作方法:在0.5~10.0?的電阻波段內(nèi)選擇幾個具有代表性的接地電阻值測試點(如0.5、1.0、4.0、10.0?),使用同一臺測試儀器分別用5m儀表標(biāo)配線檢測這幾個測試點(注意選擇在無外界干擾的環(huán)境下正確操作測試儀表)得到讀數(shù)R1,在P極、C極不變動的情況下,換用各種量級長度E極引線測量同一測試點得到讀數(shù)R2,用示值R2減去示值R1就得到對應(yīng)此量級的E極測量線電阻,即:RL= R2-R1,重復(fù)此步驟可以得到此接地電阻測試儀對應(yīng)各種量級長度E極測量線的一組阻抗值(如表1)。從表1可以看出,同樣的接地電阻,各個長度段E極測量線在不同的土壤電阻率所測出來的阻抗是不一樣的。因此對檢測儀表建立不同長度段、不同土壤電阻率的E極測量線檢測誤差修正檔案可以進一步減少誤差。

        表1 4102接地電阻測試儀不同長度E極測量線經(jīng)檢測對比得到的修正值RL

        當(dāng)要實際檢測時,盡可能使用長度小的E極測量線,找出檔案中對應(yīng)長度E極測量線的RL,實際接地電阻Re = Rg -RL。假如找不到對應(yīng)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù),則采用內(nèi)插法求得Re,例如,使用50m量級的E極測量線測得電阻6.0?,對照表1 的R2欄,其介于4.36~10.61?之間,則得方程式:

        解此方程得Re=5.57?。這樣修正出來的接地電阻就可以一定程度的減少誤差。

        2.2 減少高層建筑屋面的檢測誤差

        在對高層建筑天面進行接地電阻檢測時,測量線受無線電波干擾比較嚴(yán)重,可以將要接地的E極引線經(jīng)過弱電井下放到地面進行檢測,這樣可以在一定程度上減小電磁脈沖的侵?jǐn)_;當(dāng)周邊存在大的電磁干擾源時,如移動發(fā)射塔,還可以用屏蔽線替換E極引線,屏蔽線上接天面接閃帶,下接建筑物接地測試點,這樣在一定程度上可以減少電磁波的干擾,從而減少誤差。

        2.3 E極測量線檢測時應(yīng)盡量不纏繞

        E極引線在使用時,盡可能拉直、不纏繞,因為引線卷在一起時,會引起導(dǎo)線的電感、產(chǎn)生感抗,感抗正比于線圈匝數(shù)和磁通量,因此,引線卷在一起只會增加E極測量線的線阻。

        3 結(jié)束語

        現(xiàn)代防雷技術(shù)一般采用聯(lián)合共用接地,其接地電阻的設(shè)計均要求較小,接地電阻測試儀器更容易產(chǎn)生誤差,因此避免或者減小E極測量線所帶來的誤差顯得尤為重要。

        [1] 楊仲江.防雷裝置檢測審核與驗收[M]. 北京:氣象出版社,2009.

        [2] 王金泉.輔助測量線對接地電阻檢測結(jié)果影響問題探討[J].中國科技信息,2008(15): 56.

        [3] 余健明,同向前, 蘇文成. 供電技術(shù)[M].4版. 北京: 機械工業(yè)出版社,2008.

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