接地電阻測試儀工作原理

2021-01-10 電子發燒友
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接地電阻測試儀工作原理

姚遠香 發表於 2019-01-25 15:35:28

　　ZC-8型接地電阻測量儀是按補償法的原理製成的，內附手搖交流發電機作為電源，其工作原理如圖所示。圖（a）中，TA是電流互感器，F是手搖交流發電機，Z是機械整流器或相敏整流放大器，S是量程轉換開關，G是檢流計，Rs是電位器。該表具有3個接地端鈕，它們分別是接地端鈕E（E端鈕是由電位輔助端鈕P2和電流輔助端鈕C2在儀表內部短接而成）、電位端鈕Py以及電流端鈕C）。

　　各端鈕分別按規定的距離通過探針插人地中，測量接於E、P）兩端鈕之間的土壤電阻。為了擴大量程，電路中接有兩組不同的分流電阻R1～R3以及R5～R8，用以實現對電流互感器的二次電流I2以及檢流計支路的三擋分流。分流電阻的切換利用量程轉換開關S完成，對應於轉換開關有三個擋位，它們分別是0～1Ω．1～10Ω和10～100Ω。

　　將圖（a）的線路進行簡化，畫成實際測量時的原理圖，如圖（b）所示。圖中E′為接地體，P′為電位接地極，C′為電流接地極，它們各自連接E、P1、C1端鈕，分別插人距離接地體不小於20m和40m的土壤中。

　　假設手搖交流發電機F在某一時刻輸出交流電，其左端為高電位，則此刻電流J經電流互感器的原邊→端鈕E→接地體E′→大地→電流接地極C′→端鈕C1，再回到手搖交流發電機右端，構成一個閉合迴路。在E′的接地電阻Rx上形成的壓降為IRx，壓降IRx隨著與E′極距離的增加而急劇下降，在P′極時降為零。同樣，兩電極P′和C′之間也會產生壓降，其值為IRc，電位分布如圖（b）所示。

　　電流互感器的二次電流為KI（K是互感器的變比：I2/I1），該電流經過電位器s點的壓降為KIRs。藉助調節電位器的活動觸點W，使檢流計指示為零，此時，P′、s兩點間的電位為零，即為：

　　由式（8－2）可見，被測的接地電阻Rx可由電流互感器的變比Κ和電位器的電阻R，所決定，而與電流接地極C′的電阻R，無關。用上述原理測量接地電阻的方法稱為補償法。

　　需要指出的是，電流接地極C′用來構成接地電流的通路是完全必要的。如果只有一個電極，則測量結果將不可避免地將接地體E′的接地電阻包括進去，這顯然是不正確的。還要指出的是，一般都是採用交流電進行接地電阻的測量，這是因為土壤的導電主要依靠地下電解質的作用，如果採用直流電就會引起化學極化作用，以致嚴重地歪曲測量結果。

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