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三極直線法接地電阻測(cè)量
2014-08-08
艾克賽普儀器設(shè)備有限公司是一家長(zhǎng)期服務(wù)于儀器儀表測(cè)試行業(yè)的高科技企業(yè)。艾克賽普通過(guò)應(yīng)用國(guó)際領(lǐng)先的測(cè)試儀器平臺(tái)傳感器等領(lǐng)先技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算的整合，為客戶的測(cè)試需求提供針對(duì)行業(yè)應(yīng)用的完整解決方案。您我身邊世界的運(yùn)轉(zhuǎn)都離不開(kāi)科學(xué)，而沒(méi)有測(cè)試和儀器，便沒(méi)有科學(xué)。艾克賽普致力于提供更科學(xué)智能的測(cè)試軟硬件方案。在關(guān)于接地電阻測(cè)量里，經(jīng)常會(huì)用到三極直線法，以下是艾克賽普為您介紹一下接地電阻測(cè)量的三極直線法，如有相關(guān)問(wèn)題，歡迎咨詢。0731-84284278 84284378。
1 三極直線法的接線
三極直線法是接地電阻測(cè)試中使用最多和最普遍的方法，測(cè)試時(shí)被測(cè)接地網(wǎng)1、電壓輔助極2與電流輔助極3三點(diǎn)（極）按一直線布置。
在三極直線法測(cè)量中，這三個(gè)極如何布置呢，具體說(shuō)，輔助電壓極與輔助電流極與被測(cè)接地裝置（網(wǎng)）的距離如何布置和掌握，這是測(cè)準(zhǔn)接地電阻的關(guān)鍵之一。一般接地電阻測(cè)試儀器儀表都提供有兩根輔助接地極，并配套有兩根測(cè)試導(dǎo)線，一根40m，另一根20m。有些儀器，如日立Kyoritsu 4150A表，的配套導(dǎo)線還更短。用這樣的配套導(dǎo)線能否獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果呢？這是每一個(gè)測(cè)量者都十分關(guān)心的問(wèn)題。
E 測(cè)試電源 A 電流表 V 電壓表
1 被測(cè)接地裝置，2 電壓極， 3 電流極
D 接地網(wǎng)最大對(duì)角尺寸， d13 接地網(wǎng)到電流極的距離
d12 接地網(wǎng)到電壓極的距離，d23 電壓極與電流極的距離
圖2 三極直線法測(cè)量接地電阻的接線
2 三極直線法的測(cè)量原理
按圖2的接線，可以列出三個(gè)極的電壓方程：
U1= R1I1 + R12I2 + R13I3 ?。?a）
U2 = R21I1+R2I2 +R23I3 ?。?b）
U3 = R31I1+R32I2+R3I3 （4c）
式中，I1——流入接地裝置的電流。
I2——流入電壓極的電流。
I3——流入電流極的電流。
R1——接地裝置1的自電阻，即接地裝置的被測(cè)接地電阻。
R2——電壓極的自電阻。
R3——電流極的自電阻。
R23和R32——電壓極和電流極之間的互電阻，它們相等。
R12和R21——接地裝置與電壓極之間的互電阻，它們相等。
R13和R31——接地裝置與電流極之間的互電阻，它們相等。
測(cè)試時(shí)電流是從接地裝置流入大地，而從電流極流出，回到電源。取流入大地的電流方向?yàn)檎?，則I1=－I3。因?yàn)榱鬟^(guò)電壓極的電流極小，故可以認(rèn)為I2=0。又因三對(duì)互電阻相等：R23=R32，R12=R21，R13=R31，則方程組可改寫(xiě)為：
（5a）
（5b）
（5c）
由式（5a）－式（5b），得U
（6）
由此可得接地電阻的測(cè)量值為：
（7）
在式（7）的等式右邊，第一項(xiàng)R1為接地裝置接地電阻的真值，于是，后三項(xiàng)互電阻（R23－ R12－R13）就為測(cè)量誤差：
（8）
從式（7）和（8）可知，測(cè)量誤差由三個(gè)互電阻構(gòu)成，而互電阻又是由各電極的相對(duì)位置引起，取決于各電極位置的布置。正確的電極位置的布置應(yīng)使
（9）
則測(cè)量誤差就可等于或接近于零。
如果電極周?chē)寥离娮杪适蔷鶆虻?，兩個(gè)極的互電阻與土壤電阻率成正比，而與兩電極間的距離成反比：
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