电极电阻测量，防雷接地电极设计原理和测试方案

了解与接地电极系统设计相关的电极电阻测量是理解设计、接地电阻和土壤电阻率测量和计算的基本原理的关键。以下是地凯科技接地电极设计原理和测试系列的介绍

地凯科技防雷接地的解决方案

1.土壤电阻率与测量

2.计算单根棒的接地电极电阻

3.电极电阻的测量

电极电阻的测量

设计和安装电极系统后，通常需要测量并确认电极与“真实接地”之间的接地电阻。测量接地电极接地电阻最常用的方法是图所示的3点测量技术。该方法源自用于土壤电阻率测量的 4 点法。

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图 1：接地电阻测量的3点法

3点法称为“电位下降”法，包括要测量的接地电极和另外两个电气独立的测试电极，通常标记为P（电位）和C（电流）。这些测试电极的“质量”可能较低（较高的接地电阻），但必须在电气上独立于要测量的电极。交流电（I）通过外电极C，并通过内电极P在它们之间的某个中间点测量电压。接地电阻是使用欧姆定律简单地计算的;Rg = V/I，内部由测试设备组成。

进行测量时，目的是将辅助测试电极C放置在离被测接地电极足够远的地方，以便辅助测试电极P位于接地系统和另一个测试电极的有效电阻区域之外

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（见图2）。图 2：电阻区域和测量电阻的变化

如果电流测试电极C太近，电阻区域将重叠，并且随着电压测试电极的移动，测量的电阻将出现急剧变化。如果电流测试电极的位置正确，则在其与接地系统之间的某个地方将有一个“平坦”（或非常接近）的电阻区域，并且电压测试电极位置的变化只会在电阻数字中产生非常小的变化。

仪器通过一小段测试电缆连接到被测地面系统，并进行测量。

测量精度可能会受到其他埋藏金属物体与辅助测试电极的距离的影响。围栏和建筑结构、埋地金属管甚至其他接地系统等物体都会干扰测量并引入误差。通常，仅通过对现场的目视检查很难判断测试桩的合适位置，因此始终建议进行多次测量以确保测试的准确性。

电位下降法

这是用于测量接地电阻的最常见方法之一，最适合于覆盖范围不大的小型系统。它执行简单，只需最少的计算即可获得结果。

外部测试电极或电流测试桩被打入离地面系统很远的地面。该距离将取决于被测系统的大小，然后将内部电极或电压测试桩打入接地电极和电流测试桩之间的中间，并在它们之间形成直线。

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图3：电流和电压电极分离随接地网格尺寸的变化

外部测试电极或电流测试桩被打入离地面系统很远的地面。该距离将取决于被测系统的大小，然后将内部电极或电压测试桩打入接地电极和电流测试桩之间的中间，并在它们之间形成直线。

电位下降方法包含检查，以确保测试电极确实位于足够远的位置以获得正确的读数。建议进行此检查，因为这确实是确保正确结果的唯一方法。

要对电阻数字进行检查，应进行两次额外的测量;第一个带有电压测试电极（P）的原始电压电极与地面系统分离的10%远离其初始位置，第二个带有电压测试电极的距离比其原始位置移动了10%。

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图 4：检查电阻测量的有效性

如果这两个附加测量值与原始测量值一致，则在所需的精度水平内，则测试桩已正确定位，并且可以通过对三个结果求平均值来获得直流电阻数字。但是，如果这些结果之间存在重大分歧，那么很可能是由于与被测试的地面系统太近，彼此太近或与干扰结果的其他结构太近而无法正确定位。木桩应以更大的间隔距离或不同的方向重新定位，并重复三次测量。应重复此过程，直到获得令人满意的结果。

斜率法

此方法适用于大型接地系统，例如变电站接地。它涉及在各种接地电极与电压电极分离处进行多次电阻测量，然后绘制接地和电流之间电阻变化曲线。根据该图和从表中获得的数据，可以计算出电压电极的理论最佳位置，从而从电阻曲线计算出真实电阻。

它类似于电位下降法，但通过将内部测试电极从非常靠近接地网格移动到外部测试电极的位置来获取几个读数。然后将获得的读数绘制在图表上。图5显示了所获得的图形的示例。可以观察到，在大约60%的距离处，斜率是最平缓的，与之对应的电阻是被测电极的真实电阻。在这种情况下，它是 20 欧姆。

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图 5：典型图形，斜率

审核编辑 黄宇