探讨防雷地线测试及测试误差

经验与技术
52
探讨防雷地线测试及测试误差
文/曹为安
摘要:从理论上分析了接地电阻对地线测试的影响,并对测
试中产生的误差进行了分析｡关键词:防雷地线;接地电阻;误差测试在防雷系统中,地线是雷电放电的一个重要媒介,其质量的好坏直接影响雷电放电速度｡对地线进行测试是评价地线的主要手段,是防雷工作中的一项重要内容｡由于测试方法不当,使测试值失准将直接导致对地线实际状况的错误判断｡因此正确､准确的对地线进行测试是做好防雷工作的重要环节｡
关键词:接地电阻;电压;位置
一､接地电阻的组成及其对测试值的影响
接地电阻,指电流通过接地装置流向大地受到的阻碍作用｡在数值上,接地电阻是电气设备的接地体对接地体无穷远处的电压与接地电流之比,
即Re=Uj/Ie
式中:Re———接地电阻(Ω)
Ie———接地电流(A)
Uj———接地体对接地体无穷远处的电压(V)
影响接地电阻的主要原因有土壤电阻率､接地体的尺寸､形状及埋入深度､接地线与接地体的连接等｡一个接地系统的接地电阻主要包括:土壤扩散电阻､土壤-接地导体的接触电阻､接地导体及接地引下线电阻｡
(一)土壤扩散电阻
土壤扩散电阻不仅与土壤参数有关,还和接地系统的布置形式有关｡接地系统的布置形式,就是多少导体形成一个多大的导电系统,确切地说就是各种几何参数｡导体延伸的越长,电流被送出的越远,直接流入土壤的电流密度越小,土壤的阻碍作用越小,接地电阻就越小｡由于电流密度随着离开接地电极距离的增加而减少,其中75%的土壤扩散电阻集中于接地体周围2m以内,90%的土壤扩散电阻集中于接地体周围20m以内｡实测时,一般只考虑接地体周围10~20m以内｡
(二)土壤-接地导体的接触电阻
若接地体上涂抹了导电膏并与周围土壤接触紧密,其接触电阻就很小,否则接地体与土壤之间的接触电阻,可能影响接地电阻值的百分之几十｡
(三)接地导体及接地引下线
电阻对于杆塔接地,导体尺寸局限在数米之内,导体及引下线(铜或者钢)的电阻相对很小,可忽略不及｡但如果引线过长,不仅提高了接地装置的电位,而且也会导致物体间发生闪络｡因此,在测防雷地线时,必须考虑引线电阻｡
二､测试方法
按接地电极的类型来分,有三极法测试和四极法测试;按测试原理分有比流计法､电位计法､双平衡电桥法和瓦特表法测试等;按消除干扰的方式分有倒相法､滤波移频法和互感消除法测试等｡目前广泛采用的ZC-8型接地电阻测试仪就是根据电位计原理设计的,它是由手摇发电机､相敏整流放大器､电位器､电流互感及检流计构成｡这些仪器全部密封于铝合金铸造的携带式外壳内｡
下面以ZC-8型测试仪为例,地线测试可分为以下8个步骤｡
①断开与地线连接的电器设备;
②沿被测接地电极E',使电位探测针P'和电流探测针C'沿直线彼此相距20m,且P'插于E'和C'之间;
③仪表连线与接地电极E',电位探测针P'和电流探测针C'牢固连接;
④仪表放平检流计指针调零;
⑤将“倍率标度”置于放大倍数,慢满转动发电机的摇把,同时旋动“测量标度盘”,使检流计指针指于中心线;
⑥当检流计指针接近平衡时,加快发电机的转速,使其达到120r/min以上,调整“测量表度盘”使指针指于中心线上;
⑦如“测量表度盘”的读数小于1时,应将“倍率表度”置于较小倍数,在重新调整“测量表度盘”以得到正确读数;
⑧用“测量表度盘”的读数乘以“倍率表度”的倍数即为所测的接地电阻｡
三､测试误差及原因分析
由于测试方法不当或测试条件复杂,地线测试存在着较大的误差,会影响到测试值的真实性,因此有必要对测试误差产生的原因进行分析,从而有针对性的降低误差,提高测试的准确性｡
(一)干扰造成的误差
由于大地中存在着不同频率､不同相位的干扰信号,但是在测试时无法完全消除这些信号,所以在测试时要采取措施,提高测试的准确性,具体方法为:
①选择测试地点,尽量远离其他用电设备的接地点,特别是电力接地｡
②变换辅助电极的位置,多次测量取平均值｡
③使电机转速尽量接近额定转速｡
(二)辅助接地体对测试值的影响
在固定辅助接地体时要选择土质好的地点,对地面干燥､回填土等情况要采取浇水､增加探针插入深度的措施,尽量降低接触电阻｡一般,测试值在0~1的范围辅助接地体的接触电阻应不大于500Ω;测试值在0~10范围,应不大于1000Ω;测试值在0~100范围,应不大于2000Ω;只有克服了接触电阻带来的误差,才能真实的反映出电阻的实际状况｡
(三)测试方法不当
由于人们对地线电阻的理解和重视不够,造成了种种测试误差｡常见的错误有:①.探针插入没有按标准沿直线相距20m,而是插成了三角形｡②.因地线标不明确把探针插到了地线埋设处｡③.没有把测试点选在设备与地线电缆的连接处,而是选在了其他地方｡
随着科技的进步,测试设备的不断更新,防雷地线测试的准确性将会得到逐步提高,这将有助于人们对雷害的预防,减少雷电对设备侵害｡
参考文献:
[1]杨仲江.防雷工程检测审核与验收[M].北京:气象出版社,2005.
[2]冯志伟,马金福,肖文安.影响接地电阻测量结果的因素分析[J].防雷接地,2010(8):38-40.
[3]鲁志伟,刘佰刚,孙旭辉.接地电阻测量中电压极和电流极不同方向时的优化布置[J].电工技术,2000(2):25-26.
[4]张珣,崔忠宁,文远芳,等.多及测量赶搭接地电阻的研究[J].水电能源科学,2010(28):145-146.
(作者单位:南京方园建设工程材料检测中心)。