專利名稱：短距測量接地網(wǎng)接地電阻的測量方法及其測量結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種接地電阻的測量方法及其測量結構，屬于接地電阻間接短距測量技術領域。
背景技術：
在現(xiàn)有的測量接地網(wǎng)接地電阻的方法中，按電流極放線距離來劃分則可分為長距 法與短距法，其基本測量理論簡述如下
如下圖2所示，當在被測地網(wǎng)與電流極之間接通試驗電源后，則在接地網(wǎng)、電流極、大 地及導線之間構成一閉合回路，因而大地中將有電流i流過，該電流將在地表上產(chǎn)生電壓 分布，從圖中的地電位分布曲線可以看出，由于電流極的存在，使得無窮遠處的零電位面被 移動到地網(wǎng)與電流極之間的某個位置，其確切位置與具體的土壤地質結構及地網(wǎng)結構參數(shù) 息息相關，因此如何準確找到該零電位點A即是各種測量方法能否成功的關鍵。長距法要求電流極與被測地網(wǎng)邊緣的距離最少達到地網(wǎng)對角尺寸的4 5倍，而 且從理論上講該距離越長越好，因為電流極越遠，則其地電位降曲線中間的平滑段越明顯， 也就越容易通過試探法找到地電位零點?，F(xiàn)有的短距法則是建立在計算機數(shù)值計算的基礎 之上，通過對接地網(wǎng)及土壤介質等實體建立數(shù)值或等效模型，然后用電腦軟件求解土壤電 流分布方程以確定地電位零點的位置。長距法與短距法各有優(yōu)缺點，長距法實現(xiàn)了對接地電阻值較為準確的測量，但是 由于其放線距離太遠，工作量大，特別是在山區(qū)地帶，操作極其困難，而且過長的測量引線 也會增大干擾誤差，雖然由其衍生的30°夾角法或反向法等測量方法能在一定程度上通 過技術手段抑制干擾的影響，但其繁重的操作過程仍是現(xiàn)場工程技術人員不得不面對的問 題，然而即便長距法存在諸多弊端，由于目前已有的短距測量法在技術上還不夠成熟，因此 最新的地網(wǎng)檢測規(guī)程仍舊推薦使用長距法對接地電阻進行測量?，F(xiàn)有短距測量法的理論基礎都是建立在對地網(wǎng)及土壤結構模型的準確建立之上， 因此在技術上還存在許多困難，主要有以下兩點
1、短距法要求對地網(wǎng)結構參數(shù)進行準確建模。這在實際中無疑是很困難的，因為受許 多因素影響，實際地網(wǎng)結構大都與施工圖紙有很大差別，特別是對于一些運行年代久遠的 地網(wǎng)，由于腐蝕等原因，地網(wǎng)結構會發(fā)生很大變化，這些都會對給地網(wǎng)模型的建立帶來很大 誤差。2、短距法在計算地表電位分布時，對實際土壤結構采取等效模型處理方式，即用 等效的雙層或多層土壤結構取代實際土壤。這種處理方式本身就是不嚴謹?shù)模驗樗^的 “等效”實際上是針對被等效物以外的實體而言的，如下圖3所示，將區(qū)域A的土壤結構等效 為雙層結構后，對于區(qū)域A以外的P點來說，其地表電位不會改變，但是對于位于區(qū)域A內 部的Q點則不同，其地表電位在等效前后必定是不相同的，而目前所有短距測量法都將地 網(wǎng)與電流極之間的土壤進行了等效處理，因此所計算出的零電位點必然位于等效土壤模型的內部，因而必然會導致計算誤差。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種測量操作簡單、快捷、成本低、測量值準確的短距測量接地網(wǎng)接地電阻的測量方法及其測量結構，可以克服現(xiàn)有技術的不足。短距測量接地網(wǎng)接地電阻的方法是由下述步驟完成的
a、在被測接地網(wǎng)附近選擇平整地形布置用于測量其接地電阻的電流極；
b、人為將該電流極視作被測接地網(wǎng)，并按常規(guī)長距測量法對電流極進行接地電阻測 量，測出電流極的接地電阻R ；
C、在被測接地網(wǎng)與電流極之間施加試驗電壓，用電流表測量通過被測接地網(wǎng)與電流極 之間的試驗電流，利用歐姆定律計算出被測接地網(wǎng)與電流極的接地電阻之和； d、將減去電流極的接地電阻R 即可得到被測接地網(wǎng)的電阻值Rra。電流極幾何尺寸一般不超過5m。將電流極設置在被測接地網(wǎng)50m范圍內便于實施測量操作的區(qū)域。對設置的電流極進行接地電阻測量時，由于該電流極本身的幾何尺寸設置在5m 以內，其最大放線距離小于等于50m。短距測量接地網(wǎng)接地電阻的測量結構，它包括被測接地網(wǎng)，在被測接地網(wǎng)的0_50m 范圍內設置電流極，在電流極的15-50m范圍內設置輔助電流極，并且移動測試電源分別連 接被測接地網(wǎng)與電流極的兩端及電流極與輔助電流極的兩端，電流表與移動測試電源串接 測試流過回路的試驗電流，電壓表測試節(jié)點電壓及電流極相對于大地零電位點的電壓。電流極的對角線長度小于等于5m。與現(xiàn)有技術比較，本發(fā)明將電流極作為被測小接地網(wǎng)，并按長距測量法的要求對 電流極進行接地電阻測量，因被測的電流極幾何尺寸一般被設置在5m以內，所以即便是 按長距對其進行接地電阻測量，所需的最大放線距離也不用超過50m即可滿足測量精度要 求，使得在地形復雜、放線困難的環(huán)境下便于測量操作，這樣就可準確測量出電流極的接地 電阻R ；同時對于被測接地網(wǎng)，在其與電流極之間施加一定測量電壓的情況下，可以準確 測出回路上的試驗電流，利用歐姆定律就可計算出被測地網(wǎng)與電流極的接地電阻之和 最后用減去R 就可得出被測接地網(wǎng)的接地電阻值Rra。采用此方法不但可以避免傳統(tǒng) 長距測量法放線距離遠、工作量大，易產(chǎn)生干擾等問題，而且可以避免現(xiàn)有短距測量法測量 不夠準確的技術問題。同時整個測試過程不需要額外設備，操作簡單，具有很好的推廣和適 用價值。同時本發(fā)明的技術手段與現(xiàn)有測量法相比還具有以下特點
最終測試結果的正確性不受電流極具體位置的影響。因此可以將電流極設置在被測地 網(wǎng)附近甚至在地網(wǎng)內部，只要其不與被測接地網(wǎng)接觸即可。在測量1 時，可采用常規(guī)的長距法進行測量以保證結果的正確性。而且由于電流 極的尺寸相對于被測地網(wǎng)來說很小(通常不超過5m)，因此即使將放線距離放大到電流極對 角尺寸的10倍，其放線距離也只需50m左右。由于電流極的具體位置不影響測量結果的正確性，因此可根據(jù)現(xiàn)場條件將其設置 在地勢平坦、地質均勻的區(qū)域，方便測量操作。
整個測試過程不需要額外設備，操作簡單。相比傳統(tǒng)長距測試法而言，由于Re的測量過程都不需要長距離放線，因此該方法間接實現(xiàn)了接地電阻的短距測量。


圖1為本發(fā)明的測試原理示意圖； 圖2為接地網(wǎng)接地電阻測量的原理圖3為現(xiàn)有短距測量法的主要誤差產(chǎn)生原理圖。
實施例如圖1所示，首先對本發(fā)明的原理進行解釋，當在被測接地網(wǎng)1與電流極2之間接 通電源后，由于電流極2的存在，使得無窮遠處的零電位面被移動到被測接地網(wǎng)1與電流極 2之間的某個位置。該結論無疑是嚴格成立的，與電流極2所處位置的遠近無關，只要電流 極2不與被測接地網(wǎng)1有直接接觸即可。測試電流i在通過接地網(wǎng)經(jīng)由大地流向電流極的 過程中，所有電流線必然都會穿過該零電位面。由接地電阻的定義可知，當測試電流i由被 測接地網(wǎng)流至零電位面時，其所遇到的電阻為被測接地網(wǎng)1的接地電阻，同理在i由零電位 面流至電流極2時，所遇到的電阻為電流極2的接地電阻。因此用試驗電壓除以試驗電流 得到的R總為被測地網(wǎng)與電流極的接地電阻之和，即 ，該結論無疑也是嚴格成立 的，與電流極2的遠近無關。在明確上述理論的前提下，我們先對“進行測量，具體測量采用以下步驟
a、在被測接地網(wǎng)1的附近位置布置用于測量接地網(wǎng)接地電阻的電流極2；電流極2 — 般布置在被測接地電網(wǎng)附近(50m范圍內)便于實施測量操作的區(qū)域，電流極2的對角線長 度小于等于5m
b、將電流極2作為被測小接地網(wǎng)，并按傳統(tǒng)長距測量法設置輔助電流極3，并按長距法 的要求對電流極2進行接地電阻測量，得到其接地電阻Re ；因電流極2的幾何尺寸較小，即 便按傳統(tǒng)長距法測量，其最大放線距離也不用超過50m。在測量時，移動測試電源分別連接 被測接地網(wǎng)1與電流極2的兩端及電流極2與輔助電流極3的兩端，電流表與移動測試電 源串接，用來測試流過回路的試驗電流，電壓表用來測試節(jié)點電壓及電流極2相對于大地 零電位點的電壓。C、在被測接地網(wǎng)1與電流極2之間施加試驗電壓，用電流表測出被測接地網(wǎng)1與 電流極2之間的試驗電流，利用歐姆定律算出被測接地網(wǎng)1與電流極2的接地電阻和；
d、利用被測接地網(wǎng)1與電流極2的接地電阻之和減去電流極2的接地電阻Re即可 得到被測接地網(wǎng)的接地電阻值R 。
權利要求
一種短距測量接地網(wǎng)接地電阻的方法，其特征在于該方法是由下述步驟完成的a、在被測接地網(wǎng)附近選擇平整地形布置用于測量其接地電阻的電流極；b、人為將該電流極視作被測接地網(wǎng)，并按常規(guī)長距測量法對電流極進行接地電阻測量，測出電流極的接地電阻R極；c、在被測接地網(wǎng)與電流極之間施加試驗電壓，用電流表測量通過被測接地網(wǎng)與電流極之間的試驗電流，利用歐姆定律計算出被測接地網(wǎng)與電流極的接地電阻之和R總；d、將R總減去電流極的接地電阻R極即可得到被測接地網(wǎng)的電阻值R網(wǎng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的短距測量接地網(wǎng)接地電阻的測量方法，其特征在于電流極 幾何尺寸一般不超過5m。
3.根據(jù)權利要求1所述的短距測量接地網(wǎng)接地電阻的測量方法，其特征在于將電流 極設置在被測接地網(wǎng)50m范圍內便于實施測量操作的區(qū)域。
4.根據(jù)權利要求1所述的短距測量接地網(wǎng)接地電阻的測量方法，其特征在于對設置 的電流極進行接地電阻測量時，由于該電流極本身的幾何尺寸設置在5m以內，其最大放線 距離小于等于50m。
5.一種短距測量接地網(wǎng)接地電阻的測量結構，它包括被測接地網(wǎng)(1)，其特征在于在 被測接地網(wǎng)(1)的0-50m范圍內設置電流極(2)，在電流極(2)的15_50m范圍內設置輔助 電流極(3)，并且移動測試電源分別連接被測接地網(wǎng)(1)與電流極(2)的兩端及電流極(2) 與輔助電流極(3)的兩端，電流表與移動測試電源串接測試流過回路的試驗電流，電壓表測 試節(jié)點電壓及電流極(2 )相對于大地零電位點的電壓。
6.根據(jù)權利要求4所述的短距測量接地網(wǎng)接地電阻的測量結構，其特征在于電流極 (2)的對角線長度小于等于5m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種短距測量接地網(wǎng)接地電阻的測量方法及其測量結構，在被測接地網(wǎng)的附近甚至在地網(wǎng)內部的位置布置用于對其進行接地電阻測量的電流極；將此電流極作為被測小接地網(wǎng)，并按傳統(tǒng)長距測量法的要求測量其接地電阻R極；最后在被測接地網(wǎng)與該電流極之間施加試驗電壓，用電流表測出被測接地網(wǎng)與電流極之間的試驗電流，利用歐姆定律算出被測接地網(wǎng)與電流極的接地電阻之和R總；用R總減去電流極的接地電阻R極即可得到被測接地網(wǎng)的接地電阻值R網(wǎng)。本發(fā)明不但可以避免長線測量法放線距離遠、工作量大，易產(chǎn)生干擾等問題，而且可以避免現(xiàn)有短距測量法的測量精準無法滿足現(xiàn)實需要的技術難題。
文檔編號G01R27/20GK101825662SQ201010185450
公開日2010年9月8日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權日2010年5月28日
發(fā)明者丁宇潔, 劉品, 張南韻, 李敬, 王槐智, 羅啟榮, 謝威, 謝炎林 申請人:貴州南源電力科技開發(fā)有限公司