專利名稱：短距測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種短距測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量結(jié)構(gòu)，屬于接地電阻間接短 距測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻的方法中，按電流極放線距離來(lái)劃分則可分為長(zhǎng)距 法與短距法，其基本測(cè)量理論簡(jiǎn)述如下如下圖2所示，當(dāng)在被測(cè)地網(wǎng)與電流極之間接通試驗(yàn)電源后，則在接地網(wǎng)、電流 極、大地及導(dǎo)線之間構(gòu)成一閉合回路，因而大地中將有電流i流過(guò)，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(wú)窮遠(yuǎn)處的零電位 面被移動(dòng)到地網(wǎng)與電流極之間的某個(gè)位置，其確切位置與具體的土壤地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地網(wǎng)結(jié)構(gòu) 參數(shù)息息相關(guān)，因此如何準(zhǔn)確找到該零電位點(diǎn)A即是各種測(cè)量方法能否成功的關(guān)鍵。長(zhǎng)距法要求電流極與被測(cè)地網(wǎng)邊緣的距離最少達(dá)到地網(wǎng)對(duì)角尺寸的4 5倍，而 且從理論上講該距離越長(zhǎng)越好，因?yàn)殡娏鳂O越遠(yuǎn)，則其地電位降曲線中間的平滑段越明顯， 也就越容易通過(guò)試探法找到地電位零點(diǎn)?，F(xiàn)有的短距法則是建立在計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ) 之上，通過(guò)對(duì)接地網(wǎng)及土壤介質(zhì)等實(shí)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(diǎn)的位置。長(zhǎng)距法與短距法各有優(yōu)缺點(diǎn)，長(zhǎng)距法實(shí)現(xiàn)了對(duì)接地電阻值較為準(zhǔn)確的測(cè)量，但是 由于其放線距離太遠(yuǎn)，工作量大，特別是在山區(qū)地帶，操作極其困難，而且過(guò)長(zhǎng)的測(cè)量引線 也會(huì)增大干擾誤差，雖然由其衍生的30°夾角法或反向法等測(cè)量方法能在一定程度上通 過(guò)技術(shù)手段抑制干擾的影響，但其繁重的操作過(guò)程仍是現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員不得不面對(duì)的問(wèn) 題，然而即便長(zhǎng)距法存在諸多弊端，由于目前已有的短距測(cè)量法在技術(shù)上還不夠成熟，因此 最新的地網(wǎng)檢測(cè)規(guī)程仍舊推薦使用長(zhǎng)距法對(duì)接地電阻進(jìn)行測(cè)量?，F(xiàn)有短距測(cè)量法的理論基礎(chǔ)都是建立在對(duì)地網(wǎng)及土壤結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)確建立之上， 因此在技術(shù)上還存在許多困難，主要有以下兩點(diǎn)1、短距法要求對(duì)地網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確建模。這在實(shí)際中無(wú)疑是很困難的，因?yàn)?受許多因素影響，實(shí)際地網(wǎng)結(jié)構(gòu)大都與施工圖紙有很大差別，特別是對(duì)于一些運(yùn)行年代久 遠(yuǎn)的地網(wǎng)，由于腐蝕等原因，地網(wǎng)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生很大變化，這些都會(huì)對(duì)給地網(wǎng)模型的建立帶來(lái) 很大誤差。2、短距法在計(jì)算地表電位分布時(shí)，對(duì)實(shí)際土壤結(jié)構(gòu)采取等效模型處理方式，即用 等效的雙層或多層土壤結(jié)構(gòu)取代實(shí)際土壤。這種處理方式本身就是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，因?yàn)樗^的 “等效”實(shí)際上是針對(duì)被等效物以外的實(shí)體而言的，如下圖3所示，將區(qū)域A的土壤結(jié)構(gòu)等效 為雙層結(jié)構(gòu)后，對(duì)于區(qū)域A以外的P點(diǎn)來(lái)說(shuō)，其地表電位不會(huì)改變，但是對(duì)于位于區(qū)域A內(nèi) 部的Q點(diǎn)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(cè)量法都將地 網(wǎng)與電流極之間的土壤進(jìn)行了等效處理，因此所計(jì)算出的零電位點(diǎn)必然位于等效土壤模型 的內(nèi)部，因而必然會(huì)導(dǎo)致計(jì)算誤差。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種測(cè)量操作簡(jiǎn)單、快捷、成本低、測(cè)量值 準(zhǔn)確的短距測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量結(jié)構(gòu)，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。短距測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量結(jié)構(gòu)，它包括被測(cè)接地網(wǎng)，在被測(cè)接地網(wǎng)的0-50m 范圍內(nèi)設(shè)置電流極，在電流極的15-50m范圍內(nèi)設(shè)置輔助電流極，并且移動(dòng)測(cè)試電源分別連 接被測(cè)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(dòng)測(cè)試電源串接 測(cè)試流過(guò)回路的試驗(yàn)電流，電壓表測(cè)試節(jié)點(diǎn)電壓及電流極相對(duì)于大地零電位點(diǎn)的電壓。電流極的對(duì)角線長(zhǎng)度小于等于5m。短距測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻是由下述步驟完成的a、在被測(cè)接地網(wǎng)附近選擇平整地形布置用于測(cè)量其接地電阻的電流極；b、人為將該電流極視作被測(cè)接地網(wǎng)，并按常規(guī)長(zhǎng)距測(cè)量法對(duì)電流極進(jìn)行接地電阻 測(cè)量，測(cè)出電流極的接地電阻R ；C、在被測(cè)接地網(wǎng)與電流極之間施加試驗(yàn)電壓，用電流表測(cè)量通過(guò)被測(cè)接地網(wǎng)與電 流極之間的試驗(yàn)電流，利用歐姆定律計(jì)算出被測(cè)接地網(wǎng)與電流極的接地電阻之和；d、將Rg減去電流極的接地電阻R 即可得到被測(cè)接地網(wǎng)的電阻值Rra。電流極幾何尺寸一般不超過(guò)5m。將電流極設(shè)置在被測(cè)接地網(wǎng)50m范圍內(nèi)便于實(shí)施測(cè)量操作的區(qū)域。對(duì)設(shè)置的電流極進(jìn)行接地電阻測(cè)量時(shí)，由于該電流極本身的幾何尺寸設(shè)置在5m 以內(nèi)，其最大放線距離小于等于50m。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型將電流極作為被測(cè)小接地網(wǎng)，并按長(zhǎng)距測(cè)量法的要 求對(duì)電流極進(jìn)行接地電阻測(cè)量，因被測(cè)的電流極幾何尺寸一般被設(shè)置在5m以內(nèi)，所以即便 是按長(zhǎng)距對(duì)其進(jìn)行接地電阻測(cè)量，所需的最大放線距離也不用超過(guò)50m即可滿足測(cè)量精度 要求，使得在地形復(fù)雜、放線困難的環(huán)境下便于測(cè)量操作，這樣就可準(zhǔn)確測(cè)量出電流極的接 地電阻R ；同時(shí)對(duì)于被測(cè)接地網(wǎng)，在其與電流極之間施加一定測(cè)量電壓的情況下，可以準(zhǔn) 確測(cè)出回路上的試驗(yàn)電流，利用歐姆定律就可計(jì)算出被測(cè)地網(wǎng)與電流極的接地電阻之和R &最后用Rg減去R 就可得出被測(cè)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(zhǎng)距測(cè)量法放線距離遠(yuǎn)、工作量大，易產(chǎn)生干擾等問(wèn)題，而且可以避免現(xiàn)有短距測(cè)量法測(cè) 量不夠準(zhǔn)確的技術(shù)問(wèn)題。同時(shí)整個(gè)測(cè)試過(guò)程不需要額外設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，具有很好的推廣和 適用價(jià)值。同時(shí)本實(shí)用新型的技術(shù)手段與現(xiàn)有測(cè)量法相比還具有以下特點(diǎn)最終測(cè)試結(jié)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(shè)置在被 測(cè)地網(wǎng)附近甚至在地網(wǎng)內(nèi)部，只要其不與被測(cè)接地網(wǎng)接觸即可。在測(cè)量R 時(shí)，可采用常規(guī)的長(zhǎng)距法進(jìn)行測(cè)量以保證結(jié)果的正確性。而且由于電流 極的尺寸相對(duì)于被測(cè)地網(wǎng)來(lái)說(shuō)很小(通常不超過(guò)5m)，因此即使將放線距離放大到電流極對(duì) 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(cè)量結(jié)果的正確性，因此可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件將其設(shè)置 在地勢(shì)平坦、地質(zhì)均勻的區(qū)域，方便測(cè)量操作。整個(gè)測(cè)試過(guò)程不需要額外設(shè)備，操作簡(jiǎn)單。[0026]相比傳統(tǒng)長(zhǎng)距測(cè)試法而言，由于1^與％的測(cè)量過(guò)程都不需要長(zhǎng)距離放線，因此該 方法間接實(shí)現(xiàn)了接地電阻的短距測(cè)量。

圖1為本實(shí)用新型的測(cè)試原理示意圖；圖2為接地網(wǎng)接地電阻測(cè)量的原理圖；圖3為現(xiàn)有短距測(cè)量法的主要誤差產(chǎn)生原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，首先對(duì)本實(shí)用新型的原理進(jìn)行解釋，當(dāng)在被測(cè)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(wú)窮遠(yuǎn)處的零電位面被移動(dòng)到被測(cè)接地網(wǎng)1與電 流極2之間的某個(gè)位置。該結(jié)論無(wú)疑是嚴(yán)格成立的，與電流極2所處位置的遠(yuǎn)近無(wú)關(guān)，只要 電流極2不與被測(cè)接地網(wǎng)1有直接接觸即可。測(cè)試電流i在通過(guò)接地網(wǎng)經(jīng)由大地流向電流 極的過(guò)程中，所有電流線必然都會(huì)穿過(guò)該零電位面。由接地電阻的定義可知，當(dāng)測(cè)試電流i 由被測(cè)接地網(wǎng)流至零電位面時(shí)，其所遇到的電阻為被測(cè)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(shí)，所遇到的電阻為電流極2的接地電阻。因此用試驗(yàn)電壓除以試驗(yàn) 電流得到的為被測(cè)地網(wǎng)與電流極的接地電阻之和，即R,6= Rra+ R ，該結(jié)論無(wú)疑也是嚴(yán) 格成立的，與電流極2的遠(yuǎn)近無(wú)關(guān)。在明確上述理論的前提下，我們先對(duì)“進(jìn)行測(cè)量，具體測(cè)量采用以下步驟a、在被測(cè)接地網(wǎng)1的附近位置布置用于測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻的電流極2 ；電流極2 一般布置在被測(cè)接地電網(wǎng)附近(50m范圍內(nèi))便于實(shí)施測(cè)量操作的區(qū)域，電流極2的對(duì)角線 長(zhǎng)度小于等于5mb、將電流極2作為被測(cè)小接地網(wǎng)，并按傳統(tǒng)長(zhǎng)距測(cè)量法設(shè)置輔助電流極3，并按長(zhǎng) 距法的要求對(duì)電流極2進(jìn)行接地電阻測(cè)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(zhǎng)距法測(cè)量，其最大放線距離也不用超過(guò)50m。在測(cè)量時(shí)，移動(dòng)測(cè)試電源分別 連接被測(cè)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(dòng)測(cè) 試電源串接，用來(lái)測(cè)試流過(guò)回路的試驗(yàn)電流，電壓表用來(lái)測(cè)試節(jié)點(diǎn)電壓及電流極2相對(duì)于 大地零電位點(diǎn)的電壓。C、在被測(cè)接地網(wǎng)1與電流極2之間施加試驗(yàn)電壓，用電流表測(cè)出被測(cè)接地網(wǎng)1與 電流極2之間的試驗(yàn)電流，利用歐姆定律算出被測(cè)接地網(wǎng)1與電流極2的接地電阻和；d、利用被測(cè)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(cè)接地網(wǎng)的接地電阻值Rra。
權(quán)利要求1.一種短距測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量結(jié)構(gòu)，它包括被測(cè)接地網(wǎng)(1)，其特征在于在 被測(cè)接地網(wǎng)(1)的0-50m范圍內(nèi)設(shè)置電流極(2)，在電流極(2)的15_50m范圍內(nèi)設(shè)置輔助 電流極(3)，并且移動(dòng)測(cè)試電源分別連接被測(cè)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(dòng)測(cè)試電源串接測(cè)試流過(guò)回路的試驗(yàn)電流，電壓表測(cè) 試節(jié)點(diǎn)電壓及電流極(2 )相對(duì)于大地零電位點(diǎn)的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的短距測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量結(jié)構(gòu)，其特征在于電流極 (2)的對(duì)角線長(zhǎng)度小于等于5m。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種短距測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量結(jié)構(gòu)，它包括被測(cè)接地網(wǎng)(1)，在被測(cè)接地網(wǎng)(1)的0-50m范圍內(nèi)設(shè)置電流極(2)，在電流極(2)的15-50m范圍內(nèi)設(shè)置輔助電流極(3)，并且移動(dòng)測(cè)試電源分別連接被測(cè)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(dòng)測(cè)試電源串接測(cè)試流過(guò)回路的試驗(yàn)電流，電壓表測(cè)試節(jié)點(diǎn)電壓及電流極(2)相對(duì)于大地零電位點(diǎn)的電壓。本實(shí)用新型不但可以避免長(zhǎng)線測(cè)量法放線距離遠(yuǎn)、工作量大，易產(chǎn)生干擾等問(wèn)題，而且可以避免現(xiàn)有短距測(cè)量法的測(cè)量精準(zhǔn)無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)需要的技術(shù)難題。
文檔編號(hào)G01R27/08GK201909814SQ20102020674
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:安順供電局, 貴州南源電力科技開(kāi)發(fā)有限公司