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首先应根据实际需要,布置好测试回路并接好线,检查接线无误后方可打开仪器电源开关。注意,为了确保安全,接线时请将电源开关置于断开的位置。打开电源开关后,液晶屏首先显示“欢迎使用”约3秒,之后自动进入日期设置屏。此时可通过按键修改日期,按“确认”键后进入功能选择菜单。屏幕如下图所示:
测量接地阻抗 测量土壤电阻率 测量干扰电压 历史数据 图 3 按一下 或者“光标”键可改变待执行的功能选项,按“确认”键后,仪器执行右箭头所指示的功能。 §7.1“测量接地阻抗”功能
本功能用于测量工频接地阻抗、接触电压、跨步电压、转移电位、场区地表电位梯度等工频特性参数和土壤电阻率。本文将在下面章节中详叙。
§7.2 “测量土壤电阻率”功能
此功能用专门用于四极法测量土壤电阻率,输入电极间距后,仪器自动测量并计算出土壤电阻率。 §7.3 “测量干扰电压”功能
启动此功能后,干扰电压将被不断地测量并将其有效值显示出来。按任意键可以退出此功能。 §7.4 “历史数据”功能
选择“历史数据”菜单后,液晶屏上将显示出用户测量并存储的历史测量数据记录。屏幕显示如下所示
NO.01 2006.11.08 工频阻抗:1.023Ω 电流:0.99 0.98 打印 删除 退出 ▼ 屏幕第一行的“NO.01”表示最后1次存储的数据,若为“NO.02”则表示是倒数第2次存储的数据。其后为年月日。按上箭头键或下箭头键可以查看其他数据记录。
屏幕第三行分别显示了45Hz和55Hz下的测试电流值。
屏幕第四行为功能菜单区,通过按“光标”键改变选择。选择“打印”菜单后,可打印出本条记录的全部数据。选择“删除”菜单后,可删除本条记录。当光标位于最后的▼上时,按一下“确认”键可以查看本记录的其他参数,包括两种频率下的阻抗值、电阻分量、电抗分量等。如下例所示
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Z: 1.021 1.025
R: 1.011 1.012
X: 0.143 0.163
第1行的数值分别为45Hz和55Hz下的阻抗(单位为Ω)。 第2行的数值分别为45Hz和55Hz下的电阻分量(单位为Ω)。 第3行的数值分别为45Hz和55Hz下的电抗分量(单位为Ω)。
上例中,45Hz下的阻抗、电阻分类、电抗分量分别为: Z45=1.021Ω,R45=1.011Ω,X45=0.143Ω
按“确认”键可以退出本屏幕返回前一屏。
八、 工频接地阻抗的测量
接地阻抗的测量可按下面的步骤进行。
§8.1 布置测试回路
首先应根据现场的实际情况选择合适的测试回路布置。
图4为现场通常采用的电流-电压表直线三极法的布置图,电压线和电流线之间的夹角为零。采用夹角法时,电压线和电流线之间的夹角不为零。直线法可视为夹角法的特例。
辅助电流极应尽量远离被测接地装置,通常电流极与被测接地装置的距离应为被测接地装置最大对角线长度D的4倍以上。
测试回路应尽量避开河流、湖泊;尽量远离地下金属管路和运行中的输电线路;注意减小电流线和电位线之间的互感影响,当采用直线法时,应注意使电压线和电流线保持尽量远的距离。现场条件允许时,大型地网接地阻抗的测试最好采用夹角法。
测试仪 C1 P1 P2 C2 G P C
一般情况下,可按下面的修正公式计算出接地装置的接地阻抗Z 。
G —被试接地装置 C —电流极 P—电位
图4 接地阻抗测试接线示意图
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Z?Z'D1111?[??]222dPGdCGdPG?dCG?2dPGdCGcos? (8-1)
式中,Z′=V/I为仪器测量值,D为被测接地装置最大对角线长度,
dCG为电流极与接地装置边缘的距离,dPG为电位极与接地装置边缘的距离,θ为电流线与电位线的夹角。
三极直线法可看作是θ=0时的特例。 由上式可看出,若满足条件
12d2PG?dCG?2dPGdCGcos??11 (8-2) ?dPGdCG则Z= Z′,也就是说无需对仪器测量结果进行修正。式(8-2)又被称为补偿条件。
当θ=0时,补偿条件(8-2)变为 dPG=0.618dCG (8-3)
此即直线法中著名的0.618法则,即电位极位于0.618 dCG处即可测得真值。
关于电位极的位置。选取的电位极的位置应该尽量使得补偿条件(8-2)得到满足。
确定了电流极和电位极位置后,将作为电流极和电位极的地桩分别打入地下,应使其与土壤紧密接触。 §8.2 接线
按照图4进行接线。
关于导线的选择。测量时,电流线中将流过最大5A的电流,因此电流线应具有通5A电流的能力,选用铜芯截面积大于1.5mm2的导线即可。但是当电流线布得很长时,电流线的电阻会增加回路电阻,为了降低电流线的电阻,应该选用较粗的电流线。电压线中只流过微安级电流,因此不用考虑其通流能力。导线应具有良好的绝缘外皮,加接导线时,应用绝缘胶布包好连接点。
请选择一个可接触良好的待测接地装置的接地引下线(如镀锌扁钢),为电流注入点和电压测量点。用一根导线(上面要求的电流线)将仪器面板的C1端子与电流注入点可靠连接,再用一根导线(电压线)将仪器面板的P1端子与电压测量点可靠连接。
用电流线将电流极与仪器的C2端子可靠连接。 用电位线将电位极与仪器的P2端子可靠连接。
进行电连接时,注意首先去除接触处的锈蚀层。检查接线无误后,可进行下一步操作。 §8.3 启动测量
接通仪器电源后,按照第七章的方法启动“接地阻抗测量”功能。
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随后,屏幕提示您设置测试电流大小,可选择为“自动”、0.2A、0.5A、1.0A,2.0A、3.0A、5.0A. 选择“自动”时,仪器将以尽可能大的电流进行测试,所需测试时间略长。
按一下确认键后,仪器开始自动测试,测试完毕,屏幕将显示测量结果,如下图所示
工频阻抗:1.023Ω 频率: 45Hz 55Hz 电流:0.99 0.98 保存 打印 退出 ▼
屏幕第一行显示的是工频接地阻抗;第三行显示的是测试电流的有效值,前面的数值为45Hz下的电流值,后面的数值为45Hz下的电流值。屏幕最后一行为功能菜单区,可实现保存数据、打印结果、退出测量、查看其他参数等功能。执行最后的“▼”功能可以查看其他参数,包括45Hz、55Hz下的阻抗Z、电阻分量R、电抗分量X.
若液晶屏上显示“测试电流偏小”或者“电位极接地电阻偏大或电压线断线”请参考第十二章(异常处理)。 §8.4 测量结果的修正
若补偿条件(8-2)或(8-3)不能满足时,需对仪器测量结果按照§8.1中的修正公式(8-1)进行修正。
九、 场区地表电位梯度的测试
场区地表电位梯度的测试可按下述步骤进行。
1、在离接地装置较远处打一个地桩作为电流极,该电流极离接地装置边缘的距离仍取为接地装置最大对角线长度D的4倍以上。请选择一个可接触良好的待测接地装置的接地引下线为电流注入点。用导线将仪器面板的C1端子与电流注入点可靠连接,再用导线将仪器面板的C2端子与电流极可靠连接。导线的选用参看§8.2节。
2、将被试场区合理划分,场区电位分布用若干条曲线来表述。在曲线路径上中部选择一条与主网连接良好的接地引下线为参考点,用导线将该参考点连接到仪器的P1端子。首先将电位极至于曲线的起点,并用导线连接至仪器的P2端子。
3、接通仪器电源,选择执行“测量接地阻抗”功能菜单,可测得阻抗值Z。则电位极处地面与参考点间的电压U可按下式算出:
U=Is?Z
式中,Is为被测接地装置内系统单相接地故障电流。记录位置和电压 数据。
4、从该曲线的起点开始,等间距以移动电位极,重复步骤3,直
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至曲线终点,可测得多个位置和电压数据。将这些数据绘制成U-x曲线,即得到一条电位分布曲线。
5、更换曲线,与按上述同样的方法测出全部曲线。
当间距d取为1m时,场区地表电位曲线上相邻两点之间的电位差即为实际系统故障时的单位场区地表电位梯度UT
电位极P可采用铁钎,如场区是水泥路面,可采用包裹湿布的直径20cm的金属圆盘,并压重物。
十、 接触电压、接触电位差、跨步电压跨步电位差的测试
§10.1 接触电压、接触电位差的测试
接触电压的测量接线图如下图5所示。可按下述步骤进行测试。
仪器 C1 P1 P2 C2 Pa S 1m Rm Pb C G G—接地装置 S—设备架构 C—电流极 Pb—模拟人脚的金属板 Rm—等效人体电阻
图5 接触电压测量接线图
在离接地装置较远处打一个地桩作为电流极,该电流极离接地装置边缘的距离仍取为接地装置最大对角线长度D的4倍以上。
用导线将仪器面板的C2端子与电流极可靠连接。再用导线将仪器的C1端子接至被试设备的架构。导线的选用参看§8.2节。
仪器的P1端子接至设备架构上的Pa点,Pa距地面高度为1.8米。 仪器的P2端子接至模拟脚的电极Pb,该电极可采用包裹湿布的直径为20cm的金属圆盘,并压上重物。电极中心距设备边缘距离为1米。
仪器P1与P2端子间并联等效人体电阻Rm,一般取Rm=1.5KΩ. 检测接线无误后,接通仪器电源,选择执行“接地阻抗测量”,再设置好测试电流,仪器开始测量,测量完毕,可从液晶屏上读取到阻抗值Z.
最后根据下式计算出接触电压Uj Uj=Z?Is
式中Is为被测接地装置内系统单相接地故障电流。
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