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鉗形接地電阻測(cè)試儀儀表結(jié)構(gòu)

鉗形接地電阻測(cè)試儀用于電力、電信、氣象以及其它設(shè)備的接地電阻測(cè)量。ETCR2000鉗型接地電阻儀有長(zhǎng)鉗口及圓鉗口之分，長(zhǎng)鉗口特別適用于扁鋼接地線的場(chǎng)合。傳統(tǒng)的接地電阻測(cè)量方法是采用電壓--電流法。

一、概述：

ETCR2000鉗型接地電阻儀用于電力、電信、氣象以及其它設(shè)備的接地電阻測(cè)量。

ETCR2000鉗型接地電阻儀有長(zhǎng)鉗口及圓鉗口之分，長(zhǎng)鉗口特別適用于扁鋼接地線的場(chǎng)合。

傳統(tǒng)的接地電阻測(cè)量方法是采用電壓--電流法。

A.操作的簡(jiǎn)便性：

傳統(tǒng)方法必須將接地線解扣及打輔助接地極。即將被測(cè)的接地極從接地系統(tǒng)中分離；且須將電壓極及電流極按規(guī)定的距離打入土壤中作為輔助電極才能進(jìn)行測(cè)量。

用鉗形接地電阻測(cè)試儀只須將鉗表的鉗口鉗繞被測(cè)接地線，即可從液晶屏上讀出接地電阻值。

B.測(cè)量的準(zhǔn)確度：

傳統(tǒng)測(cè)量方法的準(zhǔn)確度取決于輔助電極之間的位置，以及它們與接地體之間相對(duì)位置。如果輔助電極的位置受到限制，不能符合計(jì)算值，則會(huì)帶來(lái)所謂布極誤差。

對(duì)于同一個(gè)接地體，不同的輔助電極位置，可能會(huì)使測(cè)量結(jié)果有一定程度的分散性。而這種分散性會(huì)降低測(cè)量結(jié)果的可信性。

ETCR2000所采用的測(cè)量原理，在國(guó)外已成功應(yīng)用多年。使用這種方法測(cè)量時(shí)不用輔助電極，不存在布極誤差。重復(fù)測(cè)試時(shí)，結(jié)果的一致性好。

國(guó)家有關(guān)部門對(duì)ETCR2000與傳統(tǒng)電壓電流法對(duì)比試驗(yàn)的結(jié)果說明，它*可取代傳統(tǒng)的接地電阻測(cè)試方法，對(duì)接地電阻值給出可信的結(jié)果。

多次工程實(shí)踐，也從不同的行業(yè)不同的測(cè)試環(huán)境得到了用戶的認(rèn)同。

本儀表出廠時(shí)，附有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)。用戶在測(cè)量時(shí)，可以先對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)進(jìn)行測(cè)量。如果讀數(shù)準(zhǔn)確，那么，測(cè)量的接地電阻值就是可信的。

C.對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性：

傳統(tǒng)方法必須要打入兩個(gè)有相對(duì)位置要求的輔助電極，這是使用傳統(tǒng)方法的zui大限制。

問題在于隨著我國(guó)城市化的發(fā)展，使得被測(cè)接地體周圍找不到土壤，它們?nèi)凰喔采w。即便有所謂綠化帶、街心花園等，它們的土壤也往往與大地的土壤分開。更何況傳統(tǒng)方法打輔助電極時(shí)對(duì)輔助電極的相對(duì)位置有要求。要找到有距離要求的土壤，在大多數(shù)情況下是更加困難的。

而使用ETCR2000時(shí)，就沒有這些限制。雖然，從測(cè)量原理來(lái)說，ETCR2000必須用于有接地環(huán)路的情況下，但是只要用戶能有效地利用您的周圍環(huán)境，ETCR2000*可以測(cè)量單點(diǎn)接地系統(tǒng)，其測(cè)量方法可參考本文明書的八、c節(jié)。

D.其它：

在某些場(chǎng)合下，ETCR2000能測(cè)量出用傳統(tǒng)方法無(wú)法測(cè)量的接地故障。

例如：在多點(diǎn)接地系統(tǒng)中（如桿塔等。另外，有一些建筑物也是采用不止一個(gè)接地體），它們的接地體的接地電極雖然合格，但接體到架空地線間的連接線有可能使用日久后接觸電阻過大甚至斷路。盡管其接地體的接地電阻符合要求，但接地系統(tǒng)是不合格的。（請(qǐng)參考九、A、2節(jié)）

對(duì)于這種情形用傳統(tǒng)方法是測(cè)量不出的。

用ETCR2000則能正確測(cè)出，因?yàn)镋TCR2000測(cè)量的是接地體電阻和線路電阻的綜合值。

二、鉗形接地電阻測(cè)試儀規(guī)格：

A、一般規(guī)格

顯示屏：4位LCD數(shù)字顯示。高28.5mm、寬47mm

鉗口尺寸：長(zhǎng)形鉗口32mm×65mm

圓形鉗口φ32mm

鉗口開口：長(zhǎng)形鉗口28mm

圓形鉗口32mm

工作溫度：-10℃-55℃

工作濕度：10%-90%

儀器質(zhì)量：長(zhǎng)形鉗口1320g(含電池)

圓形鉗口1120g(含電池)

電源：4節(jié)五號(hào)堿性干電池（6v）

儀器尺寸：長(zhǎng)形鉗口長(zhǎng)293mm、寬90mm、厚66mm

圓形鉗口長(zhǎng)260mm、寬90mm、厚66mm

保護(hù)等級(jí)：雙重絕緣

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鉗口方式

B、量限及度：

三、鉗形接地電阻測(cè)試儀結(jié)構(gòu)：

儀表結(jié)構(gòu)如下圖:

其中：

A為鉗口，可張合。用于鉗繞被測(cè)接地線。

B（POWER）為電源開關(guān)按鈕，控制電源的接通及斷開。

C（HOLD）為保持按鈕，按此鈕可保持儀表的讀數(shù)。再按一次則脫離HOLD狀態(tài)。

D為液晶顯示屏，用于顯示測(cè)量結(jié)果以及其它功能符號(hào)。

E為鉗柄，可控制鉗口的張合。

四、液晶屏功能

如下圖:

其中：

A為由四位數(shù)字組成的接地電阻顯示區(qū)。

B為鉗口張符號(hào)。鉗口牌張開狀態(tài)時(shí)，該符號(hào)出現(xiàn)。此時(shí)，或者是人為處于張開狀態(tài)；或者是鉗口已嚴(yán)重污染，已經(jīng)不能再繼續(xù)工作。

C為電池電壓低符號(hào)。當(dāng)電池電壓低地5.3v左右時(shí)，此符號(hào)出現(xiàn)時(shí)，說明電池電壓過低，已不能保證測(cè)量精度，應(yīng)更換電池。

D為保持狀態(tài)符號(hào)。此符號(hào)出現(xiàn)時(shí)，說明儀表的讀數(shù)處于保持狀態(tài)（而

非測(cè)量狀態(tài)).再按一次HOLD按鈕,儀表將從HOLD狀態(tài)進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。

五、使用方法

鉗表在開機(jī)時(shí)，鉗口不能鉗繞任何金屬導(dǎo)體，不能鉗繞被測(cè)接地線，也不能鉗繞隨機(jī)測(cè)試環(huán)。

A、按下POWER按鈕后，儀表通電。液晶屏的顯示如下圖。此時(shí)鉗表處于開機(jī)狀態(tài)。應(yīng)注意在開機(jī)自栓狀態(tài)時(shí)一定要保持鉗表的自然靜止?fàn)顟B(tài)，不可翻轉(zhuǎn)鉗表，鉗表的手柄不可施加任何外力，更不可對(duì)鉗口施加外力。否則將不能保證測(cè)量精度。

B、開機(jī)自檢狀態(tài)結(jié)束后，液晶的顯示為OL，如下圖所示，這是正常的開機(jī)自檢結(jié)束符號(hào)。此時(shí)說明自檢正常完成，并已進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。

如果開機(jī)自檢時(shí)出現(xiàn)了E符號(hào)，如下圖的示，則說明自檢錯(cuò)誤，不能進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。這有兩種可能的情況。

1.鉗口在鉗繞了導(dǎo)體回路（而且電阻較?。┑那闆r下進(jìn)行自檢。此時(shí)只須去除此導(dǎo)體回路后，重新開機(jī)即可。

2．鉗表有故障。請(qǐng)送我公司修理。

如果開機(jī)自檢后未出現(xiàn)OL，而是顯示其它一些數(shù)字，如圖所示，可能有兩種情況：

1．鉗口在鉗繞了導(dǎo)體回路（而且電阻較大）的情況下進(jìn)行自檢。此時(shí)只須去除此導(dǎo)體回路后，重新開機(jī)即可。

2．鉗表有故障。請(qǐng)送我公司修理。

C、開機(jī)自檢正常結(jié)束后（即顯示OL），即可進(jìn)行測(cè)量。如果用戶認(rèn)為有必要，可以如左圖用隨機(jī)的測(cè)試環(huán)檢驗(yàn)一下。此時(shí)，顯示值應(yīng)該與測(cè)試環(huán)的標(biāo)稱值一致（例如5.1Ω）。

測(cè)試環(huán)上的標(biāo)稱值是在溫度為20℃下的值。

顯示值與示稱值相差點(diǎn)個(gè)字，應(yīng)該是正常的。

例如：測(cè)試環(huán)的標(biāo)稱值為5.1Ω時(shí)，顯示為5.0Ω或5.2Ω都是正常的。

D、如果在測(cè)量電阻時(shí)，顯示如下圖所示的OL，則說明被測(cè)電阻超過1000Ω。已超出本儀表的測(cè)量范圍。

E、如果在測(cè)量時(shí)，液晶屏顯示LO.1，如下圖所示，則說明被測(cè)電小于0.1Ω,已超出本儀表測(cè)量范圍。

F、如果在測(cè)量過程中液日顯示屏上出現(xiàn)了如下圖的示電池符號(hào)，則說明電池電壓已低于5.3V,此時(shí)測(cè)量結(jié)果已不十分準(zhǔn)確，應(yīng)立即更換電池。

當(dāng)電池電壓低于5.3V時(shí)，測(cè)量結(jié)果往往偏大。

G、如果在開機(jī)自檢后，并沒有顯示電池符號(hào)，但每當(dāng)壓動(dòng)鉗柄時(shí)既自動(dòng)停機(jī),這也說明電壓過低,應(yīng)立即更換電池。

H、本儀表在開機(jī)5分鐘后，液晶屏即進(jìn)入閃爍狀態(tài)，閃爍狀態(tài)持續(xù)30秒后自動(dòng)關(guān)機(jī)，以降低電池消耗。如果在閃爍狀態(tài)按壓POWER按鈕，則儀表重新進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。

六、使用注意事項(xiàng)：

A．開機(jī)自檢時(shí)應(yīng)使儀表處于松弛的自然狀態(tài)，單手握持儀表時(shí)手指不可接觸鉗柄。這對(duì)保證測(cè)量精度是很重要的。

B．當(dāng)被測(cè)電阻較大時(shí)（例如大于1000Ω），為保證測(cè)量精度，在按POWER按鈕之前（即儀表通電之前），按壓鉗柄使鉗口開合2-3次，再啟動(dòng)儀表。這對(duì)保證大于100Ω電阻的測(cè)量精度是很重要的。

C．任何時(shí)候都要保持鉗口接觸平面的清潔。鉗形接地電阻測(cè)試儀的抗污染能力已經(jīng)很強(qiáng)，但過大的污染仍會(huì)降低儀表的測(cè)量精度。尤其是100Ω以上電阻的測(cè)量精度。

D．本儀表的抗干擾能力已經(jīng)很強(qiáng)。對(duì)于桿塔接地線上的電流有足夠的抗干擾能力，但對(duì)接零系統(tǒng)的低壓變壓器，由于其不平衡電流太大，故仍須停電測(cè)試。

E．長(zhǎng)時(shí)間不使用本儀表時(shí)請(qǐng)從電池倉(cāng)中取出電池。

F．在任何情況下，用戶在使用本儀器時(shí)，一定要注意安全。

七、測(cè)量原理：

ETCR2000的基本原理的測(cè)量回路電阻。如下圖所示。儀表的鉗口部分由電壓線圈及電流線圈組成。電壓線圈提供激勵(lì)信號(hào)，并在被測(cè)回路上感應(yīng)一個(gè)電勢(shì)E。在電勢(shì)E的作用下將在被測(cè)回路產(chǎn)生電流1。儀表對(duì)E及1進(jìn)行測(cè)量，并通過下面的公式即可得到被測(cè)電阻R：

因此，ETCR2000只能測(cè)量回路電阻。這似乎是它的一個(gè)局限性。但是，只要用戶能有效地利用周圍的環(huán)境，ETCR2000就能測(cè)量絕大部分的接地系統(tǒng)。

八、接地電阻測(cè)量方法：

A.對(duì)多點(diǎn)接地系統(tǒng)（例如輸電系統(tǒng)桿塔接地、通信電纜接地系統(tǒng)、某些建筑物等）；它們通過架空地線（通信電纜的屏蔽層）連接，組成了接地系統(tǒng)。如下圖所示。

當(dāng)用ETCR2000鉗形接地電阻測(cè)試儀如上圖進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其等效電路大概如下圖：

其中，R1為欲測(cè)的接地電阻。R0為所有其它桿塔的接地電阻并聯(lián)后的等效電阻。雖然，從嚴(yán)格的接地理論來(lái)說，由于有所謂的"互電阻"的存在，R0并不是通常的電工學(xué)意義上的并聯(lián)值（它會(huì)比電工學(xué)意義上的并聯(lián)值稍大），但是，由于每一個(gè)桿塔的接地半球比起桿塔之間的距離要小得多，而且畢竟接地點(diǎn)數(shù)量很大，R0要比R1小得多。因此，可以從工程角度有理由地假設(shè)R0=0。這樣，欠所測(cè)的電阻就應(yīng)該是R1了。

多次不同的環(huán)境，不同的場(chǎng)合下與傳統(tǒng)方法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，證明上述假設(shè)的*合理的。

B．有限點(diǎn)接地系統(tǒng)：這種情況也較普遍。例如有引起桿塔是5個(gè)桿塔通過架空地線彼此相連；再如某些建筑物的接地也不是一個(gè)獨(dú)立接地網(wǎng)，而是幾個(gè)接地體通過導(dǎo)線彼此連接。

在這種情況下，如果將上圖中的R0視為0則會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)較大誤差。

出于與上述同樣的理由，我們忽略互電阻的影響，將接地電阻的并聯(lián)后的等效電阻按通常意義上的計(jì)算方法計(jì)算。這樣，對(duì)于N個(gè)（N較小，但大于2）接地體的系統(tǒng)，就可以列出N個(gè)方程：

其中：R1，R2，……RN是我們要求得的N個(gè)接地體的接電阻。

R1T,R2T,……RN分別是用ETCR2000在各接地支路所測(cè)得的電阻。

這是一個(gè)有N個(gè)求知數(shù)，N個(gè)方程的非線性方程組。它是有確定解的，但是人工解它是十分困難的，當(dāng)N較大時(shí)甚至是不可能的。

為此，我公司將提供一個(gè)求解此類問題的微機(jī)程序，以便于用戶使用辦公電腦或手提電腦進(jìn)行機(jī)解。

從原理來(lái)說，除了忽略互電阻以外，這種方法不存在忽略R0所帶來(lái)的測(cè)量誤差。

但是，用戶需要注意的是：您的接地系統(tǒng)中，有幾個(gè)彼此相連接的接地體（幾個(gè)接地支路），就必須測(cè)量出同樣個(gè)數(shù)的測(cè)試值供程序解算，不能或多或少。而程序也是輸出同樣個(gè)數(shù)的接地電阻值。

用戶同樣需要注意的是：多點(diǎn)接地時(shí)，每測(cè)量一個(gè)支路即可馬上得到此支路下的接地體電阻值。而有限點(diǎn)接地時(shí)，必須測(cè)出一組數(shù)據(jù)，才能從程序獲得一組接地電阻值。哪一個(gè)接地電阻值是對(duì)應(yīng)哪一個(gè)接地體，用戶要有所標(biāo)志，不能張冠李戴。

另外，本方法對(duì)于兩個(gè)接地體的接地系統(tǒng)是無(wú)能為力的。

C．單點(diǎn)接地系統(tǒng)：從測(cè)試原理來(lái)說，ETCR2000只能測(cè)量回路電阻，對(duì)單點(diǎn)接地是測(cè)不出來(lái)的。但是，用戶*可以利用您的接地系統(tǒng)的周圍環(huán)境，人為地制造一個(gè)順路進(jìn)行測(cè)試。

這似乎有些牽強(qiáng)、不太簡(jiǎn)便。但是，它可能是*的選擇。

用傳統(tǒng)的電壓-電流法測(cè)量，必須要打輔助電極。輔助電極的位置必須符合要求，否則會(huì)帶來(lái)布極誤差。在前面概述中業(yè)已談到，在被測(cè)接地系統(tǒng)周圍，我們可能找不到土壤，更可能找不到符合距離要求的土壤。在這種情況下，電壓-電流法是無(wú)能為力的。

如下圖，接地系統(tǒng)是A，所要測(cè)量的接地電阻是RA，如果能找到另外兩個(gè)獨(dú)立接地系統(tǒng)B和C（例如臨近的兩個(gè)建筑物），那么，*步即可將A和B用一根導(dǎo)線連接起來(lái)，用ETCR2000得出*個(gè)讀數(shù)R1。

第二步，將B和C連接起來(lái)，如下圖所示，并用ETCR2000讀得第二個(gè)數(shù)據(jù)R2。

第三步，將C和A起來(lái)，如下圖所示。并用ETCR2000讀得第三個(gè)數(shù)據(jù)R3。

上面三部中，每一步所測(cè)得的讀數(shù)是兩個(gè)接地電阻的串聯(lián)值。這樣，就可以很容易地計(jì)算出每一個(gè)接地電阻值。

由于：R1=RA+RB

R2=RB+RC

R3=RC+RA

所以：

這就是接地體A的接地電阻值。當(dāng)然，也可以計(jì)算出其它兩個(gè)作為參照物的接地電阻值。

RB=R1-RA

RC=R3-RA

具體操作時(shí)，按用戶的具體情況可以使操作更簡(jiǎn)便一些。

例如：可以三方協(xié)商后，將A、B、C三個(gè)接地體之間串以切換開關(guān)后將連線固定敷設(shè)。每測(cè)一條支路時(shí)，將此支路的開關(guān)合上，而另外兩條支路的開關(guān)打開。

再如：也可以將A、B、C三個(gè)接地體直接用導(dǎo)體相連，并固定敷設(shè)。測(cè)量時(shí)，沒出每一條支路的阻值后，按有限點(diǎn)接地的公式計(jì)算（見八、B）

另外，自來(lái)水管有時(shí)也可以作為一個(gè)參照的接地體。

D．兩點(diǎn)接地系統(tǒng)：如果用戶的要求不高，可以直接用ETCR2000去測(cè)量，此時(shí)的測(cè)量結(jié)果是兩個(gè)接地體的串聯(lián)值。那么，每個(gè)接地體接地電阻值肯定不會(huì)大于它。

如果用戶一定要得到一個(gè)準(zhǔn)確值，那就只好將它解扣，再找一個(gè)參考接地體，按單點(diǎn)接地系統(tǒng)的測(cè)量方法去測(cè)。

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