接地电阻测试仪的工作原理基于欧姆定律,即R=U/I,通过测量接地装置中的电流与电压关系来计算电阻值。其在实际应用中的测量方法多种多样,每种方法都有其独特的工作原理和应用场景。
一、传统测量法(电位差计法/三极法)
此方法通过在电流极(C)与接地极(E)之间施加交流电流I,让电流在土壤中形成电位分布。之后,通过测量接地极(E)与电压极(P)之间的电位差U,利用公式R=U/I计算得出接地电阻。在进行电极布置时,需确保电流极(C)与接地极(E)之间的距离为接地体对角线长度的4-5倍,以便电流充分扩散。电压极(P)则通常位于E与C之间,距离E约62%的C-E间距,以准确捕捉真实的电位差。
二、数字型测试仪原理
数字型测试仪通过内置DC/AC变换器将直流电转换为低频恒流,然后通过辅助接地极C、E形成回路,在接地体上产生交流压降。这个压降通过辅助极P送入交流放大器进行放大,经过检波处理后,电阻值就会在仪器上显示出来。该仪器还通过倍率开关实现量程的切换,典型的量程有0-2Ω、0-20Ω、0-200Ω,以满足不同测量需求。
三、钳形法(无辅助电极法)
钳形法包括单钳法和双钳法。单钳法通过钳口内置电压线圈和电流线圈来感应电势和电流,直接通过R=E/I计算电阻,适用于闭合接地回路的测量。双钳法则通过激励钳产生交流电动势V,反馈电流I由检测钳捕获,计算得出R=V/I。这种方法可以测量多点并联接地系统的总电阻,无需断开接地体,更加方便快捷。
四、电流互感器平衡法
此方法通过调节电流互感器变流比K及电位器电阻Rs,使检流计归零,从而得出被测接地电阻Rx=K·Rs。这种方法的一大优势是,它不受辅助接地极电阻Rc的影响,因此在复杂土壤环境下也能得到准确的测量结果。
每种测量方法都有其独特的工作原理和适用场景。例如,三极法/四线法适用于单点接地系统的精确测量;钳形法则适用于多接地体系统的快速测量;数字型测试仪则因其宽量程特点而适用于通用测量;而电流互感器平衡法则能在复杂土壤环境下提供准确的测量结果。在实际应用中,我们需要根据具体的接地系统类型和测量环境来选择合适的测量方法。