钳形接地电阻测试仪的应用与局限性分析

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  [摘 要]本文简单介绍了钳形接地电阻测试仪(以下简称钳表)的测量原理,通过在一般建筑物防雷检测和油罐区防雷检测工作中的实际运用,分析钳表对比普通接地电阻测试仪的优越性和局限性,探讨钳表的测试方法和计算方法。
  [关键词]钳形接地电阻测试仪,防雷检测,应用,局限性
  中图分类号:F841 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)22-0240-01
  1 引言
  钳形接地电阻测试仪测量接地电阻的基本原理是以伏安法测量回路电阻:钳表的钳口部分由电压线圈和电流线圈组成,电压线圈在被测回路上感应一个电势E。在电势E的作用下被测回路产生电流I,通过对E和I进行测量,由于R=E/I,可计算出回路电阻R。
  钳表比一般的接地电阻测试仪使用便捷,无需设立辅助电极,但局限性也显而易见,只能测试回路电阻,并且测试出来的电阻值并不一定就是防雷检测中需要测量的接地电阻。
  2 钳表在建筑物防雷检测中的应用
  2.1 如图1所示,建设物各接地极相互独立,若我们要测专设引下线A是否与接地装置真实相连,我们通过断开除引下线A外的所有断接卡,用接地电阻测试仪(如4102,MI2088等)对引下线A进行测量,此时即可测得引下线A的接地电阻。若用钳表进行测量,用钳表钳住引下线A,因为各个引下线通过接闪带连接,因此钳表测量读数R1并不是引下线A的接地电阻,而是R1=RA+RE,其中RA为引下线A的接地电阻,RE为其余引下线的接地电阻并联后的等效电阻(不考虑互电阻的存在)[1],即。我们用钳表对引下线B,C,D测量,同样可得到以下公式:。
  由此可得,钳表与一般的接地装置测试仪相比,可简单、快捷得测出引下线与接地装置是否可靠连接。特别是在很多已投入使用的建筑加装防雷设施的工程中,有些“假引下线”其实并没有与接地装置连接。用钳表测试无法直接测出引下线的接地电阻,而用MI2088等接地电阻测试仪则每次测试均需断开其余的引下线的断接卡,因此在这种情况下,钳表与普通接地电阻测试仪互有优劣。
  2.2 如图2所示,四个接地体相连构成环形接地体,同样的,如我们要测专设引下线A与接地装置的连接情况,需同样断开B,C,D的断接卡。而由于各引下线的接地系统不独立,若用钳表钳在引下线A,测得的读数为引下线和接地体本身的电阻值。因此,我们可通过钳表和普通接地电阻测试仪的配合使用,达到防雷检测的要求:用普通接地电阻测试仪测量该防雷装置的接地电阻(不用分别断开断接卡),通过使用钳表分别钳住每一条引下线,通过简单的数值大小判断各专设引下线是否与接地装置可靠连接。
  3 钳表在油罐区防雷检测中的应用
  3.1 如果该油罐的防雷接地采用镀锌角钢或钢管垂直打入地下,并且每个接地点相互独立,则此情况与2.1情况类似,可通过相同的方法进行测量。同样的,如果该油罐的接地装置为统一的环形接地体,同样情况与2.2相似。
  3.2 如果有一油罐区,各油罐独立接地,由于罐区为水泥地面,若要设立测量辅助电极需很长的辅助测线,此时可尝试使用一条测试线分别连接三个不同的油罐,通过三次测试,然后计算得出每个油罐的接地电阻值。具体原理如下,如圖3所示:
  油罐经镀锌扁铁焊接连接到接地网,随着时间的推移,焊接点防腐层的破坏有可能造成引下线与装地装置连接锈蚀的断开(焊接部位金属材料的不一致性特别容易形成原电池腐蚀)。但由于油罐仍可通过其余接地点接地,在各测试点不断开(由于通过管道、跨接的方式与其他罐体相连,难以达到完全断开)的情况下通过普通接地电阻测试仪测量,测得的接地电阻值往往符合规范要求。而使用钳表钳住接地线进行测量,如果阻值较小,说明地下与接地装置焊接部分电气连通良好,如果电阻值很大,可建议挖开地表检查连接点是否已严重腐蚀。
  4 结论
  使用钳表测量接地电阻是传统接地电阻测量方法的一个改进,优点是测量时不必布置辅助电压极和电流极,可大大减少检测人员的工作量,加快测量的速度和效率。钳表法虽然测试的是整个接地回路的电阻,但是通过合理的设置测试点或通过计算可测出防雷装置的接地电阻,而且可以发现某些防雷装置因腐蚀、接触不良或断线所引起的回路电阻变大情况,而后者通过传统的接地电阻测试方法是很难发现的。
  参考文献
  [1] 郭昆亚,输电线路杆塔接地电阻测量方法研究,2005年5月,华北电力大学工程硕士论文.
  [2] 于东海,非接触接地电阻测量法的原理及应用,2013年,气象研究与应用.
  [3] 李汉明,钳表法测量线路杆塔接地电阻的误差分析,2002年,高电压技术.
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