接地电阻测量仪的工作原理

IC老和尚

ZC-8型接地电阻测量仪是按补偿法的原理制成的，内附手摇交流发电机作为电源，其工作原理如图所示。图（a）中，TA是电流互感器，F是手摇交流发电机，Z是机械整流器或相敏整流放大器，S是量程转换开关，G是检流计，Rs是电位器。该表具有3个接地端钮，它们分别是接地端钮E（E端钮是由电位辅助端钮P2和电流辅助端钮C2在仪表内部短接而成）、电位端钮Py以及电流端钮C）。各端钮分别按规定的距离通过探针插人地中，测量接于E、P）两端钮之间的土壤电阻。为了扩大量程，电路中接有两组不同的分流电阻R1～R3以及R5～R8,用以实现对电流互感器的二次电流I2以及检流计支路的三挡分流。分流电阻的切换利用量程转换开关S完成，对应于转换开关有三个挡位，它们分别是0～1Ω．1～10Ω和10～100Ω。

　　图  ZC－8型接地电阻测量仪工作原理

　　将图（a）的线路进行简化，画成实际测量时的原理图，如图（b）所示。图中E′为接地体，P′为电位接地极，C′为电流接地极，它们各自连接E、P1、C1端钮，分别插人距离接地体不小于20m和40m的土壤中。

　　假设手摇交流发电机F在某一时刻输出交流电，其左端为高电位，则此刻电流J经电流互感器的原边→端钮E→接地体E′→大地→电流接地极C′→端钮C1，再回到手摇交流发电机右端，构成一个闭合回路。在E′的接地电阻Rx上形成的压降为IRx，压降IRx随着与E′极距离的增加而急剧下降，在P′极时降为零。同样，两电极P′和C′之间也会产生压降，其值为IRc，电位分布如图（b）所示。

　　电流互感器的二次电流为KI（K是互感器的变比：I2/I1），该电流经过电位器s点的压降为KIRs。借助调节电位器的活动触点W，使检流计指示为零，此时，P′、s两点间的电位为零，即为

　　由式（8－2）可见，被测的接地电阻Rx可由电流互感器的变比Κ和电位器的电阻R，所决定，而与电流接地极C′的电阻R，无关。用上述原理测量接地电阻的方法称为补偿法。

　　需要指出的是，电流接地极C′用来构成接地电流的通路是完全必要的。如果只有一个电极，则测量结果将不可避免地将接地体E′的接地电阻包括进去，这显然是不正确的。还要指出的是，一般都是采用交流电进行接地电阻的测量，这是因为土壤的导电主要依靠地下电解质的作用，如果采用直流电就会引起化学极化作用，以致严重地歪曲测量结果。

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为了扩大量程，电路中接有两组不同的分流电阻R1～R3以及R5～R8,用以实现对电流互感器的二次电流I2以及检流计支路的三挡分流。