【正文】 裝置周圍個(gè)點(diǎn)的電壓降，并畫在位置圖上。最準(zhǔn)確的電位梯度測量法是電流表—電壓表法。應(yīng)用高阻抗電壓表在地面沿著從接地網(wǎng)幅向放射的各個(gè)電位線測量電位梯度。當(dāng)變電站接有一條以上的架空線路或地下電纜時(shí)，不同的架空線路或電纜的故障在變電站內(nèi)及其周圍所形成的電位梯度可能十分不同。當(dāng)電位梯度的測量不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可按接地電阻或土壤電阻率測量結(jié)果計(jì)算電位梯度?？绮诫妷汉徒佑|電壓值正比于地電流和表層土壤電阻率（假設(shè)深層土壤電阻率為常數(shù)）。 跨步電壓和接觸電壓第十一章 沖擊接地阻抗、接地系統(tǒng)的沖擊接地阻抗、通則許多接地系統(tǒng)是按暫態(tài)工況設(shè)計(jì)的，最常見的是按通過雷電沖擊電流設(shè)計(jì)的。因此，大沖擊電流世界第系統(tǒng)的沖擊接地阻抗比常規(guī)穩(wěn)態(tài)方法所測得的阻抗要小，也比地府沖擊電流時(shí)所測得的阻抗要小，在較低復(fù)制沖擊電流試圖讓不會發(fā)生放電現(xiàn)象。、接地系統(tǒng)的沖擊接地阻抗的測量由于沖擊金額低阻抗的非線性特性不能用模擬法和比例法測量，就得用實(shí)際復(fù)制的電壓和電流沖擊法測定。另一個(gè)可供選擇的方法，實(shí)在高壓試驗(yàn)是附近土壤中裝置一個(gè)模擬接地系統(tǒng)，并將實(shí)驗(yàn)室沖擊電流發(fā)生器及測量儀器接到該待測接地系統(tǒng)。由于沖擊接地阻抗的只取決與沖擊電流的幅值和波形，以及接地極的形狀和土壤類型，為了對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行更全面的分析并取得明確的結(jié)論，就得多進(jìn)行幾次測量。 接地系統(tǒng)沖擊接地阻抗的測量電路測量接地棒或均布式接地系統(tǒng)的沖擊接地阻抗需要用專門的設(shè)備，這種設(shè)備通常用于高壓試驗(yàn)室。除待測地極以外，實(shí)驗(yàn)電路還得配有通過沖擊電流發(fā)生器返回電流的輔助接地極。待測接地極兩端的電壓降，優(yōu)先選用干預(yù)其電壓量程設(shè)計(jì)的電阻型分壓器測量。從分壓器和分流器連接到示波器的兩條同軸電纜應(yīng)為等長，以免所記錄的兩個(gè)暫態(tài)量間出現(xiàn)停滯。第十二章 模型試驗(yàn)、用途模型試驗(yàn)的主要用途是預(yù)測真實(shí)土壤中有復(fù)雜接地極的近似接地電阻值，或預(yù)測復(fù)雜接地系統(tǒng)的近似地面電位梯度。實(shí)際土壤層土壤電阻率與模型參考層土壤電阻率的比值為土壤電阻率比例系數(shù)μp。(4）接地極模型應(yīng)按比例制作，為簡化制造和保證必要的準(zhǔn)確度，接地極模型應(yīng)足夠大。(2）在槽體內(nèi)裝入構(gòu)成所模擬的各層土壤的各種材料，并配置妥當(dāng)。(4）一臺可調(diào)壓的交流電源，采用500～1O00Hz范圍的頻率以消除引起電位畸變的電解極化現(xiàn)象。(2）在A和B間通入小電流I(～）。所測得的電位Vs，對R1/R以％表示，對R1VP／R以伏表示。實(shí)際的地面電位為：Vreal = VmodelμIμρ /μL式中：Vreal——實(shí)際地面電位；Vmodel——模型地面電位。在X和電位極P之間的電位降被電壓換向開關(guān)換向。有一個(gè)量程開關(guān)分流電流，對刻度值進(jìn)行分檔。儀表中的同步換向開關(guān)（電流和電壓同時(shí)換向）使電壓回路對雜散電壓變得不靈敏。圖15當(dāng)檢流計(jì)開關(guān)向左閉合時(shí)，調(diào)整滑觸頭Sa，使檢流計(jì)指示為O。在測試高阻土壤時(shí)，交流電源可以是由干電池驅(qū)動(dòng)的振子電源，而檢流計(jì)可以是電話聽筒或固態(tài)檢測器。、單平衡變壓器用單平衡法進(jìn)行橋式測量的原理如圖16所示。第二對接點(diǎn)使平衡檢流計(jì)顯示方向，以指示滑線電阻刻度盤的值是大還是小。該儀表對雜散電流不靈敏，僅在12,1條所述的極端情況下會有測量困難。、帶電流表和高阻電壓表的電源任何一種測量接地電阻的方法對電流表都沒有特殊要求。當(dāng)測到待測接地極中有雜散電流，且其所產(chǎn)生的電壓與測試電流所引起的電壓相較是大的時(shí)候，則在通入測試電流前，應(yīng)在幅值和相位兩方面將該雜散電壓平衡掉。圖17 選頻式電壓表電流表測量電路，在用電壓表測盤電位極和待測接地極之間的電壓時(shí)，則用一電流表監(jiān)測此電流。該儀器由發(fā)送器和接收器兩部分組成，如圖18所示。 接收器新式的接收器是高靈敏度集成電路測量器件，這可減少這種限時(shí)感應(yīng)極化裝置的重量和功率消耗，接收器的主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)為：(1）能自動(dòng)自我電位補(bǔ)償；(2）配有抑制交流噪聲的遠(yuǎn)方（大地）觸發(fā)特殊濾波器；(3）具有抑制隨機(jī)噪聲的曲線形狀鑒別和自動(dòng)積分求和功能。該裝置還可完全消除引線間的耦合。圖19高頻接收器E將所測電壓與—參考內(nèi)電壓比較。為了取得可靠數(shù)據(jù)，應(yīng)選用高質(zhì)量的測試儀器。不應(yīng)使用螺紋桿，因?yàn)槁菁y桿會卷起泥土，在螺紋桿的螺紋面上形成空氣層，從而引起高接觸電阻。在多巖石的土壤，宜將接地棒按與鉛垂方向成一定角度斜行打入。在確定試驗(yàn)引線的長度時(shí)，要考慮到現(xiàn)場的溫度。、手錘對于一般的土壤，為將接地棒打入2～3m深，可用2～4kg重的手錘。同時(shí)打擊接地棒的著力點(diǎn)距地面較近。當(dāng)距離較長時(shí)，用里程表測距較實(shí)用且省時(shí)間。圖21所示為一種配備四個(gè)線軸的輕便小車結(jié)構(gòu)。消除電解效應(yīng)的簡易方法是采用交流測試電流。通常采用80Hz數(shù)量級頻率的折中辦法是可取的。在電流換向時(shí)使電路完全斷開的周期性換向直流電流，是進(jìn)行接地電阻或土壤電阻率測量的最佳電源，但對于接地阻抗測量則并非如此。此時(shí)可將一條出線斷電，將測試電流通過該線路輸入遠(yuǎn)方電流極。按照上述參數(shù)，視在土壤電阻率如下式所示。當(dāng)進(jìn)行三次以上的測量時(shí)，可能會得到不合理或矛盾的數(shù)據(jù)。本附錄僅適用于兩層土壤構(gòu)造（圖Al）。設(shè)ψ（P、K、h）為誤差函數(shù)，則：式中：N——以電極間距a為參數(shù)所測土壤電阻率的總數(shù)。為使函數(shù)的計(jì)算收斂以取得所需的解，△ρ△ρ△h應(yīng)為：τ、σ、γ應(yīng)為正值并足夠小，使所得的解具有所需的準(zhǔn)確度。當(dāng)式B6中的△ψ為︳△ψ︳≤∈（式中∈為所需準(zhǔn)確度），停止計(jì)算。本附錄所提出的計(jì)算方法，是確定兩層土壤構(gòu)造計(jì)算機(jī)程序的基礎(chǔ)，這種方法所得結(jié)果能與現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)很好吻合。在數(shù)值上等于以歐姆表示的接地極阻抗。(4）如果在電流極G通過1A的同時(shí)，接地極E也通過1A，則接地極E的電位升將為 。圖Cl用電位降法測得的電壓V為：為接地極E通過IA電流所引起的電位升高，其值等于接地極E的阻抗RE，因此，式C3可改寫為：是各電極（E、G、P）間距、電極形狀和土壤特性的函數(shù)。半圓式電極如果接地極E和電流極G是半圓形，且其半徑與x和D相較甚小，土壤又是同質(zhì)的，則電位函數(shù)φ、η、ψ反比于半圓中心間的距離。如果P位于P1(G側(cè)，圖Cl)，則式C9中的Dx應(yīng)改為xD，式C9的實(shí)根為：XO=C一般情況如果土壤是非同質(zhì)的，或接地極E、電流極G為復(fù)雜形狀，則函數(shù)φ、η、ψ難于計(jì)算，此時(shí)要用計(jì)算機(jī)計(jì)算。但由于本人水平有限，難免會有錯(cuò)誤和遺漏，請各位批閱教師批評和指正。光陰似箭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束了，在這里向三年來培養(yǎng)我、教育我的電力工程系的老師們致以深深的謝意和誠摯的祝福。如果電位極P位于P2(E側(cè)、圖Cl)，則式C9中的Dx應(yīng)改為D＋x。C5在給定的時(shí)間t內(nèi)，假定通過接地極E入地的電流I為正，而通過電流極G回流的電流為負(fù)。C2由于地電位的升高，原為零電位的接地極E將升為電位（這種現(xiàn)象稱為電阻耦合）。 (2） 如果有電流I通過該接地極入地，該接地極電位升高到為接地極阻抗。附錄 C （提示的附錄）電位降法的原理Cl 基本定義和符號(1） 如一個(gè)接地極E沒有電流入地，且與其他導(dǎo)電電極相距很遠(yuǎn)，則該接地極的電位（GPR）為零（即遠(yuǎn)方地電位）。式B2中的需從式A2導(dǎo)出的下式算出。如果︳△ψ︳＞∈,（∈為所需準(zhǔn)確度）則再繼續(xù)重復(fù)計(jì)算。為確定使ψ最小的ρ、K、h值，使用陡降法。ρo和ρ均是電極間距的函數(shù)。此時(shí)應(yīng)采用四點(diǎn)法或溫納法，取多個(gè)電極間距，通過查對視在土壤電阻率曲線解釋測試數(shù)據(jù)（）。注1由于O≤K≤1,h≥l，因此僅僅無限級數(shù)的為首幾項(xiàng)有效。圖21 測試小車附錄 A （提示的附錄）非同質(zhì)土壤的地電參數(shù)A1 兩層土壤的視在土壤電阻率兩層土壤模型可用下列參數(shù)表示（圖Al):上層土壤高度 h上層土壤電阻率 ρ1下層土壤電阻率 ρ2K為反射系數(shù)圖Al 可卸夾頭和滑錘、大型變電站的測量如果待測接地極和試驗(yàn)電極之間的間距足夠大，則用電位降法可得到滿意的測試數(shù)據(jù)。這問題可通過周期性地反轉(zhuǎn)直流電流的極性來解決。在更高的頻率時(shí)，電解作用可忽略不計(jì)，但試驗(yàn)引線的自阻抗和互阻抗增加，又會引出新的誤差。、測試注意事項(xiàng)測試中最常出現(xiàn)的問題均由土壤中的雜散電流和兩試驗(yàn)引線間的耦合所引起。、線軸和小車如果配上合適的小車，則將測試設(shè)備從一地搬到另一地和卷繞試驗(yàn)引線均可變得容易。機(jī)動(dòng)錘可用電動(dòng)、氣動(dòng)或汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)。一種用于防止抖動(dòng)的手錘由可卸夾頭和滑錘二部分組成，如圖20所示。試驗(yàn)引線的阻抗應(yīng)較低，在測試低阻抗接地網(wǎng)時(shí)更應(yīng)如此。測量電位差用儀器的內(nèi)阻應(yīng)大于電位極的電阻，否則要打入另外的接地棒，以降低電位極的電阻。電流極的電阻與電源串聯(lián)，因此是影響測試電流的一個(gè)因素。 試驗(yàn)電極的選擇最常用的電極是接地棒。因此得可靠的數(shù)據(jù)，各電極間應(yīng)保持足夠間距。高頻發(fā)生器是25kHz自激式功率振蕩器。、高頻土壤電阻儀這種新式的儀器用于在帶電情況下（導(dǎo)線絕緣或不絕緣）測量輸電線路鐵塔（無專用接地極）的接地電阻。由于該裝置的抑制固有噪聲能力強(qiáng)，可在緊靠諸如電力線路的寄生電噪聲源處測量。、發(fā)送器接收器測量回路的通斷由發(fā)送器發(fā)出的電流脈沖觸發(fā)控制，因而發(fā)送器和接收器間不需直接的電纜連接。、感應(yīng)極化裝置這種儀器廣泛應(yīng)用于地電測量。才需要這種選頻式電壓表。當(dāng)測量流入待測接地極的電流所引起的電壓時(shí)，必須考慮電位極的阻抗。如果試驗(yàn)電極的接地電阻較高，通過儀器的泄漏電流會使靈敏檢流計(jì)產(chǎn)生微小的偏移，從而引起錯(cuò)誤的讀數(shù)。該滑線電阻可與擴(kuò)程器配合以歐姆作刻度，擴(kuò)程器由比率變壓器的抽頭構(gòu)成，由量程開關(guān)選擇抽頭。 單平衡變壓器本儀器內(nèi)有一個(gè)由干電池驅(qū)動(dòng)的振子，該振子有兩對接點(diǎn)。P處電阻的作用僅僅是降低檢流計(jì)的靈敏度。然后將檢流計(jì)開關(guān)向右閉合，調(diào)整滑觸頭Sb，使檢流計(jì)指示為O。下層回路由固定電阻A、待測接地極X和電流極C組成。以手搖轉(zhuǎn)速取得正確讀數(shù)會有困難。但如圖14那樣，將端子分別接于試驗(yàn)電極則是可取的。表計(jì)的線圈在永久磁鐵磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，電流線圈產(chǎn)生的力矩使指針轉(zhuǎn)向零位，而電壓線圈產(chǎn)生的力矩使指針轉(zhuǎn)向高位歐姆讀數(shù)。圖14設(shè)下列系數(shù)為模型比例系數(shù)：μL = Lreal / Lmodelμρ =ρreal /ρmodelμI= Ireal / Imodel式中： μL——長度比例系數(shù)；μρ——土壤電阻率比例系數(shù)；μI——電流比例系數(shù)；Lreal——實(shí)際長度；Lmodel——模型長度；ρreal——實(shí)際土壤電阻率；ρmodel——模型參考層土壤電阻率；Ireal——實(shí)際試驗(yàn)電流；Imodel——模型試驗(yàn)電流。(4）接地極模型接地電阻為（附錄C):RA＝V/I…………………………（8） 電位測量將接地極模型作為參考電位（零電位），在電解液面上移動(dòng)電位極P，即可測得電解液面上任一點(diǎn)的電位。(6）一個(gè)電流極和一個(gè)銅線電位極。第二層可用適當(dāng)尺寸的混凝上塊模擬。(5）電解槽的尺寸不應(yīng)小于接地極模型最大尺寸的5倍，此時(shí)其誤差小于在實(shí)際土壤所測數(shù)據(jù)的10％。(2）。 模擬的標(biāo)準(zhǔn)和要求模型試驗(yàn)的第一步是制作所模擬的土壤構(gòu)造，經(jīng)縮小的模型應(yīng)遵守以下規(guī)定：(1）土壤模型和待測接地極的所有幾何尺寸均應(yīng)按統(tǒng)一的系數(shù)μL比例縮小?？紤]到?jīng)_擊接地阻抗的非線性特性，應(yīng)以不同的波形和幅值的電流沖擊波測試。分壓器的測量性能應(yīng)達(dá)到ANSI/IEEE 4:1978 的標(biāo)準(zhǔn)，分壓器接到待測接地極的導(dǎo)線應(yīng)盡可能地短。沖擊電流發(fā)生器通過大電流分流器與接地極連接。雖然可在測試現(xiàn)場臨時(shí)湊成這種電路，但在大多數(shù)實(shí)際運(yùn)用中還是使用移動(dòng)是沖擊電流發(fā)生器。、測量電路所用測量設(shè)備的接線如圖12所示。如果沖擊電流發(fā)生器的基礎(chǔ)與待測接地系統(tǒng)間有足夠大的距離，則可以沖擊電流發(fā)生器的基礎(chǔ)作為該參考接地極。雷電流取1100kA之間，典型的接地阻抗為10Ω數(shù)量級。順勢阻抗通常是同一瞬間測得的所加瞬時(shí)電壓和瞬時(shí)電流之商。—3kV/cm時(shí)土壤的拒不放電引起的。因此在確定跨步電壓和接觸引玉的變化時(shí)，要同時(shí)考慮表層土壤電阻率和地電流的變化。這種計(jì)算可通過較少次數(shù)的電位梯度測量以檢驗(yàn)其正確性。因此，在按兩種或兩種以上的故障條件確定大型變電站內(nèi)及其周圍的電位梯度將是合適的。為了避免在多次測量中電位梯度的變化，應(yīng)注意防止靠近接地網(wǎng)和電流極出的土壤被加熱和烘干。為了防止因接地網(wǎng)與電流極間距不當(dāng)產(chǎn)生的互阻抗所引起的梯度畸變，應(yīng)設(shè)置遠(yuǎn)方電流極。如果等電位線之間的電位差相同，則電位線愈密，危險(xiǎn)就愈大。其前提是接地系統(tǒng)周圍的土地在流過故障電流時(shí)，土壤電阻率沒有變化。因而載有故障電流的輸電線路下的地面電位梯度較鄰近土壤地面電位梯度更陡。在接地極附近，其梯度（跨步電壓）將最高。最好選用液浸紙質(zhì)電容器，但一些新式的電解電容器，其泄露很少，也可以使用。從這些讀數(shù)和算的的銅導(dǎo)體電阻，可以判定連接是否合格。按照上述情況推理，相距任何距離的兩個(gè)接地網(wǎng)，要明顯降低二者之間的阻抗實(shí)際上是不可能的。、接地網(wǎng)完整性測試本測試的目的在于確定接地網(wǎng)的各個(gè)部分是否有地租銅導(dǎo)體相互連接。對于大型接地網(wǎng)，有些專家提出了“電氣中心”的概念，泰格根據(jù)電氣中心的概念還提出了同質(zhì)土壤大型接地網(wǎng)接地阻抗的測定方法。對于半圓小電極，這一結(jié)論最新被柯次所證明。然而，要確定電位極的正確間距是困難的，如果接地網(wǎng)具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)更是如此。圖9大型接地網(wǎng)的典型曲線如圖9所示。圖8對于像單根接地棒、桿塔基礎(chǔ)（未與架空地線或地線相連）這樣的小面積接地，可按50m數(shù)量級的間距