不均匀土壤中接地极接地电阻测量方法研究

【摘要】 现有的接地电阻测量方法较多，但都建立在均匀土壤的基础上，而对于不均匀土壤中接地电阻值的测量方法研究和应用较少。为了确保防雷检测数据准确性、科学性和权威性，本文引进镜像法，对水平分层不均匀土壤情况下三角形布电极法和三极法布线法建立数学模型，结合半球形接地极的接地电阻值的计算公式，得出当误差值为0时各个参数之间的关系式，进一步对各个参数之间的关系进行分析，总结相关规律，以便日常检测工作中参考。

【关键词】 不均匀土壤 水平分层 镜像法 接地电阻 测量

一、引言

随着防雷工作的不断发展，很多接地电阻值的测量方法被大量使用，诸如两点法、三点法、三极法、四极法、大电流法、倒相法、变频法和钳测法等。以三极法为基础衍生出的各种检测方法可以有效的消除接地引线的互感、地电流、电磁场等多方面的影响，但是这些测量方法都是建立在均匀土壤的基础上进行测量。文献[1]明确提出，如果土壤是非同质的或接地极电流极为复杂形状，则函数难于计算，此时要用计算机计算。因此在山地、河边等土壤电阻率不均匀的情况下，用常规检测方法进行测量，肯定会给测量结果带来很大的误差。按照土壤电阻率的大小不同，一般可将不均匀土壤视为为水平分层和垂直分层两种情况[2]。本文采用镜像法就水平分层情况下三角形布电极法和三极法布线法进行分析。

二、镜像法原理

在接地极接地电阻的测量过程中，当土壤分层界面时，用三角形布电极法或直线布电极法测量困难，且误差较大，需要对辅助接地极的位置进行调整以减小测量误差。镜像法是建立在唯一性定理的基础上的一种不均匀土壤电阻求解方法，适用于解决导体或者介质边界存在点电源或线电源的问题。本文就是通过镜像法把水平分层不均匀土壤情况简化成均匀土壤模型来确定辅助接地极的位置。

三、三角形布电极法在水平分层土壤中的应用

3.1计算方法

如图2所示，根据2.3式可得出待测接地极在电压极P上产生的电压UGP为：

参 考 文 献

[1] GB/T 17949.1-2000.接地系统土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则. 第一部分：常规测量[S].北京：中国标准出版社，2000

[2] 冯志伟，影响接地电阻测量的因素分析[D].南京信息工程大学，2011

[3] 李中新，袁建生，张丽平.变电站接地网模拟计算[J].中国电机工程学报，1995（5）：76-80

[4] 吕昆坤，周延洲，王心中.三极法测量接地电阻时电压极补偿点位置探讨[J].通讯世界，2015（3上）：183-184

[5] 许聪颖，接地网接地电阻近距离测试原理及测试装置的研究[D].西安交通大学，2007

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