工頻接地阻抗，是指接地裝置對(duì)遠(yuǎn)方電位零點(diǎn)間的電位差與通過接地裝置流入地中的工頻電流的比值。工頻接地阻抗以往被習(xí)慣地稱為“工頻接地電阻”。此名稱的糾正，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17949.1-2000“接地系統(tǒng)的土壤電阻率，接地阻抗和地面電位測(cè)量導(dǎo)則**部分：常規(guī)測(cè)量”以及電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則修訂稿”（取代DL475-92）中作了闡述。本測(cè)量?jī)x采用交流電流進(jìn)行測(cè)試，故所測(cè)數(shù)值稱為接地阻抗，而不再沿用以往的稱呼“接地電阻”。在對(duì)接地裝置進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于受不平衡零序電流以及射頻等各種干擾，使得測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生很大的誤差。特別是大型接地網(wǎng)的接地阻抗一般很?。ㄒ话阍?.5Ω以下），干擾帶來的相對(duì)誤差更大。為了降低現(xiàn)場(chǎng)干擾的影響，目前采用的方法主要有兩種，一種是增大測(cè)試電流，一種是使用異頻法。**種方法是通過加大測(cè)試電流來加大信號(hào)電壓和信號(hào)電流，從而提高信噪比，減小測(cè)量誤差。這種方法由于采用了很大的測(cè)試電流（DL/T475-2006標(biāo)準(zhǔn)推薦不宜小于50A），使得設(shè)備非常笨重，且布線勞動(dòng)強(qiáng)度很大，耗時(shí)耗力。而且，由于主要干擾與信號(hào)同頻，無法從根本上消除干擾的影響。異頻法則是通過改變測(cè)試電流的頻率來避開工頻干擾，由于信號(hào)頻率與干擾頻率不同，就可以通過濾波器來濾除干擾的影響，從而提高測(cè)量精度。異頻法由于采用的測(cè)試電流較小，因此設(shè)備小巧，布線勞動(dòng)強(qiáng)度也大大減輕。由于具有測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定可靠和省時(shí)省力的優(yōu)點(diǎn)，異頻法測(cè)試已被國(guó)內(nèi)外專家廣泛接受和采用。但是根據(jù)定義，工頻接地阻抗是指接地裝置在工頻電流下呈現(xiàn)出的阻抗，而異頻法采用的測(cè)試電流頻率不為工頻,因此測(cè)得的數(shù)值就會(huì)與工頻電流下測(cè)得的值有偏差。理論和實(shí)踐表明，產(chǎn)生偏差的原因是，接地裝置的接地阻抗是復(fù)數(shù)阻抗，不僅包含電阻性分量，還含有與頻率有關(guān)的電感性和電容性分量。采用的測(cè)試頻率與工頻相差愈遠(yuǎn)則等效性愈差，即測(cè)量誤差越大。為了保證測(cè)試的準(zhǔn)確性，測(cè)試頻率與工頻不能相差太遠(yuǎn)，且測(cè)試電流的波形應(yīng)為正弦波（其他波形如方波含有豐富的諧波頻率）。早在70年代，美國(guó)、日本等國(guó)就規(guī)定了測(cè)試頻率與工頻之差不能超過10Hz。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17949.1-2000要求測(cè)試電流頻率應(yīng)該盡量接近工頻，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T475-2006規(guī)定了測(cè)試電流頻率宜在40～60Hz之間。本儀器采用45Hz和55Hz兩種頻率進(jìn)行測(cè)量，再計(jì)算出50Hz下的等效阻抗，因此測(cè)量的準(zhǔn)確性和等效性進(jìn)一步得到提高。

三、LYBDJ-III變頻大地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀技術(shù)指標(biāo)

四、LYBDJ-III變頻大地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀性能特點(diǎn)

1、測(cè)量的工頻等效性好。測(cè)試電流波形為正弦波，頻率與工頻之差僅為5Hz，使用45Hz和55Hz兩種頻率進(jìn)行測(cè)量。

2、抗地電壓干擾能力強(qiáng)。本儀器采用異頻法測(cè)量，配合現(xiàn)代軟硬件濾波技術(shù)，使得儀器具有很高的抗干擾性能，測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。20V工頻干擾僅帶來0.002Ω誤差。

3、精度高。可用來測(cè)量接地阻抗很小的大型地網(wǎng)。

4、功能強(qiáng)大?？蓽y(cè)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的接地裝置的全部特性參數(shù)。不僅可測(cè)量接地阻抗，還可測(cè)量出電阻分量和電抗分量。

5、可測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)干擾，方便用戶估計(jì)測(cè)量誤差。

6、具備斷線報(bào)警功能，避免了錯(cuò)誤測(cè)量。

7、操作簡(jiǎn)單。全中文菜單式操作，直接顯示出測(cè)量結(jié)果。

8、可保存50組測(cè)量數(shù)據(jù)，且自帶微型打印機(jī)可現(xiàn)場(chǎng)打印測(cè)量結(jié)果。

8、布線勞動(dòng)量小，無需大電流線。

10、本儀器體積小、重量輕，方便攜帶。

五、LYBDJ-III變頻大地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)和測(cè)試原理

主要由提供測(cè)試電流的異頻電源、電流和電壓測(cè)量電路以及微電腦測(cè)控系統(tǒng)組成。儀器通過測(cè)量接地裝置的電位升高與流入接地裝置的電流之比來測(cè)量接地阻抗。儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。異頻恒流電源可輸出頻率為45Hz或55Hz的正弦波測(cè)試電流，輸出頻率受微電腦系統(tǒng)控制。其輸出經(jīng)過隔離后通過儀器面板上的E、C兩個(gè)端子輸出。電壓放大器為一個(gè)高輸入阻抗放大器，它將P1、P2兩端的電壓放大后送給濾波器。電流放大器將從電流互感器取得的電流信號(hào)進(jìn)行放大后送給濾波器。濾波器用于濾除干擾信號(hào)，只允許45Hz和55Hz信號(hào)通過。A/D轉(zhuǎn)換器用于將電壓和電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以便微電腦系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。

用戶啟動(dòng)接地阻抗測(cè)量后，儀器首先開啟異頻電源使之輸出頻率為45Hz的電流，待電流穩(wěn)定之后，微電腦系統(tǒng)通過A/D轉(zhuǎn)換器取得電壓和電流波形數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)字濾波后計(jì)算出電壓V45和電流I45及其相位差,再進(jìn)一步計(jì)算出阻抗Z45、電阻分量R45和電抗分量X45。然后，切換異頻電源的輸出頻率為55Hz，經(jīng)過同樣的步驟后可計(jì)算出阻抗Z55、電阻分量R55和電抗分量X55。取Z45 和Z55的平均值作為工頻接地阻抗Z50。*后，關(guān)閉異頻電源，通過液晶屏顯示測(cè)量結(jié)果。因此阻抗測(cè)量時(shí)，儀器測(cè)量的是兩電壓輸入端P1、P2之間的電壓與電源輸出電流之比。

六、LYBDJ-III變頻大地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀面板說明

面板布置如圖2所示

圖2 面板圖

1、接線端子：位于面板右側(cè)，共有4個(gè)接線柱，分別是

E —電源輸出端1，進(jìn)行接地阻抗測(cè)量時(shí)接被測(cè)接地裝置

C —電源輸出端2，進(jìn)行接地阻抗測(cè)量時(shí)通過電流線連接到電流極

P1—電壓輸入端1，進(jìn)行接地阻抗測(cè)量時(shí)接被測(cè)接地裝置

P2 —電壓輸入端2，進(jìn)行接地阻抗測(cè)量時(shí)通過電壓線連接到電位極

2、按鍵

共4個(gè)按鍵，位于面板中下部

3、微型打印機(jī)

位于面板之左上部

4、液晶顯示器

液晶屏位于面板之中部偏右處。

七、使用說明

首先應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要，布置好測(cè)試回路并接好線，檢查接線無誤后方可打開儀器電源開關(guān)。注意，為了確保**，接線時(shí)請(qǐng)將電源開關(guān)置于斷開的位置。打開電源開關(guān)后，液晶屏首先顯示“歡迎使用”約3秒，之后自動(dòng)進(jìn)入日期設(shè)置屏。此時(shí)可通過按鍵修改日期，按“確認(rèn)”鍵后進(jìn)入功能選擇菜單。屏幕如下圖所示：

圖3

按一下 或者“光標(biāo)”鍵可改變待執(zhí)行的功能選項(xiàng)，按“確認(rèn)”鍵后，儀器執(zhí)行右箭頭所指示的功能。

§7.1“測(cè)量接地阻抗”功能

本功能用于測(cè)量工頻接地阻抗、接觸電壓、跨步電壓、轉(zhuǎn)移電位、場(chǎng)區(qū)地表電位梯度等工頻特性參數(shù)和土壤電阻率。本文將在下面章節(jié)中詳敘。

§7.2“測(cè)量土壤電阻率”功能

     此功能專門用于四極法測(cè)量土壤電阻率，輸入電極間距后，儀器自動(dòng)測(cè)量并計(jì)算出土壤電阻率。

§7.3 “測(cè)量干擾電壓”功能

     啟動(dòng)此功能后，干擾電壓將被不斷地測(cè)量并將其有效值顯示出來。按任意鍵可以退出此功能。

§7.4“歷史數(shù)據(jù)”功能

選擇“歷史數(shù)據(jù)”菜單后，液晶屏上將顯示出用戶測(cè)量并存儲(chǔ)的歷史測(cè)量數(shù)據(jù)記錄。屏幕顯示如下所示

    屏幕**行的“NO.01”表示*后1次存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，若為“NO.02”則表示是倒數(shù)第2次存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。其后為年月日。按上箭頭鍵或下箭頭鍵可以查看其他數(shù)據(jù)記錄。

屏幕第三行分別顯示了45Hz和55Hz下的測(cè)試電流有效值。 屏幕第四行為功能菜單區(qū)，通過按“光標(biāo)”鍵改變選擇。選擇“打印”菜單后，可打印出本條記錄的全部數(shù)據(jù)。選擇“刪除”菜單后，可刪除本條記錄。當(dāng)光標(biāo)位于*后的▼上時(shí)，按一下“確認(rèn)”鍵可以查看本記錄的其他參數(shù)，包括兩種頻率下的阻抗值、電阻分量、電抗分量等。如下例所示

第1行的數(shù)值分別為45Hz和55Hz下的阻抗（單位為Ω）。

第2行的數(shù)值分別為45Hz和55Hz下的電阻分量（單位為Ω）。

第3行的數(shù)值分別為45Hz和55Hz下的電抗分量（單位為Ω）。

上例中，45Hz下的阻抗、電阻分類、電抗分量分別為：     Z45=1.021Ω,R45=1.011Ω,X45=0.143Ω

按“確認(rèn)”鍵可以退出本屏幕返回前一屏。

八、 工頻接地阻抗的測(cè)量

接地阻抗的測(cè)量可按下面的步驟進(jìn)行。

§8.1 布置測(cè)試回路

首先應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選擇合適的測(cè)試回路布置。

圖4為現(xiàn)場(chǎng)通常采用的電流－電壓表直線三極法的布置圖，電壓線和電流線之間的夾角為零。采用夾角法時(shí)，電壓線和電流線之間的夾角不為零。直線法可視為夾角法的特例。

輔助電流極應(yīng)盡量遠(yuǎn)離被測(cè)接地裝置，通常電流極與被測(cè)接地裝置的距離應(yīng)為被測(cè)接地裝置*大對(duì)角線長(zhǎng)度D的4倍以上。

測(cè)試回路應(yīng)盡量避開河流、湖泊；盡量遠(yuǎn)離地下金屬管路和運(yùn)行中的輸電線路；注意減小電流線和電位線之間的互感影響，當(dāng)采用直線法時(shí)，應(yīng)注意使電壓線和電流線保持盡量遠(yuǎn)的距離。現(xiàn)場(chǎng)條件允許時(shí)，大型地網(wǎng)接地阻抗的測(cè)試*好采用夾角法。

一般情況下，可按下面的修正公式計(jì)算出接地裝置的接地阻抗Z 。

           (8-1)

式中，Z′=V/I為儀器測(cè)量值,D為被測(cè)接地裝置*大對(duì)角線長(zhǎng)度，dCG為電流極與接地裝置邊緣的距離，dPG為電位極與接地裝置邊緣的距離，θ為電流線與電位線的夾角。

三極直線法可看作是θ＝0時(shí)的特例。

由上式可看出，若滿足條件

    （8-2）

則Z= Z′，也就是說無需對(duì)儀器測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。式（8-2）又被稱為補(bǔ)償條件。

當(dāng)θ＝0時(shí)，補(bǔ)償條件（8-2）變?yōu)?/span>

dPG=0.618dCG

(8-3)

此即直線法中杰出的0.618法則，即電位極位于0.618 dCG處即可測(cè)得真值。關(guān)于電位極的位置。選取的電位極的位置應(yīng)該盡量使得補(bǔ)償條件（8-2）得到滿足。確定了電流極和電位極位置后，將作為電流極和電位極的地樁分別打入地下，應(yīng)使其與土壤緊密接觸。

§8.2 接線

按照?qǐng)D4進(jìn)行接線。

關(guān)于導(dǎo)線的選擇。測(cè)量時(shí)，電流線中將流過*大3A的電流，因此電流線應(yīng)具有通3A電流的能力，選用銅芯截面積大于1.0mm2的導(dǎo)線即可。但是當(dāng)電流線布得很長(zhǎng)時(shí)，電流線的電阻會(huì)增加回路電阻，為了降低電流線的電阻，應(yīng)該選用較粗的電流線。電壓線中只流過微安級(jí)電流，因此不用考慮其通流能力。導(dǎo)線應(yīng)具有良好的絕緣外皮，加接導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)用絕緣膠布包好連接點(diǎn)。

請(qǐng)選擇一個(gè)可接觸良好的待測(cè)接地裝置的接地引下線（如鍍鋅扁鐵），為電流注入點(diǎn)和電壓測(cè)量點(diǎn)。用一根導(dǎo)線（上面要求的電流線）將儀器面板的C1端子與電流注入點(diǎn)可靠連接，再用一根導(dǎo)線（電壓線）   

將儀器面板的P1端子與電壓測(cè)量點(diǎn)可靠連接。

用電流線將電流極與儀器的C2端子可靠連接。

用電位線將電位極與儀器的P2端子可靠連接。

進(jìn)行電連接時(shí)，注意首先去除接觸處的銹蝕層。檢查接線無誤后，可進(jìn)行下一步操作。

§8.3 啟動(dòng)測(cè)量

接通儀器電源后，按照第七章的方法啟動(dòng)“接地阻抗測(cè)量”功能。隨后，屏幕提示您設(shè)置測(cè)試電流大小，可選擇為“自動(dòng)”、0.2A、0.5A、1.0A、2.0A、3.0A. 選擇“自動(dòng)”時(shí)，儀器將以盡可能大的電流進(jìn)行測(cè)試。

按一下確認(rèn)鍵后，儀器開始自動(dòng)測(cè)試，測(cè)試完畢，屏幕將顯示測(cè)量結(jié)果，如下圖所示

屏幕**行顯示的是工頻接地阻抗；第三行顯示的是測(cè)試電流的有效值，前面的數(shù)值為45Hz下的電流值，后面的數(shù)值為45Hz下的電流值。屏幕*后一行為功能菜單區(qū)，可實(shí)現(xiàn)保存數(shù)據(jù)、打印結(jié)果、退出測(cè)量、查看其他參數(shù)等功能。執(zhí)行*后的“▼”功能可以查看其他參數(shù)，包括45Hz、55Hz下的阻抗Z、電阻分量R、電抗分量X.

若液晶屏顯示“測(cè)試電流偏小”，或者“電位極接地電阻偏大或電壓線斷線”請(qǐng)參考第十二章（異常處理）。

§8.4 測(cè)量結(jié)果的修正

若補(bǔ)償條件（8-2）或（8-3）不能滿足時(shí)，需對(duì)儀器測(cè)量結(jié)果按照§8.1中的修正公式（8-1）進(jìn)行修正。