工頻接地阻抗，是指接地裝置對遠方電位零點(diǎn)間的電位差與通過(guò)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慣地稱(chēng)為“工頻接地電阻”。此名稱(chēng)的糾正，在國家標準GB/T17949.1-2000“接地系統的土壤電阻率，接地阻抗和地面電位測量導則**部分：常規測量”以及電力行業(yè)標準“接地裝置特性參數測量導則修訂稿”（取代DL475-92）中作了闡述。本測量?jì)x采用交流電流進(jìn)行測試，故所測數值稱(chēng)為接地阻抗，而不再沿用以往的稱(chēng)呼“接地電阻”。在對接地裝置進(jìn)行測量時(shí)，由于受不平衡零序電流以及射頻等各種干擾，使得測試結果產(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(lái)的相對誤差更大。為了降低現場(chǎng)干擾的影響，目前采用的方法主要有兩種，一種是增大測試電流，一種是使用異頻法。**種方法是通過(guò)加大測試電流來(lái)加大信號電壓和信號電流，從而提高信噪比，減小測量誤差。這種方法由于采用了很大的測試電流（DL/T475-2006標準推薦不宜小于50A），使得設備非常笨重，且布線(xiàn)勞動(dòng)強度很大，耗時(shí)耗力。而且，由于主要干擾與信號同頻，無(wú)法從根本上消除干擾的影響。異頻法則是通過(guò)改變測試電流的頻率來(lái)避開(kāi)工頻干擾，由于信號頻率與干擾頻率不同，就可以通過(guò)濾波器來(lái)濾除干擾的影響，從而提高測量精度。異頻法由于采用的測試電流較小，因此設備小巧，布線(xiàn)勞動(dòng)強度也大大減輕。由于具有測試結果穩定可靠和省時(shí)省力的優(yōu)點(diǎn)，異頻法測試已被國內外專(zhuān)家廣泛接受和采用。但是根據定義，工頻接地阻抗是指接地裝置在工頻電流下呈現出的阻抗，而異頻法采用的測試電流頻率不為工頻,因此測得的數值就會(huì )與工頻電流下測得的值有偏差。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數阻抗，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。采用的測試頻率與工頻相差愈遠則等效性愈差，即測量誤差越大。為了保證測試的準確性，測試頻率與工頻不能相差太遠，且測試電流的波形應為正弦波（其他波形如方波含有豐富的諧波頻率）。早在70年代，美國、日本等國就規定了測試頻率與工頻之差不能超過(guò)10Hz。中國國家標準GB/T17949.1-2000要求測試電流頻率應該盡量接近工頻，行業(yè)標準DL/T475-2006規定了測試電流頻率宜在40～60Hz之間。本儀器采用45Hz和55Hz兩種頻率進(jìn)行測量，再計算出50Hz下的等效阻抗，因此測量的準確性和等效性進(jìn)一步得到提高。

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

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

1、測量的工頻等效性好。測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)行測量。

2、抗地電壓干擾能力強。本儀器采用異頻法測量，配合現代軟硬件濾波技術(shù)，使得儀器具有很高的抗干擾性能，測試數據穩定可靠。20V工頻干擾僅帶來(lái)0.002Ω誤差。

3、精度高?？捎脕?lái)測量接地阻抗很小的大型地網(wǎng)。

4、功能強大?？蓽y量相關(guān)標準規定的接地裝置的全部特性參數。不僅可測量接地阻抗，還可測量出電阻分量和電抗分量。

5、可測量現場(chǎng)干擾，方便用戶(hù)估計測量誤差。

6、具備斷線(xiàn)報警功能，避免了錯誤測量。

7、操作簡(jiǎn)單。全中文菜單式操作，直接顯示出測量結果。

8、可保存50組測量數據，且自帶微型打印機可現場(chǎng)打印測量結果。

8、布線(xiàn)勞動(dòng)量小，無(wú)需大電流線(xiàn)。

10、本儀器體積小、重量輕，方便攜帶。

五、LYBDJ-III變頻大地網(wǎng)接地電阻測試儀內部結構和測試原理

主要由提供測試電流的異頻電源、電流和電壓測量電路以及微電腦測控系統組成。儀器通過(guò)測量接地裝置的電位升高與流入接地裝置的電流之比來(lái)測量接地阻抗。儀器內部結構如圖1所示。異頻恒流電源可輸出頻率為45Hz或55Hz的正弦波測試電流，輸出頻率受微電腦系統控制。其輸出經(jīng)過(guò)隔離后通過(guò)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進(jìn)行放大后送給濾波器。濾波器用于濾除干擾信號，只允許45Hz和55Hz信號通過(guò)。A/D轉換器用于將電壓和電流信號轉換為數字信號以便微電腦系統進(jìn)行分析處理。

用戶(hù)啟動(dòng)接地阻抗測量后，儀器首先開(kāi)啟異頻電源使之輸出頻率為45Hz的電流，待電流穩定之后，微電腦系統通過(guò)A/D轉換器取得電壓和電流波形數據，進(jìn)行數字濾波后計算出電壓V45和電流I45及其相位差,再進(jìn)一步計算出阻抗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(guò)同樣的步驟后可計算出阻抗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(guò)液晶屏顯示測量結果。因此阻抗測量時(shí)，儀器測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)接地電阻測試儀面板說(shuō)明

面板布置如圖2所示

圖2 面板圖

1、接線(xiàn)端子：位于面板右側，共有4個(gè)接線(xiàn)柱，分別是

E —電源輸出端1，進(jìn)行接地阻抗測量時(shí)接被測接地裝置

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

P1—電壓輸入端1，進(jìn)行接地阻抗測量時(shí)接被測接地裝置

P2 —電壓輸入端2，進(jìn)行接地阻抗測量時(shí)通過(guò)電壓線(xiàn)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

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(shuō)明

首先應根據實(shí)際需要，布置好測試回路并接好線(xiàn)，檢查接線(xiàn)無(wú)誤后方可打開(kāi)儀器電源開(kāi)關(guān)。注意，為了確保**，接線(xiàn)時(shí)請將電源開(kāi)關(guān)置于斷開(kāi)的位置。打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)后，液晶屏首先顯示“歡迎使用”約3秒，之后自動(dòng)進(jìn)入日期設置屏。此時(shí)可通過(guò)按鍵修改日期，按“確認”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”鍵可改變待執行的功能選項，按“確認”鍵后，儀器執行右箭頭所指示的功能。

§7.1“測量接地阻抗”功能

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

§7.2“測量土壤電阻率”功能

     此功能專(zhuān)門(mén)用于四極法測量土壤電阻率，輸入電極間距后，儀器自動(dòng)測量并計算出土壤電阻率。

§7.3 “測量干擾電壓”功能

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

§7.4“歷史數據”功能

選擇“歷史數據”菜單后，液晶屏上將顯示出用戶(hù)測量并存儲的歷史測量數據記錄。屏幕顯示如下所示

    屏幕**行的“NO.01”表示*后1次存儲的數據，若為“NO.02”則表示是倒數第2次存儲的數據。其后為年月日。按上箭頭鍵或下箭頭鍵可以查看其他數據記錄。

屏幕第三行分別顯示了45Hz和55Hz下的測試電流有效值。 屏幕第四行為功能菜單區，通過(guò)按“光標”鍵改變選擇。選擇“打印”菜單后，可打印出本條記錄的全部數據。選擇“刪除”菜單后，可刪除本條記錄。當光標位于*后的▼上時(shí)，按一下“確認”鍵可以查看本記錄的其他參數，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行的數值分別為45Hz和55Hz下的阻抗（單位為Ω）。

第2行的數值分別為45Hz和55Hz下的電阻分量（單位為Ω）。

第3行的數值分別為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(lèi)、電抗分量分別為：     Z45=1.021Ω,R45=1.011Ω,X45=0.143Ω

按“確認”鍵可以退出本屏幕返回前一屏。

八、 工頻接地阻抗的測量

接地阻抗的測量可按下面的步驟進(jìn)行。

§8.1 布置測試回路

首先應根據現場(chǎng)的實(shí)際情況選擇合適的測試回路布置。

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

輔助電流極應盡量遠離被測接地裝置，通常電流極與被測接地裝置的距離應為被測接地裝置*大對角線(xiàn)長(cháng)度D的4倍以上。

測試回路應盡量避開(kāi)河流、湖泊；盡量遠離地下金屬管路和運行中的輸電線(xiàn)路；注意減小電流線(xiàn)和電位線(xiàn)之間的互感影響，當采用直線(xiàn)法時(shí)，應注意使電壓線(xiàn)和電流線(xiàn)保持盡量遠的距離?，F場(chǎng)條件允許時(shí)，大型地網(wǎng)接地阻抗的測試*好采用夾角法。

一般情況下，可按下面的修正公式計算出接地裝置的接地阻抗Z 。

           (8-1)

式中，Z′=V/I為儀器測量值,D為被測接地裝置*大對角線(xiàn)長(cháng)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(xiàn)與電位線(xiàn)的夾角。

三極直線(xiàn)法可看作是θ＝0時(shí)的特例。

由上式可看出，若滿(mǎn)足條件

    （8-2）

則Z= Z′，也就是說(shuō)無(wú)需對儀器測量結果進(jìn)行修正。式（8-2）又被稱(chēng)為補償條件。

當θ＝0時(shí)，補償條件（8-2）變?yōu)?/span>

dPG=0.618dCG

(8-3)

此即直線(xiàn)法中杰出的0.618法則，即電位極位于0.618 dCG處即可測得真值。關(guān)于電位極的位置。選取的電位極的位置應該盡量使得補償條件（8-2）得到滿(mǎn)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，應使其與土壤緊密接觸。

§8.2 接線(xiàn)

按照圖4進(jìn)行接線(xiàn)。

關(guān)于導線(xiàn)的選擇。測量時(shí)，電流線(xiàn)中將流過(guò)*大3A的電流，因此電流線(xiàn)應具有通3A電流的能力，選用銅芯截面積大于1.0mm2的導線(xiàn)即可。但是當電流線(xiàn)布得很長(cháng)時(shí)，電流線(xiàn)的電阻會(huì )增加回路電阻，為了降低電流線(xiàn)的電阻，應該選用較粗的電流線(xiàn)。電壓線(xiàn)中只流過(guò)微安級電流，因此不用考慮其通流能力。導線(xiàn)應具有良好的絕緣外皮，加接導線(xiàn)時(shí)，應用絕緣膠布包好連接點(diǎn)。

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

將儀器面板的P1端子與電壓測量點(diǎn)可靠連接。

用電流線(xiàn)將電流極與儀器的C2端子可靠連接。

用電位線(xiàn)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(xiàn)無(wú)誤后，可進(jìn)行下一步操作。

§8.3 啟動(dòng)測量

接通儀器電源后，按照第七章的方法啟動(dòng)“接地阻抗測量”功能。隨后，屏幕提示您設置測試電流大小，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)行測試。

按一下確認鍵后，儀器開(kāi)始自動(dòng)測試，測試完畢，屏幕將顯示測量結果，如下圖所示

屏幕**行顯示的是工頻接地阻抗；第三行顯示的是測試電流的有效值，前面的數值為45Hz下的電流值，后面的數值為45Hz下的電流值。屏幕*后一行為功能菜單區，可實(shí)現保存數據、打印結果、退出測量、查看其他參數等功能。執行*后的“▼”功能可以查看其他參數，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“測試電流偏小”，或者“電位極接地電阻偏大或電壓線(xiàn)斷線(xiàn)”請參考第十二章（異常處理）。

§8.4 測量結果的修正

若補償條件（8-2）或（8-3）不能滿(mǎn)足時(shí)，需對儀器測量結果按照§8.1中的修正公式（8-1）進(jìn)行修正。