三極直線法接地電阻測量
2014-08-08
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1 三極直線法的接線
三極直線法是接地電阻測試中使用最多和最普遍的方法，測試時被測接地網1、電壓輔助極2與電流輔助極3三點（極）按一直線布置。
在三極直線法測量中，這三個極如何布置呢，具體說，輔助電壓極與輔助電流極與被測接地裝置（網）的距離如何布置和掌握，這是測準接地電阻的關鍵之一。一般接地電阻測試儀器儀表都提供有兩根輔助接地極，并配套有兩根測試導線，一根40m，另一根20m。有些儀器，如日立Kyoritsu 4150A表，的配套導線還更短。用這樣的配套導線能否獲得準確的測量結果呢？這是每一個測量者都十分關心的問題。
E 測試電源 A 電流表 V 電壓表
1 被測接地裝置，2 電壓極， 3 電流極
D 接地網最大對角尺寸， d13 接地網到電流極的距離
d12 接地網到電壓極的距離，d23 電壓極與電流極的距離
圖2 三極直線法測量接地電阻的接線
2 三極直線法的測量原理
按圖2的接線，可以列出三個極的電壓方程：
U1= R1I1 + R12I2 + R13I3 （4a）
U2 = R21I1+R2I2 +R23I3 （4b）
U3 = R31I1+R32I2+R3I3 （4c）
式中，I1——流入接地裝置的電流。
I2——流入電壓極的電流。
I3——流入電流極的電流。
R1——接地裝置1的自電阻，即接地裝置的被測接地電阻。
R2——電壓極的自電阻。
R3——電流極的自電阻。
R23和R32——電壓極和電流極之間的互電阻，它們相等。
R12和R21——接地裝置與電壓極之間的互電阻，它們相等。
R13和R31——接地裝置與電流極之間的互電阻，它們相等。
測試時電流是從接地裝置流入大地，而從電流極流出，回到電源。取流入大地的電流方向為正，則I1=－I3。因為流過電壓極的電流極小，故可以認為I2=0。又因三對互電阻相等：R23=R32，R12=R21，R13=R31，則方程組可改寫為：
（5a）
（5b）
（5c）
由式（5a）－式（5b），得U
（6）
由此可得接地電阻的測量值為：
（7）
在式（7）的等式右邊，第一項R1為接地裝置接地電阻的真值，于是，后三項互電阻（R23－ R12－R13）就為測量誤差：
（8）
從式（7）和（8）可知，測量誤差由三個互電阻構成，而互電阻又是由各電極的相對位置引起，取決于各電極位置的布置。正確的電極位置的布置應使
（9）
則測量誤差就可等于或接近于零。
如果電極周圍土壤電阻率是均勻的，兩個極的互電阻與土壤電阻率成正比，而與兩電極間的距離成反比：
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