三极直线法接地电阻测量
2014-08-08
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1 三极直线法的接线
三极直线法是接地电阻测试中使用最多和最普遍的方法，测试时被测接地网1、电压辅助极2与电流辅助极3三点（极）按一直线布置。
在三极直线法测量中，这三个极如何布置呢，具体说，辅助电压极与辅助电流极与被测接地装置（网）的距离如何布置和掌握，这是测准接地电阻的关键之一。一般接地电阻测试仪器仪表都提供有两根辅助接地极，并配套有两根测试导线，一根40m，另一根20m。有些仪器，如日立Kyoritsu 4150A表，的配套导线还更短。用这样的配套导线能否获得准确的测量结果呢？这是每一个测量者都十分关心的问题。
E 测试电源 A 电流表 V 电压表
1 被测接地装置，2 电压极， 3 电流极
D 接地网最大对角尺寸， d13 接地网到电流极的距离
d12 接地网到电压极的距离，d23 电压极与电流极的距离
图2 三极直线法测量接地电阻的接线
2 三极直线法的测量原理
按图2的接线，可以列出三个极的电压方程：
U1= R1I1 + R12I2 + R13I3 （4a）
U2 = R21I1+R2I2 +R23I3 （4b）
U3 = R31I1+R32I2+R3I3 （4c）
式中，I1——流入接地装置的电流。
I2——流入电压极的电流。
I3——流入电流极的电流。
R1——接地装置1的自电阻，即接地装置的被测接地电阻。
R2——电压极的自电阻。
R3——电流极的自电阻。
R23和R32——电压极和电流极之间的互电阻，它们相等。
R12和R21——接地装置与电压极之间的互电阻，它们相等。
R13和R31——接地装置与电流极之间的互电阻，它们相等。
测试时电流是从接地装置流入大地，而从电流极流出，回到电源。取流入大地的电流方向为正，则I1=－I3。因为流过电压极的电流极小，故可以认为I2=0。又因三对互电阻相等：R23=R32，R12=R21，R13=R31，则方程组可改写为：
（5a）
（5b）
（5c）
由式（5a）－式（5b），得U
（6）
由此可得接地电阻的测量值为：
（7）
在式（7）的等式右边，第一项R1为接地装置接地电阻的真值，于是，后三项互电阻（R23－ R12－R13）就为测量误差：
（8）
从式（7）和（8）可知，测量误差由三个互电阻构成，而互电阻又是由各电极的相对位置引起，取决于各电极位置的布置。正确的电极位置的布置应使
（9）
则测量误差就可等于或接近于零。
如果电极周围土壤电阻率是均匀的，两个极的互电阻与土壤电阻率成正比，而与两电极间的距离成反比：
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