【導(dǎo)讀】接地電阻測量是每個電子工程師必須懂得的基礎(chǔ)知識。那么如何去測量接地電阻呢？用什么去測量？怎么測量才最準(zhǔn)確呢？恐怕這不是每個工程師都懂得的。一位技術(shù)控分享了關(guān)于接地電阻測試儀的測量方法，供大家學(xué)習(xí)參考！
1 直接法
這里所謂的直接法就是電阻法,利用大功率標(biāo)準(zhǔn)電阻直接接于被測大電流接地電阻測量儀的測量端,原理框圖如圖1所示,用標(biāo)準(zhǔn)電阻值與測量儀表頭所顯示的電阻值作比較。
設(shè)標(biāo)準(zhǔn)電阻值為RN,即實(shí)際值,被檢表顯示讀數(shù)為RX,則被檢表的絕對誤差為:
Δ＝RX－RN
被檢表的相對誤差為:
r＝［(RX-RN)/RN］×100%
用此方法檢測時應(yīng)注意測量儀恒流輸出所限制的電阻范圍,超出該范圍,將不再恒流且測量不正確。由于所測均為小電阻,導(dǎo)線及接觸電阻的消除、四端鈕接線等都是必須注意的,同時注意不可引入別的哪怕是很微小的附加電阻。
用此方法檢測,簡單直觀方便,測量準(zhǔn)確,但應(yīng)當(dāng)具備一套不同阻值(并非均為十進(jìn)制變化)的大功率標(biāo)準(zhǔn)電阻,由于它的特殊要求,這種電阻需由廠家定做。
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2 間接法
所謂間接法就是利用電流電壓的方法來進(jìn)行測量。
2.1 用標(biāo)準(zhǔn)電壓源法進(jìn)行測量
接地電阻測量儀的基本原理為以已知恒定電流通過被測電阻RX的壓降來代表所測電阻值。根據(jù)這一原理,可用標(biāo)準(zhǔn)電壓源和標(biāo)準(zhǔn)電流表來檢測接地電阻測量儀,檢測框圖如圖2所示。
標(biāo)準(zhǔn)電壓源輸出一個標(biāo)準(zhǔn)電壓UN,同時讀出標(biāo)準(zhǔn)電流表顯示的電流IN,此時被檢測量儀表頭顯示值為RX值,則實(shí)際值為:
R＝UN／IN
絕對誤差為:
Δ＝RX－R＝RX－UN／IN
相對誤差為:
r＝［（RX－UN／IN）／（UN／IN)］×100%
通過輸出不同的標(biāo)準(zhǔn)電壓值,便可測得一系列電阻值。用此方法檢測時應(yīng)注意測量儀在恒定電流下所限定的電阻范圍對應(yīng)的電壓值范圍,使標(biāo)準(zhǔn)源輸出的電壓在此范圍內(nèi)。對于某些型號的接地電阻測量儀(如武漢市華天電力自動化有限責(zé)任公司的產(chǎn)品),其內(nèi)部電壓電流回路并非完全獨(dú)立,主要是由于自動消除引線電阻電路的存在所致,因此不能簡單地如框圖所示直接接入電壓源電流表測量,而需利用其儀器所帶專用導(dǎo)線首先進(jìn)行引線電阻的消除,只有當(dāng)引線電阻完全消除后,方可按框圖所示接線測量。
2.2 用標(biāo)準(zhǔn)電壓表法進(jìn)行測量
利用標(biāo)準(zhǔn)電壓表、標(biāo)準(zhǔn)電流表以及大電流電阻對大電流接地電阻測量儀進(jìn)行測量,其檢測接線框圖如圖3所示。
測量時,接上一電阻值R,立即讀取標(biāo)準(zhǔn)電流表和標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)IN、VN,此時被檢接地電阻測量儀表頭也顯示出所測電阻值RX。而標(biāo)準(zhǔn)電流表、標(biāo)準(zhǔn)電壓表所測值對應(yīng)的電阻值可認(rèn)為是所測電阻的真值,即:
R＝VN／IN
絕對誤差為
Δ＝RX－R＝RX－VN／IN
相對誤差為
r＝［（RX－VN／IN）／（VN／IN)］×100%
通過接入不同的電阻值,便可測得一系列的值。從而確定出被檢接地電阻測量儀的誤差情況。
用此方法檢測時應(yīng)注意接地電阻測量儀所能測量的電阻范圍,接入的電阻不可超出此電阻范圍;由于所測電阻均為小電阻,因此必須采用四端測量;因是大電流測量,測量時間應(yīng)盡量短。
[page]3 誤差分析
3.1 直接法的誤差
直接法測量時,誤差的主要來源是標(biāo)準(zhǔn)電阻引入的。在消除了引線電阻的影響后,只要標(biāo)準(zhǔn)電阻的誤差為被檢表允許誤差的1/3～1/5即可。
3.2 間接測量的誤差
3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)電壓源法測量時的誤差
裝置的主要誤差來源:
(1)標(biāo)準(zhǔn)電流表引入的誤差S1:由于被檢電流最高精度為0.5%,因此選用0.1級標(biāo)準(zhǔn)電流表即可。
(2)標(biāo)準(zhǔn)電壓源帶來的誤差S2:由于被檢表精度不高,在選用標(biāo)準(zhǔn)電壓源時,一般采用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的三用表校驗(yàn)儀D030的交流電壓信號輸出便可滿足要求,考慮到所需電壓較小,其輸出值誤差一般不超過±0.5%。
(3)標(biāo)準(zhǔn)電壓源輸出漂移帶來的誤差S3：一般D030穩(wěn)定性誤差為±0.05%,考慮小電壓情況,其漂移誤差一般也不會超過±0.1%。
裝置的總誤差為:
由于被測接地電阻測量儀電阻精度最高為2%讀數(shù)±2個字,可見裝置總誤差能滿足要求。
3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)電壓表法測量時的誤差
(1)標(biāo)準(zhǔn)電流表引入的誤差S1:由于被檢電流最高精度為0.5%,因此選用0.1級標(biāo)準(zhǔn)電流表即可。
(2)標(biāo)準(zhǔn)電壓表帶來的誤差S2:由于被檢表精度不高,選用0.05級標(biāo)準(zhǔn)電壓表即可滿足要求。考慮到所測電壓較小,其測量誤差一般不超過±0.5%。
(3)標(biāo)準(zhǔn)電壓表輸入阻抗帶來的誤差S3:因所測電阻均為1Ω以下,相對而言,標(biāo)準(zhǔn)電壓表輸入阻抗帶來的誤差完全可以忽略不記。
(4)電阻引入的誤差S4:用此法檢測,接入的電阻并不作為標(biāo)準(zhǔn),僅作為被檢表與標(biāo)準(zhǔn)表測量的一個載體,因此該電阻的精度并不影響測量結(jié)果,影響測量結(jié)果的主要因素是電阻的穩(wěn)定性,由于所接電阻大電流的要求,此電阻通常是由專門的材料和工藝定做而成,對其穩(wěn)定性有一定的要求,加之被檢表和標(biāo)準(zhǔn)表幾乎是同時測量,因此電阻穩(wěn)定性引入的誤差可忽略不記。
裝置總誤差為:
由于被測接地電阻測量儀電阻精度最高為2%讀數(shù)±2個字,可見裝置總誤差能滿足要求。
