防雷教材接地系统的测量技术

1、接地系统的测量技术设计接地装置时，为了保证接地装置正常运行，必须对儿个重要参数进行测 量。本章第一节介绍了接地的模拟实验法，是后续儿节测量法的基础。第二节介 绍了接地电阻测量的三种方法：电压电流表法、比率计法和电桥法。土壤电阻 率是决定接地体接地电阻的重要因素，故笫三节介绍了测量方法。为了确保人身 安全，还必须测量接触电压、跨步电圧和电位分布，第四节引入了相应的测量方 法。9. 1接地的模拟实验法9. 1. 1模拟实验设计复杂形状接地电极时，设计者要导出接地电阻的计算公式是很困难的。 这时，釆用水槽模拟实验法推算接地电阻会更简便。模拟实验是科学实验的一种 基本类型，它是通过模仿实验对象制作模型

2、或模仿实验的某些条件来进行实验的 一种实验方法。9. 1.2水槽模拟实验法水槽模拟实验法已经有很多研究分类，其中推定电容量和推定电位分布这类 研究最具代表性，被称为电解槽模拟实验法。水槽模拟实验所须的实验设备有: 水槽、水槽中的媒介、电源、电流表、电压表、模拟接地电极等。本实验是进行 接地的模拟的实验，故水槽必须做成与均质大地相似的环境。水槽实验如图9.1 所示，用充满自来水的水槽模拟匀质大地。-©图9.2金属归路电极从测量精度观点来看，水槽尽可能大，但不一定是山金属材质制造。在接地 模拟实验时，归路电极是必要的。故当使用绝缘材料合成树脂来制作容器时，必 须放入半球状金属制网状电极作

3、为归路电极。如图9.2当金属制归路电极是水槽 时，水槽面积有效利用是有益的。可以考虑选用电解质溶液作为水槽中的媒介。 研究发现自来水的电阻率随温度变化，是其中最方便的。本书用自来水设置水温 检测器测定温度，从而计算电阻率。作为电极材料，导电性越高越好，故一般采用加工的铜、黃铜。在使用它们 之前，需要在电极表面进行脱脂。采用较小的电极模型时，水表面张力会使电极 表面和水不能很好粘土，这会影响测量结果。电源使用工频电源，且必须接入绝 缘变圧器把电源与配电系统的接地隔开。接地电阻是在电流流入接地电极时，把 相对于无限远点的接地电极的电位升除以注入电流除得到的商。电压表一端在模 拟电极上，另一端连接处

4、因水槽制成材料不同而不同。若为金属材料，则接在水 槽上；若为绝缘材料，则接在归路电极上。在水槽模拟实验中，如图9所示, 模拟接地实验的电位升和注入电流分别由电压表和电流表测量。接地电阻的大小范圉，如严密地从理论上来说，应包含无限远方的大地，而 在水槽模拟实验中，只能做出有限大的水槽。水槽有限性引起的误差可以通过半 球电极和半球水槽如图9.3来研究。x dx图9.3半球形水槽如图9.3半径为“半球状接地电极中，注入电流以放射状流出。假设离半球 中心距离r的地方有半径为r的半球形水槽，水槽电阻率为P o离球中心距离为dR = P(9-1)x的地方，厚度dx处电阻为:2 nx2dR与离电极的距离x的

5、平方成反比。而离电极表面xh。至无限远X-°°处对dR 积分便可以计算半球电极真的接地电阻R，即：r 8r=ror=c dR =r-=Jr=ro2开丿0 乂2 P _丄广 2 nr0.2nl xjro忽略了水槽外侧的分布电阻AR,会使测量结果产生误差。不妨把这个误差 称为中止（中途停止）误差e%,计算公式为：e=x 100 = x 100%从公式中可以得出结论：误差G由r0/r决定。(9-2)(9-3)表91水槽大小和中止误差水槽的半径r中止误差£/%2r0505r02510r0102Oro5从表91可以得出结论，当=20"，即水槽的半径是模拟半径的20

6、倍时，误 差丘是5%o当模拟比水槽做得更大时，误差变小。实际实验中，不管水槽做得 大小如何，中止误差是不可避免的。虽然接地电阻的推定精度山是山中止误差决定，但是有改善推定精度的方法。在半球电极实验中，其接地电阻真值在理论上 是不清楚的，但利用实验算出中止电阻分量是可行的。AR由具体实验条件（水 槽的大小和形状）大致决定，儿乎不受水槽模型形状影响。形状引起的接地电阻 的变化是在电极附近发生的，而对远方影响很小，故对于用半球之外的电极实验 时，使用半球做实验可以在一定程度上修正测量值。下面讲述比例尺的换算方法。当电极形状一定大小相似变化时，接地电阻R 可表示成：式中L一电极规模特征的尺寸，m K是

7、III形状决定的系数。Ri图9.4相似的接地电极如图9.4所示，把相似的接地电极的尺寸取小和再把它形状固定起来并且大 地电阻率乂固定不变时，接地电阻与接地电极尺寸成反比。即有下式的关系：Ri图9.5大地电阻率变化后相似接地电阻现在，如图9.5所示，大地电阻率变化时式95变成如下那样:RjL Pl L2 =R2P2 L1式中R原型电极的接地电阻，Q；R2模拟电极的接地电阻，Q;M缩尺率(总);P大地电阻率，Q-m：Pm实验时用的煤质的电阻率，O-nioRi = R2-m(9-7)Pm上式可以从模拟接地电阻推定原型电阻。9.2接地电阻的测量9.2. 1接地电阻测量的目的接地装置接地电阻的测量通常基

8、于如下六个目的：1. 取得建筑物防雷保护，建筑物内设备防雷保护及有关人身安全所必需的 设计数据。2. 对计算值进行校核，以检验计算方法的正确性，为新的计算方法或软件 的推广应用提供依据3. 测量接地装置的真实接地电阻，检查新接地网的接地电阻是否达到设计 要求，检查旧接地网的接地电阻是否发生了变化。4. 确定无线电发射机发射电路接地装置的合适性。5. 确定防雷保护接地装置的合适性。6. 确定山于电力系统接地故障电流引起的地电位升及在整个地段内的电位 变化。用于现以场测量接地电阻的方法，总的来说，都是以“导线一大地为回路， 依据电极布置的要求，用补偿法进行测量。但是按照所使用的电源不同，测量方 法

9、分为直流法和交流法两类；乂按读取数据和仪表的不同，分为电压-电流法、 比率法和电桥法。这些方法既有其优点乂有其不足和局限性，选取时应根据实际 的测量目的及测量对象作出适当的选择。9.2.2测量接地电阻的基本原理测量接地电阻时，通常是根据其意义进行测量的：接地电阻是电流I经接地 体流入大地时接地点U和I的比值。测量方法为：在接地点注入一定电流，如图9.6所示。为简化计算，不妨设 接地体为半球形，可以算得距球心X处电流密度为：J =亠(9-8)2 JTX2式中 J 距球心为X处的球面上电流密度，A/m2；I 一接地体入地的电流，A：X距球心的距离,mo不妨设无穷远处电势为零，P为土壤电阻率，电场中

10、任意两点电势差等于电 场强度在两点间的线积分，即E二Jp,则距接地球心X(X> r_g)压为：U=fx-E dx=JX<lx=I"(9-9)丿 82irXirxJoo由上式得，电极1、2之间的电势差为：电极3使1、2之间出现的电势差为:%誌估-亡）电极1、2之间的总电势差为：U = U12 + U；2 "化斗 + 一工）2ir rg d12d23 dis/由此电极1、2之间呈现电阻为：(9-10)(9-11)(9-12)(9-13)%接地体1的接地电阻实际值为：UP /11 . 11 =I2n red丄2Q23dis/R =丄 2叫(9-14)式中R接地体的实际

11、电阻，n；rgS地体的半径，m。要使实际接地电阻R等于测量的接地电阻Rg,就必须使式（9-13）与式（9-14） 相等，即：- + - = 0心2 23d13令di2=d13,d23=(l-a)d13,R入式(9-13)得：占1=0 l-a a a2 + a - 1=0a=0.618(9-15)即 解得如果在半球形表面，电流极不置于无穷远处，电压极就必须放在电流极和被 测接地体两者之间，距接地体0618血处，这种测量接地电阻的方法被称为0.618 法或补偿法。当假设的前提为：接地体为半球形，球心位置电阻率一致和忽略镜 像的影响时，这一结论的应用才是有范圉的，但是实际中接地电阻大多数为带状、 管

12、状和管状形成的接地网。测量结果的差别程度随极间距离d“的减小而增大。 当等位面距其中心越远，不论接地体的形状如何，其形状就越接近半球形，并且 在论证一个电极作用时，忽略了另一个电极的存在，也只在极距足够大的情 况下才能减小误差。实际地网是介于圆盘和圆环两者间的网格状，用上述论证方 法，可以证明当接地体的圆盘（圆盘半径为r）,电极布置采用补偿法时，其测量误差G为sin1 話）（9-16）取不同的山3代入式（9-16）可隶得相盒的误差，笳表9-2所示，表中D为 圆盘直径。表122采用不同电极距离测量圆盘接地体接地电阻电极距离d25D4D3D2DD误差£ (%)-0.057-0.089-0

13、.216-0.826-8.2从上表可知，用2D补偿法测量圆盘接地体的接地电阻时，其误差比较小（小 于 1%）。不妨设接地网为圆环接地体，接地导体的直径d=8mnr地网半径i=40mm, 取不同的弧值，采用补偿法，按式（9J6）计算其相应测量误差巳结果如表93 所示。表93 用不同电极距离（d】3）测量圆环接地体接地电阻误差ED135D4D3D2D巳）-0.0322-0.0595-0.138-0.498山表9-3和表92知，以D或2D （为圆环直径）补偿法测量接地电阻时， 误差均小于1%。釆用2D补偿法时，测量电极的布置是电流极距离地网中心 d13=2D,电压极距地网中心是d12=0.61 &a

14、mp;d3=l235D。DL47592接地装冒工 频特性参数的测量导则规定：当被测接地装置的面积较大而土壤电阻率不均匀 时，为了得到较为可信的测试结果，建议把电流极离被测接地装置的距离增大, 例如增大到10 km,同时，电压极离被测接地装置的距离也相应增大。如果在测 量工频接地电阻时，取45D值有困难，那么当接地装置的土壤电阻不均匀 时，兀可以取3D值，弧取17D值。当接地装置周围的土壤电阻率较均匀时, 弧可以取2D值，弧取D值。9.2.3测量接地电阻的方法一、电压-电流表法电压-电流表法是常用的一种测量方法，其接线如图9.7所示，测量时只需测 得伏特表和安培表的示数，然后计算接地电阻：R =

15、 Y（9-17）式中 R接地电阻，G；U实测电压，V；I实测电流，Ao此方法的最大优点是不受测量范围限制，小到0.1G （如大电流接地系统的 接地电阻）大到100Q及以上的接地电阻都能测量，而且测量结果也比较准确。 此方法不足的是：测量需要独立的电源；测量的准备1：作和测量过程较繁琐；测 后需经过计算才能得岀接地电阻的值。故对于大型接地网，如220kV及以上的 变电所的接地网或当接地网对角线D>60不能采用比率计法和电桥法时，应采用 电压电流表法。图9.7用电压电流表法测量接地电阻的接线图二、比率计法比率计法的简化原理接线如图9.8所示。山图可见，被测接地体、串联的附 加电阻Rii和接地

16、棒与起测量作用的主要部件（拥有两个框架式线圈r）相连。测 量时，流比计指针偏转的角度与流入两框架式线圈里的电流比成正比 12（r + R"） = I或氐= （r + Rn） oMC-07和MC-08型接地电阻测量仪就是利用这个基本原理制成的故只要测量前把流比计的刻度用电阻校准，测量 时就可以直接读出接地电阻来。图9.8流比讣型接地电阻测量仪的简化原理图三、电桥法（也称电位法）电桥法的原理接线之一，可参见图9.9,调节滑动变阻器电阻r使检流计（P） 指针指零，则有R尸半。取k=n,n称为电桥倍率，k为倍率电阻并 联系数，并根据这个基本原理制症接地电前测量仪（如ZC-8）o只要测量时调节

17、 滑动变阻器r使检流计指针指零，就可直接从表盘上得到接地电阻值（Rd二nr）。QTOR.图9-9 1接地体；2接地极；3电流极；P检流计；r滑动电阻；T实验变压器山上述可知，利用接地电阻测量仪测量接地电阻，不但方便简单，而且不需 要另外配备独立电源，但是被测接地装置电阻不在其测试范圉之内时不能采用。 从上述的各种测量方法和原理接线图中可知，无论釆用哪种方法，测量时都需要 敷设两组辅助性质的接地体。一组是用来构成流过被测接地装置的电流回路，称 为辅助接地体（或称为电流极）；另一组是用来测量被测接地装置与零电位点（大 地）之间的电压，称为接地棒（或称为电压极）。但是，除了电压电流表法需要 现场准备

18、，对按电桥法和比率汁法原理制成的接地电阻测量仪，一般都带有配套 的辅助接地棒和接地体以及相关的连接导线。9. 2. 4影响接地电阻测量结果的因素及消除方法山于受到各方面因素的影响，发电厂接地网接地电阻的测量结果产生了很大 误差。大型的接地网一般要求接地电阻阻值很小，受不利因素制约，测量时外界 干扰带来的相对误差，常使得测量结果不能客观真实地反映接地网工作情况。测 量结果的不确定性，不但会带来经济损失，例如地网误改造，损坏设备等，而且 可能还会带来严重的安全隐患。故保证地网接地电阻值在合格范用内，是设备正 常、安全运行的基础。特别对于防雷接地而言，接地电阻越小，瞬间将儿千安培 的雷电流引入大地的

19、能力也就越好，被保护对象也就越安全。正确选择接地电阻 的测量方法，消除影响接地电阻测量值的不利因素是十分必要的。下面从外界干 扰和测量回路本身因素两个方面探讨一下如何消除这两方面的影响。一.外界干扰的来源及消除的方法受电力系统零序电流的干扰，以及高频干扰等各种干扰，接地网接地电阻的 测量结果产生了很大的误差。同时，必须注意测量的过程引线互感对测量结果的 干扰。如何消除这两个方面的影响，则需要笔者在试验中掌握方法。下面分别阐 述如何消除这两方面干扰的影响。1 消除接地体上的零序电流干扰川1于负载的不平衡,35KV直配线、110KV 联网的电厂，经接地体总会有一些零序电流流过，给测量结果带来误差。

20、笔者厂 可以采用试频大电流法，即增加测量电流的数值，来消除零序电流对接地电阻测 量值的影响。这样做不仅可以提高信噪比，减小测量误差而且可以利用两次测量 的结果，对数值进行校正。2消除引线互感对测量的干扰。为此，研究者在测量接地网接地电阻时， 可以采用三角形布置电极，电流极引线的截面山电流值大小决定；电圧极引线截 面不应小于101.5平方毫米；电流极与电压极的引线应相距510米；而电流 极引线截面角度山电流极与接地体之间距离决定。这样就可以减少引线互感对测 量结果的干扰。3接地电阻测量结果的准确性，是研究者判断接地是否良好的重要手段之一。如果测量结果不准确，这不仅浪费人力物力财力，还会给接地设备

21、带来安全 隐患。故，在实际工作中，科学地制定测量方法，正确使用测量工具，减少外界干 扰，科学得出准确数据，是接地设备能够安全可靠地运行的重要保证。二、影响与解决问题接地电阻测量回路本身因素和地网环境，对接地电阻的影响是显而易见的。 在测量中应该避免不利因素的影响，才能保证测量结果的准确性。那么，测量时 会出现哪些问题，这些问题应当如何解决，让笔者来一一列举：1 测量线方向不对,距离不够长。解决方法:找准测试线方向，接地体与电流 极，电压极之间的距离应符合规定。2.电流极接地电阻过大。解决方法:在地桩处浇水或用降阻剂降低电流极接 地电阻。3测试夹与接地测试点接触电阻过大，解决方法:将接触点用锂刀

22、或砂纸磨 光，然后再用测试夹线夹子充分夹好磨光触点，来降低接触面电阻。4. 仪器准确度下降等仪器使用上的问题。解决方法：研究者可以采取重新 校准为零的办法，提高其准确度。接地电阻测量时，还会受到地网所处环境的影响。例如土壤结构不均,地质不 一，干湿程度不一样，并且具有分散性。对于地表面杂散电流，特别是架空地线, 电缆外皮，地下水管等，对测试结果影响特别大。如果碰上这样的问题，研究者可 以在接地网上选取不同的点，然后对这些点的测量结果取平均值。9.3 土壤的电阻率的测量土壤的电阻系数是接地工程的重要参数，是决定接地体接地电阻的重要因 素，要进行土壤电阻率的测量。一般来说，电力系统中测量土壤电阻率

23、的口的为 了进行接地装置的设计，而接地装置设计要达到两个要求，一是接地装置之上的 地表面的接触电圧和跨步电圧满足人身安全的要求；二是接地电阻满足要求以保 证设备的安全运行。接地极埋在电阻率极高的上层土壤的极端情况除外，位于接 地极或邻近接地极附近的大地表面的位置，电位梯度主要是上层土壤电阻率的函 数，而此处接地极的电阻却主要是深层土壤电阻率的函数，而且在接地装置的尺 寸非常大时更是如此。不同性质的土壤，一般会有不同的土壤电阻率，就连是同 一种土壤，山于温度和含水量等不同，土壤电阻率也会随之发生显著的变化。故 为了在进行接地装置设计时有正确的标准，让所设计的接地装置更符合实际工作 的需要，使用最

24、小的投资来达到最理想的设计结果，必须进行土壤电阻率的测量。在接地装置的设计过程中，为了使设计结果更切合实际，经济实用，土壤电 阻率应采用现场实测数据。9. 3. 1测量电阻率的方法如下一、极法图9.10电极法测量土壤电阻率示意图 d单极接地体的直径；L单极接地体的长度通过测量简单的接地装置的接地电阻，如图9.10所示，再计算出土壤电阻 率。首先在测试点埋设简单的接地体，例如：一根直径为25mm,长2.53m的 圆钢，或者直径为50mm,长253m的钢管，还可以采用一根40mmx4mm,长 1015m的扁钢，埋入07l0m的地下。然后采用接地电阻测试仪或者电压表 电流表法来测量单根接地体的接地电

25、阻值Rd。若采用单根垂直接地体时，土壤电阻率为：(9-18)式中，p所测处土壤电阻率，L钢管（或圆钢）接地体埋入地中的深度，也就是该接地体的长度， d钢管外径或圆钢直径,m；Rd实测单根接地体的接地电阻，若采用水平埋设的接地体时，该处电阻率为：p =（9-19）lnbh式中p测量处的土壤电阻率，Qm；L水平埋设的接地体总长,m;h水平接地体埋设深度，m;b扁钢截面宽度,m;Rd单根水平接地体实测接地电阻，血上述测量方法儿乎都是反映埋设单根接地体附近处的土壤电阻率，不能代表 面积较大地域的土壤电阻率，故用上述方法测量的土壤电阻率有较大误差。同时, 在所测的单根接地体的接地电阻中，包含连接导线与接

26、地体的接触电阻，故在实 际工程中很少采用单极法。（一）两极法图9.11两极法测电阻率的原理图两极法的原理如图9.11所示,首先在被测区域插入电流极A和B在A、B 之间施加电流，然后将电流表接入回路中测量电流I,最后将电极B看作零点位， 电压等于电源电压E,其中电源一般用电池充当。虽然这样就可以得到接地电阻 R = p但是这仅仅是粗略的估计。如果电流极半径为r,且采用标准半球电极, 则由半球接地极的接地电阻计算公式可以得到被测区域的电阻率p为：p = 2irrR(9-20)但是这只是粗略的佔计。现场测量可以采用Shepard ±壤电阻仪进行粗略测量。 该仪器不但可以在额定电池电压的基准

27、上将电流刻度标定为电阻率刻度，而且通 过将电极打入地中或挖掘区土壤的侧壁或底部，可在短时间内对小型土壤区域进 行大量测量。该测量仪包括两个铁电极，一个尺寸较大而相比之下另一个尺寸较 小，二者都附在绝缘杆上。在测量时，电池的正极通过一只毫安表连接到较大的 电极上，而电池的负极则连接到另一电极。这种仪器还有一个特点就是便于携带。 (二)四极法采用四极法测量土壤电阻率时，其接线如图9.12o假设电极的埋深为L,电 极间距为a,并在电极5、C2间施加电流，那么5、C2电极在电极片、P2上产生 的电压分别为：(9-21)则两极间的电位差为:故U = u U =匹1212 2na(9-23)2na (U

28、-U )i=2ira y= 2iraR(9-24)(9-22)式中R实测土壤电阻，G； p土壤电阻率，Q-m；a电极间的距离,m；UP、P2点的实测电压，V；o由式(9-24)可知，当a已知时，测量玖、P2两极间的电压和流过的电流, 即可算出土壤的电阻率。四极法测得的土壤电阻率，与电极间的距离J有关， 当a不大时所测得的电阻率，仅为大地表层的电阻率，随着电极的埋深，a也相 应增大。一般测得的p值是埋深为0.75a处的值。为测得土壤深层次的土壤电阻 率，应取不同的a值(如a=l0,20,30,40等)进行儿次测量。除上面方法可测电阻率之外，具有四个端头的接地电阻测量仪，均可用于按 四极法测量土壤

29、的电阻率。用四极法测量土壤电阻率时，可以用直径2cm左右， 长0510m的圆钢或钢管作电极，山于接地装置的实际散流效应，四根电极间 距应该相等且在20m左右，埋深应该小于极间距的0.05倍。同时为使测量结果 更确，测量变电所的p值时，应取34点以上测量数的平均值作为测值。OUOO OjPV£7777777777J/ /-1aaa图9.12四级法测土壤电阻率的实验接线考虑季节变化对电阻率的影响，将上述方法测得的电阻率p乘以季节系数p 才是一年中最大的电阻率，即：Pmax = OP(9-25)式中 (P-季节参数，其值如表12-4,测量时如大地比较干燥，取表中的较小 值，比较潮湿时，则取

30、较大值；p实测土壤电阻率，Qin： pxnax土壤最大电阻率，Qm。表124接地装置的季节系数(P值埋深/m水平接地体长23m垂直接地体0.51.4-1.81.2-1.40.8-11.25-1.451.15-1.325301.0-1.11.0-1.1用四极法测量时有以下注意事项：1. 测土壤电阻率时尽量避开地下的管道等，以免影响测试结果。2. 测土壤电阻率不要选择在雨后土壤较湿时测量。3在给已运行的变电所测土壤电阻率时，电流要受到地中水平接地体的影 响，故测量时要找土质相同但远离接地网的地方。4. 为了了解土壤的分层情况，应改变a值进行测量，例如a=10、20、30、 40、50m 等。5.

31、为了全面的了解电阻率的水平方向的分布情况，应在被测的区域内找多 个不同的点（一般46个点）进行测量。9.3.2测量时注意事项以及要求（1）地下管道的影响测量区域靠近居民区或工矿区时，可能会有地下水管等具有一定金属部件管 道。那么，这时应把电极布置在与管道垂直的方向上，并且要求最近的测量电极 （电流极）与地下管道之间的距离不小于极间距离。否则，将会影响电阻率的测 量结果。（2）土壤结构不均匀性的影响土壤结构不均匀性对土壤电阻有很大的影响，故不应该在在有明显的岩石、 裂缝和边坡等不均匀土壤上布置测量电极。故为了得到较可信的结果，可以将测 量场地分成多块，并分别在每块上测量。（3）测量要求为了让测量

32、结果更接近实际运行结果，测量时所用的接地体、接地棒和辅助 接地体，最好采用与设计或实际安装的尺寸相同的对应装置。一般是埋设长2.5m、 直径50mm的钢管。但是若土质坚硬，可采用长2.5m、直径25mm的圆钢。若 设计或安装的是扁钢接地体，则可采用长1015m的40mmx4mm扁钢。9.4接触电压、电位分布和跨步电压的测量图9.13测量设备接触电压的实验接线1接地体；2接地极；3电流极；4电气设备为确保人身安全，应对1000V及以上的电气设备进行接触电圧的测量；在 发电厂和变电所附近，经常有人员来往的地方，应做电位分布和跨步电压的测定, 以防在发生接地故障时，这些地方出现过高的、危及人们生命的

33、接触电压和跨步 电压。通常把距接地设备水平距离为o8m处，以及沿该设备外壳（或构架）垂 直于地面的距离为l8m的两点间的电压，称为接触电压。当人体接触到这两点 时，就要承受接触电压。对接触电压的测量，实际上是对这两点之间的电压进行 测量，如图9.13所示。接地体的周圉有较大的电流密度，这也导致电压降也较 大，同时电流密度乂与距离接地体距离的平方成反；故在接地极的一定范围外, 电流密度接近于零，该处可当做大地的零电位点。当电流经过接地装置时，会在其周圉形成的不同电位分布，可用下式表示, 即UY =U（9-26）A X g式中，Ur离接地体距离为X处的电压，V；U厂接地体的电压，V：甩一接地体的半

34、径,m；X离接地体的距离，m。所谓跨步电压，就是指电气设备发生接地故障时，在接地电流入地点周围电位 分布区行走的人，其两脚之间（大约相距0.8m）的电压。当人体两脚接触该两 点时，就会承受跨步电压。一般地，应该选择经常有人出入的地方测量电压分布 和跨步电压。在接地体最近处，其测量间距约为0.8m,选57点进行测量，之 后的间距可增加到5-10m, 一般测到2550m远处便可。通常釆用直径810m, 长约300mm的圆钢做测量的接地极，将其埋入地至5080mm便可；如果要在 混凝土或砖块地面进行测量，采用26cmx26cm的铜板或钢板作接地体，铜板或 钢板压上重物，板下的地面用水浇湿，这样可使铜

35、板或钢板与地接触良好。9. 4. 1接触电压的测量采用电压电流表法测量电气设备金属外壳（或构架）的接触电压，试验接 线如图9.13所示。接触电压取被测设备金属外壳（或构架）上高l8m处和距设备外壳水平距 离0.8m处两点间的电压值；测量时需用高内阻抗（大于1000）的电压表；测 试电流应通过被测设备的金属外壳（或构架）接地装置图9-13。应在接通电源 后同时读取电压表和电流表的示数，此时的电压表示数U就是对应于测试电流值 I的接触电压。山于接触电圧的大小与通过接地装置入地的电流成正比：当最大短路电流为I时，对应的接触电压应为：max(9-27)U =U丄晋=UxkjcmaxI式中 u对应实验电

36、流值I的接触电压，V；I 一经设备外壳和接地装置入地的实验电流值，A；I发生接地故障时通过接地装置入地的最大短路电流，A;maxU 一对应I 的最大接触电压，V； jcmaxmaxK-I 与测试电流I比值。max9. 4.2电位分布及跨步电压的测1，接地体；2'电压极；3'电流极测量跨步电压时，应取沿着接地体径向（垂直接地体）方向的表面上相距0.8m的两点间的电压（两点对地电位差）。在测电位分布时，应先将接地棒（电 压极）插入零电位处（距接地装置约25m）,测出接地装置对地电圧最大值Uf 如图9.14所示。然后将接地棒沿着需要测量的地带移动，测出1, 2, 3,，n-1, n各

37、点对接地装置的电压U5，Uq,，U , U，可求出对地电位分别是：123n1nU 孑（Ud-uju2d=（ud-u2）(n-1)d=(Ud-Un-1采用电压电流表法测量，接线如图9.14所示。施加电压后，测试电流I经 接地装置入地。在幕近接地装置处，取0加的间距，选取57个点测量，之后可增加间距，比如取5-10m, 一般测到距接地装置2530m处即可。记录下毎 二个测试点的电位值和距接地装置的距离，就能画出电位分布图，如图9.15所 示。当接地装置流过最大的接地短路电流时，各点的实际电位是：Und = (Ud-人)牛=k(Ud- uj(9-28)故可从电位分布图上可以求出相距08m任意两点间的实际跨步电压为：Ukb=k(U”-uJ = k(U(“d-%)(9-29)上述两式中，k表示最大接地短路电流I 与测试电流I的比值。max9. 4.3用接地电阻测量仪测量接触电压和跨步电压(a)电流根和电压极的布置图e ntnMl图9.16测量输电线杆塔接地电阻的原理接线图E被测杆塔的接地装置；P测量用的电压极；C测量用的电流极:M接地电阻测量仪；L接地装置的最大射线长度在缺乏测试电源的地方，往往利用接地电阻测量仪来测杆塔的接触电压和跨 步电压，既方便乂经济，可按下列步骤进