工頻接地阻抗，是指接地裝置對遠(yuǎn)方電位零點(diǎn)間的電位差與通過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(xí)慣地稱為“工頻接地電阻”。此名稱的糾正，在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17949.1-2000“接地系統(tǒng)的土壤電阻率，接地阻抗和地面電位測量導(dǎo)則**部分：常規(guī)測量”以及電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“接地裝置特性參數(shù)測量導(dǎo)則修訂稿”（取代DL475-92）中作了闡述。本測量儀采用交流電流進(jìn)行測試，故所測數(shù)值稱為接地阻抗，而不再沿用以往的稱呼“接地電阻”。在對接地裝置進(jìn)行測量時，由于受不平衡零序電流以及射頻等各種干擾，使得測試結(jié)果產(chǎn)生很大的誤差。特別是大型接地網(wǎng)的接地阻抗一般很小（一般在0.5Ω以下），干擾帶來的相對誤差更大。為了降低現(xiàn)場干擾的影響，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。**種方法是通過加大測試電流來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(biāo)準(zhǔn)推薦不宜小于50A），使得設(shè)備非常笨重，且布線勞動強(qiáng)度很大，耗時耗力。而且，由于主要干擾與信號同頻，無法從根本上消除干擾的影響。異頻法則是通過改變測試電流的頻率來避開工頻干擾，由于信號頻率與干擾頻率不同，就可以通過濾波器來濾除干擾的影響，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(shè)備小巧，布線勞動強(qiáng)度也大大減輕。由于具有測試結(jié)果穩(wěn)定可靠和省時省力的優(yōu)點(diǎn)，異頻法測試已被國內(nèi)外專家廣泛接受和采用。但是根據(jù)定義，工頻接地阻抗是指接地裝置在工頻電流下呈現(xiàn)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(shù)值就會與工頻電流下測得的值有偏差。理論和實踐表明，產(chǎn)生偏差的原因是，接地裝置的接地阻抗是復(fù)數(shù)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(yuǎn)則等效性愈差，即測量誤差越大。為了保證測試的準(zhǔn)確性，測試頻率與工頻不能相差太遠(yuǎn)，且測試電流的波形應(yīng)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(guī)定了測試頻率與工頻之差不能超過10Hz。中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17949.1-2000要求測試電流頻率應(yīng)該盡量接近工頻，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T475-2006規(guī)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(zhǔn)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(biāo)

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(qiáng)。本儀器采用異頻法測量，配合現(xiàn)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(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。20V工頻干擾僅帶來0.002Ω誤差。

3、精度高。可用來測量接地阻抗很小的大型地網(wǎng)。

4、功能強(qiáng)大。可測量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的接地裝置的全部特性參數(shù)。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(xiàn)場干擾，方便用戶估計測量誤差。

6、具備斷線報警功能，避免了錯誤測量。

7、操作簡單。全中文菜單式操作，直接顯示出測量結(jié)果。

8、可保存50組測量數(shù)據(jù)，且自帶微型打印機(jī)可現(xiàn)場打印測量結(jié)果。

8、布線勞動量小，無需大電流線。

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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(tǒng)組成。儀器通過測量接地裝置的電位升高與流入接地裝置的電流之比來測量接地阻抗。儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(tǒng)控制。其輸出經(jīng)過隔離后通過儀器面板上的E、C兩個端子輸出。電壓放大器為一個高輸入阻抗放大器，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。A/D轉(zhuǎn)換器用于將電壓和電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以便微電腦系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。

用戶啟動接地阻抗測量后，儀器首先開啟異頻電源使之輸出頻率為45Hz的電流，待電流穩(wěn)定之后，微電腦系統(tǒng)通過A/D轉(zhuǎn)換器取得電壓和電流波形數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)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，通過液晶屏顯示測量結(jié)果。因此阻抗測量時，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明

面板布置如圖2所示

圖2 面板圖

1、接線端子：位于面板右側(cè)，共有4個接線柱，分別是

E —電源輸出端1，進(jìn)行接地阻抗測量時接被測接地裝置

C —電源輸出端2，進(jìn)行接地阻抗測量時通過電流線連接到電流極

P1—電壓輸入端1，進(jìn)行接地阻抗測量時接被測接地裝置

P2 —電壓輸入端2，進(jìn)行接地阻抗測量時通過電壓線連接到電位極

2、按鍵

共4個按鍵，位于面板中下部

3、微型打印機(jī)

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、使用說明

首先應(yīng)根據(jù)實際需要，布置好測試回路并接好線，檢查接線無誤后方可打開儀器電源開關(guān)。注意，為了確保**，接線時請將電源開關(guān)置于斷開的位置。打開電源開關(guān)后，液晶屏首先顯示“歡迎使用”約3秒，之后自動進(jìn)入日期設(shè)置屏。此時可通過按鍵修改日期，按“確認(rèn)”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(biāo)”鍵可改變待執(zhí)行的功能選項，按“確認(rèn)”鍵后，儀器執(zhí)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(zhuǎn)移電位、場區(qū)地表電位梯度等工頻特性參數(shù)和土壤電阻率。本文將在下面章節(jié)中詳敘。

§7.2“測量土壤電阻率”功能

     此功能專門用于四極法測量土壤電阻率，輸入電極間距后，儀器自動測量并計算出土壤電阻率。

§7.3 “測量干擾電壓”功能

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

§7.4“歷史數(shù)據(jù)”功能

選擇“歷史數(shù)據(jù)”菜單后，液晶屏上將顯示出用戶測量并存儲的歷史測量數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，若為“NO.02”則表示是倒數(shù)第2次存儲的數(shù)據(jù)。其后為年月日。按上箭頭鍵或下箭頭鍵可以查看其他數(shù)據(jù)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(qū)，通過按“光標(biāo)”鍵改變選擇。選擇“打印”菜單后，可打印出本條記錄的全部數(shù)據(jù)。選擇“刪除”菜單后，可刪除本條記錄。當(dāng)光標(biāo)位于*后的▼上時，按一下“確認(rèn)”鍵可以查看本記錄的其他參數(shù)，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(shù)值分別為45Hz和55Hz下的阻抗（單位為Ω）。

第2行的數(shù)值分別為45Hz和55Hz下的電阻分量（單位為Ω）。

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

按“確認(rèn)”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(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實際情況選擇合適的測試回路布置。

圖4為現(xiàn)場通常采用的電流－電壓表直線三極法的布置圖，電壓線和電流線之間的夾角為零。采用夾角法時，電壓線和電流線之間的夾角不為零。直線法可視為夾角法的特例。

輔助電流極應(yīng)盡量遠(yuǎn)離被測接地裝置，通常電流極與被測接地裝置的距離應(yīng)為被測接地裝置*大對角線長度D的4倍以上。

測試回路應(yīng)盡量避開河流、湖泊；盡量遠(yuǎn)離地下金屬管路和運(yùn)行中的輸電線路；注意減小電流線和電位線之間的互感影響，當(dāng)采用直線法時，應(yīng)注意使電壓線和電流線保持盡量遠(yuǎn)的距離。現(xiàn)場條件允許時，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*大對角線長度，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為電流線與電位線的夾角。

三極直線法可看作是θ＝0時的特例。

由上式可看出，若滿足條件

    （8-2）

則Z= Z′，也就是說無需對儀器測量結(jié)果進(jìn)行修正。式（8-2）又被稱為補(bǔ)償條件。

當(dāng)θ＝0時，補(bǔ)償條件（8-2）變?yōu)?/span>

dPG=0.618dCG

(8-3)

此即直線法中杰出的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(yīng)該盡量使得補(bǔ)償條件（8-2）得到滿足。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(yīng)使其與土壤緊密接觸。

§8.2 接線

按照圖4進(jìn)行接線。

關(guān)于導(dǎo)線的選擇。測量時，電流線中將流過*大3A的電流，因此電流線應(yīng)具有通3A電流的能力，選用銅芯截面積大于1.0mm2的導(dǎo)線即可。但是當(dāng)電流線布得很長時，電流線的電阻會增加回路電阻，為了降低電流線的電阻，應(yīng)該選用較粗的電流線。電壓線中只流過微安級電流，因此不用考慮其通流能力。導(dǎo)線應(yīng)具有良好的絕緣外皮，加接導(dǎo)線時，應(yīng)用絕緣膠布包好連接點(diǎn)。

請選擇一個可接觸良好的待測接地裝置的接地引下線（如鍍鋅扁鐵），為電流注入點(diǎn)和電壓測量點(diǎn)。用一根導(dǎo)線（上面要求的電流線）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(dǎo)線（電壓線）   

將儀器面板的P1端子與電壓測量點(diǎn)可靠連接。

用電流線將電流極與儀器的C2端子可靠連接。

用電位線將電位極與儀器的P2端子可靠連接。

進(jìn)行電連接時，注意首先去除接觸處的銹蝕層。檢查接線無誤后，可進(jìn)行下一步操作。

§8.3 啟動測量

接通儀器電源后，按照第七章的方法啟動“接地阻抗測量”功能。隨后，屏幕提示您設(shè)置測試電流大小，可選擇為“自動”、0.2A、0.5A、1.0A、2.0A、3.0A. 選擇“自動”時，儀器將以盡可能大的電流進(jìn)行測試。

按一下確認(rèn)鍵后，儀器開始自動測試，測試完畢，屏幕將顯示測量結(jié)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(shù)值為45Hz下的電流值，后面的數(shù)值為45Hz下的電流值。屏幕*后一行為功能菜單區(qū)，可實現(xiàn)保存數(shù)據(jù)、打印結(jié)果、退出測量、查看其他參數(shù)等功能。執(zhí)行*后的“▼”功能可以查看其他參數(shù)，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斷線”請參考第十二章（異常處理）。

§8.4 測量結(jié)果的修正

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