通信設(shè)備接地電阻及其測量方法
瀏覽次數(shù):3772發(fā)布日期:2010-05-04
通信設(shè)備接地電阻及其測量方法
通信設(shè)備的良好接地是設(shè)備正常運(yùn)行的重要保證,對于交換機(jī)、光端機(jī)、計算機(jī)等電信網(wǎng)絡(luò)中精密通信設(shè)備更是如此。設(shè)備使用的地線通常分為工作地(電源地)、保護(hù)地,防雷地,有些設(shè)備還有單獨(dú)的信號地,以將強(qiáng)、弱電地隔離,保證數(shù)字弱信號免遭強(qiáng)電地線浪涌的沖擊,這些地線的主要作用有:提供電源回路、保護(hù)人體免受電擊,此外還可屏蔽設(shè)備內(nèi)部電路免受外界電磁干擾或防止干擾其他設(shè)備。
設(shè)備接地的方式通常是埋設(shè)金屬接地樁、金屬網(wǎng)等導(dǎo)體,導(dǎo)體再通過電纜線與設(shè)備內(nèi)的地線排或機(jī)殼相連。當(dāng)多個設(shè)備連接于同一接地導(dǎo)體時,通常需安裝接地排,接地排的位置應(yīng)盡可能靠近接地樁,不同設(shè)備的地線分開接在地線排上,以減小相互影響。
通常,設(shè)備的接地電阻應(yīng)盡可能地小,設(shè)備說明書上應(yīng)給出對接地電阻的要求。設(shè)備的接地電阻包括了從設(shè)備內(nèi)地線排到機(jī)房總地線排連線電阻、總地線排至接地樁的電阻、接地樁與大地間的電阻(地阻)以及彼此間的連接電阻,通常情況下,接地樁與大地間的電阻(地阻)是其中zui主要的可變部分,除地阻外的其它部分總電阻在多數(shù)情況下總是小于1Ω。
一、地阻的測量原理(接地電阻測試儀)
影響接地電阻的因素很多:接地樁的大小(長度、粗細(xì))、形狀、數(shù)量、埋設(shè)深度、周圍地理環(huán)境(如平地、溝渠、坡地是不同的)、土壤濕度、質(zhì)地等等。為了保證設(shè)備的良好接地,利用儀表對地電阻進(jìn)行測量是*的,常用手搖式地阻表和鉗形地阻表 。
1.手搖式地阻表 測量原理
手搖式地阻表是一種較為傳統(tǒng)的測量儀表,它的基本原理是采用三點(diǎn)式電壓落差法,如圖1所示。其測量手段是在被測地線接地樁(暫稱為 X)一側(cè)地上打入兩根輔助測試樁,要求這兩根測試樁位于被測地樁的同一側(cè),三者基本在一條直線上,距被測地樁較近的一根輔助測試樁(稱為 Y)距離被測地樁20米左右,距被測地樁較遠(yuǎn)的一根輔助測試樁(稱為 Z)距離被測地樁40米左右。測試時,按要求的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動搖把,測試儀通過內(nèi)部磁電機(jī)產(chǎn)生電能,在被測地樁X和較遠(yuǎn)的輔助測試樁(稱為 Z)之間“灌入”電流,此時在被測地樁X和輔助地樁Y之間可獲得一電壓,儀表通過測量該電流和電壓值,即可計算出被測接地樁的地阻。
2.鉗形地阻表 測量原理
鉗形地阻表是一種新穎的測量工具,它方便、快捷,外形酷似鉗形電流表,測試時不需輔助測試樁,只需往被測地線上一夾,幾秒鐘即可獲得測量結(jié)果,極大地方便了地阻測量工作。鉗形地阻表還有一個很大的優(yōu)點(diǎn)是可以對在用設(shè)備的地阻進(jìn)行在線測量,而不需切斷設(shè)備電源或斷開地線。
電路中 E 和 I 旁的圓環(huán)表示鉗形地阻表的環(huán)形卡口,Rx為被測地線樁的地阻,R1、R2 ...Rn 為分布式接地系統(tǒng)中其它接地點(diǎn)的地阻。該圖可以進(jìn)一步等效為圖3。測量時,鉗形地阻表利用電磁感應(yīng)原理通過其前端卡口(內(nèi)有電磁線圈)所構(gòu)成的環(huán)向被測線纜送入一恒定電壓E,該電壓被施加在圖3所示的回路中,地阻表可同時通過其前端卡口測出回路中的電流I,根據(jù)E和I,即可計算出回路中的總電阻,即:E/I=Rx+1/(1/R1+1/R2+ ... +1/Rn)
1/(1/R1+1/R2+ ... +1/Rn)為R1、R2 ... Rn 并聯(lián)后的總電阻 在分布式多點(diǎn)接地系統(tǒng)中,通常有Rx >> 1/(1/R1+1/R2+ ... +1/Rn), “>>”意為“遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于”假設(shè)上述條件成立,則被測地阻Rx=E/I。
事實(shí)上,鉗形地阻表通過其前端卡環(huán)這一特殊的電磁變換器送入線纜的是1.7kHz的交流恒定電壓,在電流檢測電路中,經(jīng)過濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換,只有1.7kHz的電壓所產(chǎn)生的電流被檢測出來。正因這樣,鉗形地阻表才排除了商用交流電和設(shè)備本身產(chǎn)生的高頻噪聲所帶來的地線上的微小電流,以獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果,也正因?yàn)槿绱耍Q形地阻表才具有了在線測量這一優(yōu)勢。實(shí)際上,該表測出的是整個回路的阻抗,而不是電阻,不過在通常情況下他們相差極小。鉗形地阻表可即刻將結(jié)果顯示在屏上,當(dāng)卡口沒有卡好時,它可在 屏上顯示“open jaw”或類似符號。
由于鉗形地阻表的特殊結(jié)構(gòu),使它可以很方便地作為電流表使用,很多這類儀表同時具有鉗形電流表的功能。另一方面,雖然鉗形地阻表測試時使用一定頻率的信號以排除干擾,但在被測線纜上有很大電流存在的情況下,測量也會受到干擾,導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。所以,按照要求,在使用時應(yīng)先測線纜上的電流,只有在電流不是非常大時才可進(jìn)一步測量地阻。有些儀表在測量地阻時自動進(jìn)行噪聲干擾檢測,當(dāng)干擾太大以致測量不能進(jìn)行時會給出提示。
二、鉗形地阻表測量注意事項(xiàng)
從上面的介紹可以看出,鉗形地阻表和手搖式地阻表的測量原理*不同。手搖式地阻表在使用時,應(yīng)將接地樁與設(shè)備斷開,以避免設(shè)備自身接地體影響測量的準(zhǔn)確性,手搖式地阻表可獲得較高的精度,而不管是單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地系統(tǒng);對于鉗形地阻表,其的應(yīng)用是用在分布式多點(diǎn)接地系統(tǒng)中,此時應(yīng)對接地系統(tǒng)的所用接地樁依次進(jìn)行測量,并記錄下測量結(jié)果,然后進(jìn)行對比,對測量結(jié)果明顯大于其它各點(diǎn)的接地樁,要著重檢查,必要時將該地樁與設(shè)備斷開后用手搖式地阻表進(jìn)行復(fù)測,以暴露出不良的接地樁。
在單點(diǎn)接地系統(tǒng)中應(yīng)慎用鉗形地阻表,從它的工作原理中可以看出:
鉗形地阻表測出的電阻值是回路中的總電阻,只有Rx >> 1/(1/R1+1/R2+ ... +1/Rn)時,該阻值才近似于我們要測的接地樁地阻,而這個條件,在很多情況下,尤其是在單點(diǎn)接地系統(tǒng)中是不滿足的。對于已埋設(shè)好而尚未與設(shè)備連接的開路接地樁,其地阻根本不能用該儀表進(jìn)行測量。
鉗形地阻表在使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1. 注意是否單點(diǎn)接地,被測地線是否已與設(shè)備連接,有無可靠的接地回路。
開路接地樁,不能測量;接地回路不可靠,測量結(jié)果不準(zhǔn)確(偏高)。我們在實(shí)際使用中曾遇到過這種情況,在我局F150模塊局驗(yàn)收中,我們曾使用這種儀表進(jìn)行接地線地阻檢查。
我們用鉗形地阻表分別在A、B、C三處進(jìn)行測量,發(fā)現(xiàn)許多局地阻偏高,尤其是C位置,許多局超過50Ω,有些局高達(dá)120Ω,于是開始懷疑測量結(jié)果不準(zhǔn)確,后用老式的三點(diǎn)式測試法進(jìn)行復(fù)測證實(shí)了這一點(diǎn)。在這種情況下,由于MDF架除地線外只有架底膨脹螺絲接地,膨脹螺絲插入室內(nèi)地面不足 10cm ,其接地電阻必然很大,在C位置測得的回路總電阻其中包含此電阻,此時鉗形地阻表工作原理中所提的假設(shè)條件不能滿足,故而導(dǎo)致測量結(jié)果有較大偏差。
2. 注意測量位置,選取合適的測量點(diǎn)
選取的測量點(diǎn)不同,測得的結(jié)果是不同 的,如在圖4中的A、B、C三點(diǎn)測得的結(jié)果是不同的,而且差別很大,根據(jù)鉗形地阻表的工作原理,這不難理解,這就要求在使用中要對測量點(diǎn)的選取加以注意。測量有時會遇到無處可夾的情況,在條件允許的情況下,可暫斷開原地線連線,臨時接入一段可夾持的跳線進(jìn)行測量。
3. 注意“噪聲”干擾
地線上較大的回路電流對測量會造成干擾,導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確,甚至使測試不能進(jìn)行,很多儀表在這種情況下會顯示出“Noise”或類似符號。
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