土壤电阻率测试仪原理使用方法

土壤电阻率测试仪由主机、监控软件、测试线、辅助接地棒、通讯线等组成。专为现场测量接地电阻、土壤电阻率、接地电压、交流电压而精心设计制造的，采用zui新数字及微处理技术，精密4线法、3线法和简易2线法测量接地电阻，导入FFT(快速傅立叶变换)技术、AFC(自动频率控制)技术，自动识别干扰并选择测量频率，使干扰的影响zui小化，提供更加准确的接地电阻值。具有独特的抗干扰能力和环境适应能力，重复测试一致性好，确保长年测量的高精度、高稳定性和高可靠性。其广泛应用于电力、电信、气象、油田、建筑、防雷及工业电气设备等的接地电阻、土壤电阻率、接地电压、交流电压测量。

测量原理

1．对地电压测量采用平均值整流法。

2．接地电阻测量采用额定电流变极法，即在测量对象E接地极和C(H)电流极之间流动交流额定电流I，求取E接地极和P(S)电压极的电位差V，并根据公式R=V/I计算接地电阻值R。为了保证测试的精度，设计了四线法，增加ES辅助地极，实际测试时ES与E夹在接地体的同一点上。四线法测试能消除被测接地体、辅助接地棒、测试夹、仪表输入接口表面之间的接触电阻(通常有污垢或生锈)对测量的影响，能消除线阻对测量的影响，更精密。

3．其工作误差(B)是额定工作条件内所得误差，由使用仪表存在的固有误差(A)和变动误差(Ei)计算得出。

       A： 固有误差                 E2：电源电压变化产生的变动

       E3：温度变化产生的变动       E4：干扰电压变化产生的变动

       E5：接触电极电阻产生的变动

4．土壤电阻率(ρ)测量采用4极法(温纳法)：E接地极与C(H)电流极间流动交流电流I，求P(S)电压极与ES辅助地极间的电位差V，电位差V除以交流电流I得到接地电阻值R，电极间隔距离为a(m),根据公式ρ=2πaR(Ωm)得出土壤电阻率的值，C(H)-P(S)的间距与P(S)-ES的间距相等时(都为a)即为温纳法。为了计算方便，请让电极间距a远大于埋设深度h,一般应满足a>20h,见下图。

使用方法 

1，二线简易测试接地电阻

二线测试：此方法是不使用辅助接地棒的简易测量法，利用现有的接地电阻值zui小的接地极作为辅助接地极，使用2条简易测试线连接(即C(H)-P(S)接口短接、E-ES接口短接)。可以利用金属水管、消防栓等金属埋设物、商用电力系统的共同接地或建筑物的防雷接地极等来代替辅助接地棒C(H)、P(S)，测量时注意去除所选金属辅助接地体连接点的氧化层。接线如下图，仪表操作同四线测试。

二线简易法测量接地电阻，其仪表读数为被测接地体的接地电阻值与商用接地体的接地电阻值之和，即：

R=RX＋re

其中：R——为仪表读数值；

RX——为被测接地体的接地电阻值；

re——为商用电力系统等共同接地体的接地电阻值。

那么，被测接地体的接地电阻值为：RX=R－re

2，三线测试接地电阻

三线测试：如下图，短接仪表的ES、E接口，即为三线测试，仪表操作与四线测试相同。三线测试不能消除线阻对测量的影响，也不能消除仪表与测试线间、测试线与辅助接地棒间接触电阻变化对测量的影响，测量时还需去除被测接地体表面的氧化层。

3，四线精密测试接地电阻

四线测试：四线法测试能消除被测接地体、辅助接地棒、测试夹、仪表输入接口表面之间的接触电阻(通常有污垢或生锈)对测量的影响，能消除线阻对测量的影响，优于三线测试。

参见下图：从被测物体开始，一般间隔5m～20m，分别将P(S)、C(H)辅助接地棒呈一直线深埋入大地，将接地测试线(黑、绿、黄、红)从仪表的E、ES、P(S)、C(H)接口开始对应连接到被测接地极E、辅助电压极P(S)、辅助电流极C(H)上。

对于多点独立接地系统或大地网接地系统，用户自行选用更长的测试线即可，电极间距大于被测试地网zui大对角线长的5倍即可。如下图：

R=r1∥r2∥r3∥r4∥r5∥r6∥…∥rn（r1…rn都是独立接地点）

R——仪表读数，整个接地系统的总接地电阻值；

r1…rn——都是独立接地点，在地面下各接地体没有连接在一起；

rC——辅助电流极C(H)的对地电阻；

rP——辅助电压极P(S)的对地电阻；

n——独立接地点的数量，点数越多，R值越小。

连接好测试线后，先将FUNCTION功能选择旋钮旋至“REARTH”位置，进入接地电阻测试模式，按一下“START”键开始测试，测试过程中有倒计数指示及测试进度棒图指示，测试完毕后显示稳定的数据，即被测接地体的接地电阻值R。

测试完毕后，再按一下“SET”键可以查看辅助电流极C(H)与辅助电压极P(S)的接地电阻值rC、rP，rC、rP值显示完后自动返回显示被测接地电阻值R。

如下图，被测试接地电阻值为2.05Ω，仪表已存8组数据；辅助电流极C(H)的接地电阻rC为0.36KΩ；辅助电压极P(S)的接地电阻值rP为0.27KΩ。

4，土壤电阻率测试

土壤电阻率ρ是决定接地体接地电阻的重要因数。不同性质的土壤，固然有不同的土壤电阻率，就是同一种土壤，由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。因此，为了在进行接地装置设计时有正确的依据，使所设计的接地装置更能符合实际工作的需要，必须进行土壤电阻率的测量。

土壤电阻率用四极法(温纳法)进行测量。

根据公式ρ=2πaR(Ωm)计算土壤电阻率ρ，单位为Ωm，其中：

a——电极间距

R——P(S)-ES电极间土壤的电阻

四极法(温纳法)：按下图连接测试线，注意辅助接地棒间的间距及埋入深度，分别将C(H)、P(S)、ES、E辅助接地棒呈一直线深埋入大地，将接地测试线(红、黄、绿、黑)从仪表的C(H)、P(S)、ES、E接口开始对应连接到被测C(H)、P(S)、ES、E辅助接地棒上。

辅助接地棒的间距设置：连接好测试线后，先将FUNCTION功能选择旋钮旋至“ρEARTH”位置，进入土壤电阻率测试模式，长按“SET”键(约3秒)进入辅助接地棒的间距设置，短按“SET”键移动光标，按“    ”或“    ”键改变当前数字大小(a值范围:1m～100m)，再长按“SET”键保存设定的a值，并返回土壤电阻率测试模式。

设定完a值后，在土壤电阻率测试模式下，按“START”键开始测试，并倒计数显示测试进度，完成测试后显示稳定的土壤电阻率值。

如下图，被测量土壤电阻率为53.38Ωm，已存157组数据，按一下“SET”键显示辅助电流极C(H)的接地电阻值rC和辅助电压极P(S)的接地电阻值rP,显示完后自动返回显示被测量土壤电阻率ρ。