浅谈 ETCR2000 钳形接地电阻仪现场应用

ETCR2000系列钳形接地电阻仪现场应用

1.     钳表结构

1）. 钳头:65×32mm

2）. HOLD键：锁定/解除显示/存储

3）. 扳机：控制钳口张合

4）. ON/OFF键：开机/关机/退出/组合清除数据

5）. MEM键：数据查阅键/组合清除数据

6）. * 电阻测量切换键Ω/右箭头键

7）. *电流测量切换键A/左箭头键

8）. AL报警功能键：报警功能开启/关闭/报警临界值设定

9）. 液晶显示屏

注：“*”仅限于C型。

2.     系列型号

3.     主要技术参数

4.     电阻测量原理

ETCR2000系列钳表的基本原理是测量封闭回路的电阻。如下图所示。钳表在被测回路上感应一个电势E，在电势E的作用下被测回路上产生一个电流I。钳表对E及I进行测量，并通过下面的公式即可得到被测电阻R：

因此，ETCR2000钳表所测的接地电阻是接地极对地电阻以及接地线电阻的总和。它还可以测量回路的连接情况。

我们在现场测量时必须注意被测装置的接地是否形成回路。如果没有回路，必须借助辅助地极和测试线也可以测出它的接地电阻值。

5.     正确开机

按下钳表的POWER按钮后，钳表即处于开机自检状态。待液晶屏上显示“OLΩ”后，自检状态结束。如钳表未能显示“OLΩ”，请按动钳表手柄，让钳口张合两次重新开机。

因此，当按下POWER按钮后到液晶屏显示“OLΩ”的这段时间内（自检时间约1秒），钳表不可钳绕任何金属导体，不能翻转钳表，亦不可压按钳表的手柄和钳口，应使钳表处于自然闭合的静止状态。否则不能完成自检，将对测量误差带来很大影响。

开机出错钳表显示“Er”开机出错符号。

开机正确钳表显示“OLΩ”，用户可以如右图所示用随机的测试环检验一下。钳表显示值应该与测试环上的标称值一致（5.1Ω）。显示值与标称值相差一个字，是正常的。如：测试环的标称值为5.1Ω时，显示5.0Ω或5.2Ω都是正常的。 用户可放心使用。

钳表的具体操作方法请参考使用说明书。

6.     ETCR2000系列钳表在各种接地系统的应用。

一般情况下，我们将接地系统分为三种：多点接地系统、有限点接地系统、单点接地系统。下面介绍ETCR2000在这三种种接地系统的应用

1）多点接地系统的应用

多点接地系统（例如输电系统杆塔接地、通信电缆接地系统、某些建筑物等），它们通过架空地线（通信电缆的屏蔽层）连接，组成了多点接地系统。见下图。当用钳表测量时，其等效电路如下：

其中：R1为待测的接地电阻。

R0为所有其它杆塔的接地电阻并联后的等效电阻。

由于接地点数量很多，从工程角度设定R0=0。这样，我们所测的电阻就应该是R1了。多次不同环境、不同场合下与传统方法进行对比试验，证明上述设定是*正确的。

对于多点接地系统，无需断开接地引线，无需辅助地极，只需用ETCR2000+钳表钳住接地引线即可测出阻值。

2） 有限点接地系统的应用

有些杆塔接地系统是由数个杆塔通过架空地线彼此相连；某些建筑物的接地也不是一个独立的接地网，而是几个接地体通过导线彼此连接。这种3个以上10个以下的接地系统我们称为有限点接地系统。

这种情况也较普遍。在这种情况下，如果将上图中的R0视为0则会对测量结果带来较大误差。可以通过一组非线性方程组把阻值解算出来，但是人工解算它是十分困难的。为此，我公司提供了“有限点接地系统解算程序软件”，用户可在PC机上进行机解。

3） 单点接地系统的应用

从测试原理来说，ETCR2000系列钳表只能测量回路电阻，对单点接地是测不出来的。但是，用户*可以利用一根测试线及接地系统附近的接地极，人为地制造一个回路进行测试。下面介绍二种用钳表测量单点接地的方法，此方法可应用于传统的数字式接地电阻表无法测试的场合。例如地下室内或楼层上的机房、避雷针、电梯、加油站、被混凝土覆盖的接地体、以及无法从系统中分离的接地体等等，使用数字式接地电阻表测量接地电阻是非常困难的，但ETCR2000钳表利用辅助地极和一根测试线就可以测算出它们的接地电阻。

（a）．二点法

见下图，在被测接地体RA附近找一个独立的接地较好的接地体RB（例如临近的自来水管、建筑物等）。将RA和RB用一根测试线连接起来。

由于钳表所测的阻值是两个接地电阻和测试线阻值的串联值：RT=RA+RB+RL

其中：RT为钳表所测的阻值。

RL为测试线的阻值。

将测试线头尾相连即可用钳表测出其阻值RL。

所以，如果钳表的测量值小于接地电阻的允许值，那么这两个接地体的接地电阻都是合格的。如果辅助地极接地良好（如消防栓、建筑物大地网等），由于辅助地极的接地电阻很小，所以被测地极的接地电阻近似于钳表所测的阻值。

（b）．三点法

三点法可以准确测算出接地极的阻值。如下图，在被测接地体RA附近找二个独立的接地体RB和RC。

第一步，将RA和RB用一根测试线连接起来，见下图。用钳表读得第一个数据R1。

第二步，将RB和RC连接起来，见下图。用钳表读得第二个数据R2。

第三步，将RC和RA连接起来，见下图。用钳表读得第三个数据R3。

上面三步中，每一步所测得的读数都是两个接地电阻的串联值。这样，就可以很容易地计算出每一个接地电阻值：

由于： R1=RA+RB   R2=RB+RC   R3=RC+RA

所以： RA=（R1+R3-R2）÷2

这就是接地体RA的接地电阻值。为了便于记忆上述公式，可将三个接地体看作一个三角形，则被测电阻等于邻边电阻相加减对边电阻除以2。

其它两个作为参照物的接地体的接地电阻值为：

RB=R1-RA   RC=R3-RA

7.     电力系统的应用

(1)   输电线杆塔接地电阻的测量：

通常输电线路杆塔接地构成多点接地系统，只需用ETCR钳表钳住接地引下线，即可测出该支路的接地电阻阻值。（请见下图）

注：测试时如钳表显示“L 0.01Ω”，说明同一个杆塔有两根接地引下线并在地下连接，测试时应将另一根引线解扣。

(2)   变压器中性点接地电阻的测量

变压器中性点接地有二种情形：如有重复接地则构成多点接地系统；如无重复接地按单点接地测量。

(3)   发电厂变电所的应用

ETCR2000钳表可以测试回路的接触情况和连接情况。借助一根测试线，可以测量站内装置与地网的连接情况。接地电阻可按单点接地测量。

8.     电信系统的应用

（1）楼层机房接地电阻的测量

电信系统的机房往往设在楼房的上层，使用摇表测量非常困难。而用ETCR2000钳表测试则非常方便，用一根测试线连接消防栓和被测接地极（机房内都设有消防栓），然后用钳表测量测试线。

钳表阻值 = 机房接地电阻 + 测试线阻值 + 消防栓接地电阻

如果消防栓接地电阻很小，则：

机房接地电阻 ≈ 钳表阻值 - 测试线阻值

（2）机房、发射塔接地电阻的测量

机房、发射塔接地通常构成二点接地系统，如下图。

如果钳表的测量值小于接地电阻的允许值，那么机房、发射塔的接地电阻都是合格的。如果钳表的测量值大于允许值，请按单点接地进行测量。

9.     建筑物接地系统的应用

如果建筑物的各接地极是独立的，各接地极的接地电阻测量请见下图。

如果建筑物的各接地极在地下是连接的，测量的是金属回路的阻值。接地电阻测量请参考单点接地的测量。

10.   ETCR2000B+防爆型钳形接地电阻仪在加油站接地系统的应用

根据JJF2-2003《接地式防静电装置检测规范》，加油站主要需测试如下设施的接地电阻及连接电阻。测试时使用的仪器必须满足GB3836-2000《爆炸性气体环境用电气设备》的要求。

ETCR2000B+钳表已通过防爆认证。其防爆标志为ExiaⅡBT3 Ga。防爆合格证号：CE13.2263。它可应用于相应的易燃易爆环境中。下面简述ETCR2000B防爆型钳形接地电阻仪在加油站接地系统的应用。

(1)  储油罐、装卸点接地电阻的测量：

如上图，在加油站接地系统中，储油罐接地极A与加油机相连接，装卸点接地极C是一个独立的接地极。再找一个独立的接地极作为辅助接地极B（如消防栓等），按三点法用钳表分别测出R1、R2和R3。

则可计算出：

储油罐接地电阻为：   RA=（R1+R2-R3）÷2

装卸点接地电阻为：   RC=R2-RA

辅助地极接地电阻为： RB=R1-RA

注：测R1时，BC、AC间不能有导线连接。测R2、R3时类推。

(2) 加油机接地电阻的测量:

如上图，找一个与加油机接地极互相独立的接地极，如装卸点接地极等。用测试线将两点连接起来，用钳表测出读数RT。则可计算出：加油机接地电阻为:

R=RT-RC

其中: RT为钳表所测阻值。RC为装卸点接地电阻。

（3） 加油机输油软管连接电阻的测量:

用一根测试线将加油枪和加油机连接起来。用钳表测出读数RT。则可计算出：

加油机软管连接电阻为: R=RT-RL

其中: RT为钳表所测阻值。RL为测试线的电阻。

11.  钳表测量点的选择：

测试接地电阻时测量点的选择是十分重要的。（请见下图）

在A点测量时钳表显示“OLΩ”，没有形成回路，测量点是错误的。

在B点测量时钳表显示“L0.01Ω”，测试的是金属回路的阻值， 测量点是错误的。

在C点测量才是正确的。

12.  使用钳表的其他注意事项

u  开机前，扣压扳机一两次，确保钳口闭合良好。

u  正确开机，显示“OL Ω”符号后，才能钳测接地线。

u  钳口接触平面必须保持清洁，不能用腐蚀剂和粗糙物擦拭。

u  本钳表是精密仪器，避免钳表受冲击，尤其是钳口接合面。

u  本钳表在测量电阻时钳头会发出连续的轻微“嗡--”声，这是正常的，注意区别报警的“嘟--嘟--嘟--”声。

u  长时间不用本钳表，请取出电池。

u  C型钳表可以测试接地线上的漏电流，但禁止用钳表钳测动力线电流，钳测大电流会对钳表的磁环造成不可逆转的损坏，甚至会造成钳表的报废。

13.  钳形接地电阻测试仪与数字式接地电阻测试仪的区别

目前市场上测试接地电阻使用*泛的有两种仪表：钳形接地电阻测试仪和数字式接地电阻测试仪。这两种仪表测量原理不同，测试要求的条件不同，各有优缺点互相不能取代。

（1）       用数字表测试时，接地引下线是否解扣了（即被测接地极与接地系统是否脱离了）。如未解扣，摇表测量的阻值是接地系统所有接地电阻的并联值，该并联值比接地极的接地电阻小很多，而且是没有什么意义的。请参考GB50061-97《60KV以下架空电力线路设计规范》我们时常对同一个接地极将钳表与数字表的测量值进行对比，如果测量方法都是正确的，测试的结果会基本一致。如果操作不当测试的结果会差异较大，请注意如下问题：

（2）       用数字表测试时，特别是接地极地下干线较长时，探棒的设置是否符合下述两个条件：探棒和接地极间的距离要符合说明书的要求，探棒和接地线或接地网要成垂直布局。否则数字表的测量结果是不准确的。

（3）       国家标准GL/T621-1997《交流电气装置的接地》规定：“接地极或自然接地极的对地电阻和接地线电阻的总和，称为接地装置的接地电阻。”一般情况下数字表只能测量接地极的对地电阻，而无法测量接地线的电阻。钳表测量的接地电阻是接地极的对地电阻以及接地线电阻的总和，*国家标准的要求。

（4）       如果接地系统只有几个接地极，用钳表测量会有一些误差，一般会偏大一些。如果想得到准确的接地电阻值，可采用《有限点接地系统解算程序》进行解算。