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是按補償法的原理制成的,內附手搖交流發電機作為電源,其工作原理如圖所示。圖(a)中,TA是電流互感器,F是手搖交流發電機,Z是機械整流器或相敏整流放大器,S是量程轉換開關,G是檢流計,Rs是電位器。該表具有3個接地端鈕,它們分別是接地端鈕E(E端鈕是由電位輔助端鈕P2和電流輔助端鈕C2在儀表內部短接而成)、電位端鈕Py以及電流端鈕C)。各端鈕分別按規定的距離通過探針插人地中,測量接于E、P)兩端鈕之間的土壤電阻。為了擴大量程,電路中接有兩組不同的分流電阻R1~R3以及R5~R8,用以實現對電流互感器的二次電流I2以及檢流計支路的三擋分流。分流電阻的切換利用量程轉換開關S完成,對應于轉換開關有三個擋位,它們分別是0~1Ω.1~10Ω和10~100Ω。
將圖(a)的線路進行簡化,畫成實際測量時的原理圖,如圖(b)所示。圖中E′為接地體,P′為電位接地極,C′為電流接地極,它們各自連接E、P1、C1端鈕,分別插人距離接地體不小于20m和40m的土壤中。
假設手搖交流發電機F在某一時刻輸出交流電,其左端為高電位,則此刻電流J經電流互感器的原邊→端鈕E→接地體E′→大地→電流接地極C′→端鈕C1,再回到手搖交流發電機右端,構成一個閉合回路。在E′的接地電阻Rx上形成的壓降為IRx,壓降IRx隨著與E′極距離的增加而急劇下降,在P′極時降為零。同樣,兩電極P′和C′之間也會產生壓降,其值為IRc,電位分布如圖(b)所示。
電流互感器的二次電流為KI(K是互感器的變比:I2/I1),該電流經過電位器s點的壓降為KIRs。借助調節電位器的活動觸點W,使檢流計指示為零,此時,P′、s兩點間的電位為零,即為
由式(8-2)可見,被測的接地電阻Rx可由電流互感器的變比Κ和電位器的電阻R,所決定,而與電流接地極C′的電阻R,無關。用上述原理測量接地電阻的方法稱為補償法。
需要指出的是,電流接地極C′用來構成接地電流的通路是*必要的。如果只有一個電極,則測量結果將不可避免地將接地體E′的接地電阻包括進去,這顯然是不正確的。還要指出的是,一般都是采用交流電進行接地電阻的測量,這是因為土壤的導電主要依靠地下電解質的作用,如果采用直流電就會引起化學極化作用,以致嚴重地歪曲測量結果。