大地网测试仪的工作原理是什么

大地网测试仪的工作原理是什么？

大地网测试仪的核心工作原理是 异频电流注入法 + 电压 - 电流法（V/I 法），通过注入非工频测试电流规避现场电磁干扰，精准计算大型接地网的等效阻抗；土壤电阻率测量则基于四极法（温纳法）。具体可分为接地阻抗测量原理、抗干扰核心机制、土壤电阻率测量原理三部分：

一、 核心：接地阻抗测量原理（V/I 法）

接地阻抗的本质是接地网与大地之间的等效电阻，直接测量易受工频干扰，因此采用异频测试 + 同步采集计算的方案，步骤如下：

电极布置

测试时需布置 2 根电流极（C₁、C₂） 和 2 根电压极（P₁、P₂），遵循 DL/T 475-2017 规范：

电流极 C₁连接被测接地网，C₂布置在远离接地网的位置（距离≥接地网对角线长度的 2 倍），形成测试电流回路；

电压极 P₁连接接地网，P₂布置在 C₁与 C₂之间的 1/3 处，用于采集接地网与大地之间的电位差。

异频电流注入

仪器内部的变频电源模块输出稳定的异频测试电流（常见 45Hz、55Hz，与工频 50Hz 错开），通过电流极 C₁注入接地网，电流经大地流回 C₂，形成闭合回路。

注：测试电流大小可根据接地网规模调整（0.5A~20A），接地网面积越大，需越大电流以增强信号强度。

电压与电流同步采集

仪器的测量模块通过电压极 P₁、P₂，同步采集接地网与大地之间的异频电压信号（V）；同时通过电流传感器采集注入的异频电流信号（I）。

阻抗计算与工频换算

依据欧姆定律 Z=IV，计算出接地网的异频接地阻抗；再通过内置算法，将异频阻抗换算为等效工频接地阻抗（50Hz），该数值是评估接地网性能的核心指标。

二、 关键：抗干扰核心机制

大型接地网（如变电站接地网）现场存在大量 50Hz 工频干扰（高压线路、运行设备的电磁辐射），若直接用工频电流测试，采集的电压信号会被干扰淹没，导致数据失真。异频抗干扰的原理如下：

频率分离：测试电流采用 45Hz/55Hz，与工频 50Hz 有明显频率差；

选频滤波：仪器内部的选频放大模块，大地网测试仪只提取与测试频率一致的电压、电流信号，滤除工频及其他杂波干扰；

数据修正：通过双频（45Hz+55Hz）测试对比，进一步消除剩余干扰，提升测量精度。

这也是大地网测试仪区别于普通接地电阻测试仪的核心优势 —— 普通仪器仅适用于小型接地体，无法在强干扰环境下精准测量低阻抗（≤0.5Ω）的大型接地网。

三、 补充：土壤电阻率测量原理（四极法 / 温纳法）

大地网测试仪的土壤电阻率测量功能，用于为接地网设计、改造提供基础数据，原理如下：

电极布置：将 4 根电极按等间距 a（通常 1~100m）沿同一直线垂直插入土壤，电极埋深≤a/20；

电流注入与电压采集：仪器向外侧两根电极注入测试电流，测量内侧两根电极之间的电位差；

电阻率计算：依据公式 ρ=2πa⋅IV 计算土壤电阻率（ρ 单位：Ω・m；a 单位：m）。

原理总结

大地网测试仪通过 **“异频电流注入→同步采集 V/I→滤波计算→工频换算"** 的流程，解决了大型接地网现场强干扰下低阻抗测量的难题；同时通过四极法实现土壤电阻率的精准测量，为接地网的安全评估和改造提供可靠数据支撑。