大地網測試儀的工作原理是什么？

大地網測試儀的核心工作原理是 異頻電流注入法 + 電壓 - 電流法（V/I 法），通過注入非工頻測試電流規避現場電磁干擾，精準計算大型接地網的等效阻抗；土壤電阻率測量則基于四極法（溫納法）。具體可分為接地阻抗測量原理、抗干擾核心機制、土壤電阻率測量原理三部分：

一、 核心：接地阻抗測量原理（V/I 法）

接地阻抗的本質是接地網與大地之間的等效電阻，直接測量易受工頻干擾，因此采用異頻測試 + 同步采集計算的方案，步驟如下：

電極布置

測試時需布置 2 根電流極（C?、C?） 和 2 根電壓極（P?、P?），遵循 DL/T 475-2017 規范：

電流極 C?連接被測接地網，C?布置在遠離接地網的位置（距離≥接地網對角線長度的 2 倍），形成測試電流回路；

電壓極 P?連接接地網，P?布置在 C?與 C?之間的 1/3 處，用于采集接地網與大地之間的電位差。

異頻電流注入

儀器內部的變頻電源模塊輸出穩定的異頻測試電流（常見 45Hz、55Hz，與工頻 50Hz 錯開），通過電流極 C?注入接地網，電流經大地流回 C?，形成閉合回路。

注：測試電流大小可根據接地網規模調整（0.5A~20A），接地網面積越大，需越大電流以增強信號強度。

電壓與電流同步采集

儀器的測量模塊通過電壓極 P?、P?，同步采集接地網與大地之間的異頻電壓信號（V）；同時通過電流傳感器采集注入的異頻電流信號（I）。

阻抗計算與工頻換算

依據歐姆定律 Z=IV，計算出接地網的異頻接地阻抗；再通過內置算法，將異頻阻抗換算為等效工頻接地阻抗（50Hz），該數值是評估接地網性能的核心指標。

二、 關鍵：抗干擾核心機制

大型接地網（如變電站接地網）現場存在大量 50Hz 工頻干擾（高壓線路、運行設備的電磁輻射），若直接用工頻電流測試，采集的電壓信號會被干擾淹沒，導致數據失真。異頻抗干擾的原理如下：

頻率分離：測試電流采用 45Hz/55Hz，與工頻 50Hz 有明顯頻率差；

選頻濾波：儀器內部的選頻放大模塊，大地網測試儀只提取與測試頻率一致的電壓、電流信號，濾除工頻及其他雜波干擾；

數據修正：通過雙頻（45Hz+55Hz）測試對比，進一步消除剩余干擾，提升測量精度。

這也是大地網測試儀區別于普通接地電阻測試儀的核心優勢 —— 普通儀器僅適用于小型接地體，無法在強干擾環境下精準測量低阻抗（≤0.5Ω）的大型接地網。

三、 補充：土壤電阻率測量原理（四極法 / 溫納法）

大地網測試儀的土壤電阻率測量功能，用于為接地網設計、改造提供基礎數據，原理如下：

電極布置：將 4 根電極按等間距 a（通常 1~100m）沿同一直線垂直插入土壤，電極埋深≤a/20；

電流注入與電壓采集：儀器向外側兩根電極注入測試電流，測量內側兩根電極之間的電位差；

電阻率計算：依據公式 ρ=2πa?IV 計算土壤電阻率（ρ 單位：Ω?m；a 單位：m）。

原理總結

大地網測試儀通過 **“異頻電流注入→同步采集 V/I→濾波計算→工頻換算"** 的流程，解決了大型接地網現場強干擾下低阻抗測量的難題；同時通過四極法實現土壤電阻率的精準測量，為接地網的安全評估和改造提供可靠數據支撐。