接地電阻測試 Earth resistance testing

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1 接地電阻測試 Earth resistance testing
Lecture 04 接地電阻測試 Earth resistance testing

2 接地方式 (屋內線路裝置規則第24條） 1. 設備接地：用電設備非帶電金屬部份之接地。包括金屬管、匯流排槽、電纜之鎧甲、出線匣、開關箱、馬達外殼等。 2. 內線系統接地：屋內線路中被接地線之再行接地。其接地位置通常在接戶開關之電源側與瓦時計之負載側間，可以防止電力公司中性線斷路時電器設備被燒毀，亦能防止雷擊或接地故障時發生異常電壓。 3. 低壓電源系統接地：配電變壓器之二次側低壓線或中性線之接地，目的在穩定線路電壓。 4. 設備與系統共同接地：內線系統接地與設備接地，共用一條地線或同一接地電極。

3 設備與系統共同接地

4 接地的目的 1. 防止感電：用電設備之帶電部份與外殼間，若因絕緣不良或劣化而使外殼對地間有了電位差，稱為漏電，嚴重漏電時可能使工作人員受到傷害。防止感電的最簡單方法，便是將設備的非帶電金屬外殼實施接地，使外殼的電位接近大地或與大地相等。由於人體的電阻、鞋子電阻及地板電阻的差異，所以能夠承受的電壓隨著人、地而不同，通常人類不致感電死亡的電壓界限約為24~65伏特。 2. 防止電氣設備損壞：由於雷擊、開關突波、接地故障及諧振等原因而使線路發生異常電壓，此等異常電壓可能導致電氣設備之絕緣劣化，形成短路而燒毀。但系統實施接地，則可抑制此類異常電壓。 3. 提高系統之可靠度：若系統實施接地時，可使接地保護電驛迅速隔離故障電路，讓其他電路能夠繼續正常供電。 4. 防止靜電感應：若電器設備上累積靜電荷時，可利用接地線導至大地。 5. 避免電磁遮蔽、雜訊、干擾等問題。(弱電系統)

5 電力接地種類與接地導線 屋內線路裝置規則第25條 種類 適用場所 電阻值 接地導線 特種接地
三相四線多重接地系統供電地區之高壓用電設備接地。 10 歐姆 以下 (1) 變壓器容量五○○千伏特安以下應使用二十二平方公厘以上絕緣線。 (2) 變壓器容量超過五○○千伏安應使用三十八平方公厘以上絕緣線。 第一種接地 非接地系統之高壓用電設備接地。 25歐姆 以下 第一種接地應使用五‧五平方公厘以上絕緣線。 第二種接地 三相三線式非接地系統供電用戶變壓器之低壓電源系統接地。 50歐姆 以下 (1) 變壓器容量超過二十千伏安應使用二十二平方公厘以上絕緣線。 (2) 變壓器容量二十千伏安以下應使用八平方公厘以上絕緣線。 第三種接地 1. 低壓用電設備接地。 2. 內線系統接地。 3. 變比器二次線接地。 2. 支持低壓用電設備之金屬體接地 1. 對地電壓 150V 以下 ~100 歐姆以下。 2. 對地電壓 151V 至 300V~50 歐姆 以下。 3. 對地電壓 301V 以上 ~10 歐姆以下。 (1) 變比器二次線接地應使用五‧五平方公厘以上絕緣線。 (2) 內線系統單獨接地或設備共同接地之接地引接線，按表二六 － 一規定。 (3) 用電設備單獨接地之接地線或用電設備與內線系統共同接地之連接線按表二六 － 二規定。

6 各類接地工程接地電阻值(現場)要求如下:
(責任施工) 1. 避雷接地電阻<= 10 歐姆.(建築法規規範) 2. 發電機接地電阻<= 10 歐姆. 3. 電信接地<= 5 歐姆.(電信保安接地設備之接地電阻值分別如下：一般建築物為25Ω以下或設置電信室之建築物為10Ω以下 ) 4. 電力接地<= 10 歐姆.(如上頁)

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9 建築物接地測試箱 大樣圖

10 接地極接地電阻計算公式 直埋棒狀或管狀地極 (a) 單極式：以同棒或銅管接地極單根打入或直埋，公式為 (b) 多極直線並聯式公式為:
R：單根接地棒或銅管之接地電阻值（Ω） L：接地棒或銅管長度（㎝） ρ：大地電阻率（Ω-㎝） r：接地棒或銅管外圍半徑（㎝） n：接地棒或銅管數量 S：接地棒或銅管間隔（㎝） 接地棒可為銅棒或銅包鋼棒或不銹鋼棒等，銅管則為適當厚度銅管。

11 多種土壤的電阻係數 土壤種類 電阻係數 沼澤土壤（Marshy soils） ~30 黏土（Loam） 20~100
濕泥煤土 (Damp peat) 5~100 腐植土 (Humus) 10~150 砂土 (Sandy clay) 50~500 塑料土 (Plastic Clay) 50 石灰土 (Open chalk) 100~300 矽泥土 (Silica Clay) 200~3000 緊密的石灰泥 100~200 片巖 50~300 雲母片巖 800 花崗石 1500~10000

12 大地電阻率之測試:溫納法(Wenner) 由美國標準局的弗拉克 溫納 (Frank Wenner)於1915年開發而成
測試時通常極間距離a應為埋設深度d之20倍以上，其測試之接地電阻值所推算之大地電阻係數較接近實際值。

13 接地電阻測試計之架構

14 Principle of an earth resistance test
被測電極 接地電阻測試計之輔助電極

15 Effect of C location on the earth resistance curve

16 Ground resistance measurement
在待測電阻和電流電極接地棒之中間位置附近，打入電壓電極輔助接地棒，然後利用金屬導線接至電壓降式接地電阻器P端。 為避免地下不得有洩漏電流及雜散電壓降影響測試值，測試供應電流不可以太小一般推薦值為5-20mA左右。 測試供應電流使用頻率需求：1kHz以下，且必須與周遭系統使用之頻率不同，不能用直流 (以免造成電解質的水電解)。

17 一般而言，常見的較精確的量測，有以下兩種量測方式：
62%量測法: 分別測量Y 、Y’及Y”三點之電阻值，若電阻值差異在5%以下，可取三者平均值。若超過5%，則需再加大x至Z之距離。 電壓輔助電極 距離約為30公尺

18 正三角形量測法: 分別測量A及B兩點之電阻值，若電阻值差異在5%以下，可取兩者平均值。若超過5%，則需再加大X至Z或 Y之距離。 電壓輔助電極

19 TES-1605 數位接地電阻計 測量電流輸出：2mA

20 Fluke 1630 接地電阻鈎型測試儀 無輔助極測試法 採用無輔助極測試方法，無需斷開並聯接地電極，也不用查找適合放置輔助接地棒的位置。 這大大節省了時間，並且使用戶（例如，工業和工程電氣技師以及現場維修電工和承包商）可以在無法使用其他技術的地點（包括建築物內部或電線塔上）執行接地迴路電阻測試。 採用無輔助極測試法，不再需要接地棒。 將接地電阻鉗型測試儀卡在接地棒或連接電纜周圍。 測試儀的一半用於感應已知電壓，另一半用於測量電流。 測試儀可以自動確定此接地連接的接地迴路電阻。

21 Q: 用三用電表測量接地電阻可行嗎?

22 Q: 接地電阻測量時，常常會遇到混凝土路面，探棒無法打人時乾如何因應?