談如何正確測(cè)量接地電阻

摘要：本文針對(duì)目前防雷設(shè)施檢測(cè)工作中出現(xiàn)的問題，從接地電阻測(cè)量的原理入手，提出幾種測(cè)試方法和注意事項(xiàng)，以指導(dǎo)檢測(cè)人員正確測(cè)量接地電阻，提高防雷檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)能力，增強(qiáng)檢測(cè)人員的技術(shù)水平。

0引言

防雷裝置檢測(cè)是國(guó)家防雷減災(zāi)工作的重要內(nèi)容之一，而其中接地電阻測(cè)量是防雷裝置檢測(cè)的重點(diǎn)和主要內(nèi)容，也是衡量接地裝置性能好壞的重要技術(shù)指標(biāo)之一，同時(shí)也是判定整個(gè)防雷設(shè)施是否合格的重要依據(jù)。在日常檢測(cè)工作中，經(jīng)常遇到接地電阻測(cè)量?jī)x讀數(shù)不穩(wěn)定，偏大或者偏小，甚至出現(xiàn)讀數(shù)為負(fù)值的現(xiàn)象。如果不能認(rèn)真分析，正確校正，其測(cè)量結(jié)果必定影響測(cè)量的準(zhǔn)確度，影響數(shù)據(jù)的公正性。怎樣正確處理這些場(chǎng)合接地電阻數(shù)值，保證測(cè)試方法的科學(xué)性，測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、公正，本人在多年實(shí)踐中歸納總結(jié)有以下幾個(gè)方面，供大家探討。

1接地電阻的測(cè)量原理

測(cè)量接地電阻的方法很多，通常使用的是電位降法（見GB/T17949.1-2000《接地系統(tǒng)的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測(cè)量導(dǎo)則第1部分：常規(guī)測(cè)量》），該方法是將電流注入待測(cè)接地極，并記錄該電流與該接地極和電位極間電壓的關(guān)系，目前普遍使用的接地電阻測(cè)試儀均使用該方法。

接地電阻測(cè)量?jī)x的三個(gè)接線端子分別接到接地體、電流探針和電壓探針。其中E端子通過測(cè)量導(dǎo)線連接接地體，p端子通過測(cè)量導(dǎo)線連接電壓探針，C端子通過測(cè)量導(dǎo)線連接電流探針，測(cè)量時(shí)，在C端子產(chǎn)生一個(gè)恒定電流，該電流經(jīng)電流探針—地—接地體—E，形成電流回路，通過測(cè)量G、p之間的電壓U，其電壓U和電流I的比值就是接地電阻RG，即RG=U/I

測(cè)量原理見圖1。

圖1中的上部為接地測(cè)試釬的布置，接地體G、電壓探針p、電流探針C分布在一條直線上。接地體G與電壓探針p之間的距離為DGp，電壓探針與電流探針之間的距離為DpC，在測(cè)量獨(dú)立接地體時(shí)，個(gè)別接地電阻測(cè)試儀（如日本公立公司的“4102”型）要求取DGp=DpC=5～10m，一般型號(hào)的接地電阻測(cè)量?jī)x也大至要求取DGp=DpC=20米，此時(shí)測(cè)得的值就是該接地體的接地電阻值R0。

如果將電壓探針p插入沿GC兩點(diǎn)的連線上的不同位置測(cè)量接地電阻時(shí)，就會(huì)得到一接地電阻曲線（圖1中部的曲線）。從該曲線中可以看出，中部有一水平段（Ra和Rb之間），該段中所測(cè)得的值也就是該接地體的接地電阻值。

在實(shí)際測(cè)量中，不可能將p點(diǎn)正好選在GC連線的中點(diǎn)，所以只要將p點(diǎn)選在p1、p2之間，測(cè)量的數(shù)據(jù)即是準(zhǔn)確的。最好是選po點(diǎn)附近三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，取三點(diǎn)測(cè)量值的平均值作為該接地體的接地電阻值。

以上是獨(dú)立接地體的接地電阻測(cè)量，接地網(wǎng)的接地電阻測(cè)量見圖2。

接地電阻測(cè)量?jī)x的E端應(yīng)接在地網(wǎng)的邊緣上，EC的延長(zhǎng)線要通過地網(wǎng)的中心G點(diǎn)。當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)的最大外徑為D時(shí)，取E點(diǎn)到電流探針C點(diǎn)的距離為DEC=（2.5～5）D時(shí)，才有可能得到比較明顯的水平段接地電阻測(cè)試曲線。當(dāng)受到測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)各種因素的限制，如建筑物、街道等障礙物，E點(diǎn)到電流探針的距離DEC達(dá)不到（2.5～5）D時(shí)，就測(cè)不出具有水平段的接地電阻曲線，只能得到有轉(zhuǎn)折點(diǎn)Ro的接地電阻曲線。當(dāng)Ro點(diǎn)很難確定時(shí)，可以從EC連線的中點(diǎn)引EC的垂線，在此垂線距E、C點(diǎn)適當(dāng)?shù)牡胤阶鳛閜點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，也可得到較為明確的Ro值。

在日常測(cè)量中，很少遇到獨(dú)立接地體的接地電阻測(cè)量，絕大部分是接地網(wǎng)的測(cè)量，所以我們僅介紹接地網(wǎng)的接地電阻測(cè)量。

在接地網(wǎng)測(cè)量中，為了快速找到Ro點(diǎn)，減少測(cè)量的次數(shù)，產(chǎn)生了幾種標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量方法。圖3列舉了兩種常用的接地網(wǎng)接地電阻測(cè)量方法。

在實(shí)際測(cè)量中，由于測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)地形的限制，測(cè)量距離不夠，無法按圖3的方法測(cè)量，可適當(dāng)減小距離，但要對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行校正，校正的方法和參數(shù)可參考有關(guān)資料。

2測(cè)量中需要注意的問題

2.1測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻時(shí)，p點(diǎn)至E點(diǎn)的距離要大于10m，小于10m測(cè)量結(jié)果誤差較大。

2.2測(cè)量時(shí)，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況仔細(xì)選擇C點(diǎn)，E點(diǎn)至C點(diǎn)所在直線的延長(zhǎng)線一定要通過地網(wǎng)的中心點(diǎn)G，即CE連線要垂直于地網(wǎng)邊緣。

2.3p點(diǎn)要選在C點(diǎn)至地網(wǎng)的中間，若對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)有疑問時(shí)，可多選幾個(gè)p點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以便得出較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。

2.4測(cè)量時(shí)，接地電阻測(cè)量?jī)x的測(cè)試線一般要求不要互相纏繞，測(cè)量線必須拉直，更不能盤起來，測(cè)量每一點(diǎn)時(shí)不能怕麻煩，一定要將檢測(cè)線全部放完，且盡量拉直。

2.5測(cè)量時(shí)要避開地下的金屬管道、通信線路等。如對(duì)地下情況不了解，可多換幾個(gè)地點(diǎn)測(cè)量，進(jìn)行比較后得出較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
2.6在測(cè)量屋面避雷針、避雷帶時(shí)，通常要加長(zhǎng)E點(diǎn)的測(cè)量線。加長(zhǎng)的測(cè)量線對(duì)小地阻的測(cè)量精度有較大影響，必須減掉加長(zhǎng)線的線電阻。該線電阻可通過對(duì)比法得出或用電橋測(cè)出。特別值得注意的是，該加長(zhǎng)線一定不能纏繞在一起，尤其不能盤起來（此時(shí)線電阻可達(dá)20Ω以上）。如果是加長(zhǎng)p點(diǎn)和C點(diǎn)的測(cè)量線，此時(shí)加長(zhǎng)線的線電阻可忽略不計(jì)。

2.7對(duì)大型地網(wǎng)（如發(fā)電廠等）接地電阻的測(cè)量，一般的接地電阻測(cè)量?jī)x已不適用。主要是因?yàn)樵擃悆x器輸出電流較小（2mA）,E點(diǎn)至C點(diǎn)的距離太大后，測(cè)不出該電流在地中產(chǎn)生的電壓。所以對(duì)大型地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量，應(yīng)選用大地網(wǎng)測(cè)試儀，也可利用電位降法的原理，使用其它設(shè)備來產(chǎn)生大電流，用電壓表測(cè)量p點(diǎn)的電壓，經(jīng)過計(jì)算，得出接地電阻。

3結(jié)論

影響測(cè)量精度的因素有很多，如測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的土壤分布的不均勻性、地下大尺寸金屬物、現(xiàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境等均可對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)造成誤差，好在一般接地網(wǎng)接地電阻測(cè)量要求的精度不高，所以，上述的測(cè)量方法均可基本滿足要求，要求較高測(cè)量精度的地網(wǎng)或特殊環(huán)境，接地電阻的精確測(cè)量可采用其它方法。

需要注意的是，接地電阻測(cè)量?jī)x測(cè)得的數(shù)據(jù)是工頻接地電阻，沖擊接地電阻可通過工頻接地電阻換算得出，也可直接用沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x測(cè)得。

作者簡(jiǎn)介

宋建華（1955—）男，中專學(xué)歷，成都新津縣氣象局防雷中心檢測(cè)科長(zhǎng)，常年在高原從事報(bào)務(wù)、特種等工作。調(diào)入內(nèi)地后，多年從事防雷檢測(cè)工作，在長(zhǎng)期實(shí)踐中，積累大量經(jīng)驗(yàn)并認(rèn)真總結(jié)，其經(jīng)驗(yàn)廣泛應(yīng)用于多個(gè)大型防雷裝置檢測(cè)中，主持多個(gè)大、中型綜合防雷工程的檢測(cè)、驗(yàn)收工作