防雷装置的接地电阻测量

【前言】防雷装置的接地电阻测量由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。接地电阻就是通过接地装置泄放电流时表现出的电阻，它在数值上等于流过接地装置入地的电流与这个电流产生的电压降之比。计算公式为： ，其中： R 接地电阻，是指接地装置的工频接地电阻（测试值）。 U 电压，是指接地装置（网）与大地零电位参考点之间的电压。 I 电流...

摘要：本文主要针对防雷装置中接地装置的接地电阻测量问题，介绍工频接地电阻测量原理和常用的三极测量方法，以期对从事防雷业务的技术人员正确掌握有所帮助。

关键词：防雷装置接地电阻测量

中图分类号：TU856 文献标识码：A 文章编号：

引言：接地装置的接地电阻检测是防雷装置检测的重要组成部分，它的状况直接关系到整个防雷系统的安全运行，接地装置接地电阻的科学合理地测量、准确评估其状况十分重要。对从事防雷检测业务技术人员来说，是必须掌握的一项内容。它虽简单、易学，却不易真正掌握，许多从事防雷检测多年的同志，对接地电阻测量工作比较薄弱，一些关键的技术观念比较模糊，技术手段落后，工作方法上还缺乏统一的规范和认识，能够在不同的环境状态，测得较准确的结果。

一、测量原理

接地电阻就是通过接地装置泄放电流时表现出的电阻，它在数值上等于流过接地装置入地的电流与这个电流产生的电压降之比。计算公式为： ，其中：

R 接地电阻，是指接地装置的工频接地电阻（测试值）。

U 电压，是指接地装置（网）与大地零电位参考点之间的电压。

I 电流，是指“流过接地装置入地的电流。

电流－－电压表法，就是给接地装置（接地极或接地网）施加一个电流I，测量出接地极（网）上的电压U，电压与电流相除，就得到了工频接地电阻。如图（b）：

按图（b）原理接线可导出接地装置、测试电极之间的电阻关系公式如下：

,由此可得出,第一项R1为接地装置接地电阻的测量值，后三项，它由三个互电阻构成，也就是测量误差，即：接地装置G、测试电极P和测试电极C的互电阻，而互电阻又是由各电极的相对位置引起，取决于各电极位置的布置。它与G、P、C三极的具置关系十分密切。正确的电极位置的布置应使后三项为零，则测量误差就可等于或接近于零。

实际上，在运用三极法测量中，由于现场各种原因的影响，很难保证电压极打在准确的位置（零电位点），这三个极如何布置呢，具体说，辅助电压极与辅助电流极与被测接地装置（网）的距离如何布置和掌握，这是测准接地电阻的关键之一。这需要根据具体测试方法的要求，分别对待、正确运用，且应尽量在干燥季节和土壤未冻结时进行测量。

1. 测量辅助电流极（I）

从中可知，电流极的作用－－构成回路。测量时，电流是从接地装置流入大地，而从电流极流出，回到电源。因此，电流极的电阻值应尽量小，以保证整个电流回路阻抗足够小，使试验电源输出的电流足够大，提高检测精确度。实践检测中如何解决“电流极的电阻”偏高？

① 加大电流极直径，增加长度，降低它的接地电阻。

② 采用多个电流极并联或向其周围泼水的方式降阻。

③ 在新建检测时，可以适当利用人工桩作电流极。

④ 采用人工接地极或利用高压输电线路的铁塔作为电流极，但应注意避雷线分流的影响。

在三极直线法、夹角法测量接地电阻时需要在远方临时打一个辅助电流极。辅助电流极离被测接地极（网）越近，电流场的畸变越大；辅助电流极越远，电流场的畸变越小，但测试工作量越大。因此，就需找一个合适的最佳的距离，在满足测试准确度的要求的情况下，使辅助电流极比较近，从而也减小了工作量。

2. 测量辅助电压极（U）

同样中可知，辅助电压极的作用（任务）－－取得零电位。测量时，电压是指接地装置（网）与大地零电位之间的参考点电压。因此怎样获得准确的零电位点，这又是准确测量接地电阻的关键。要根据接地装置形状和测量方法来确定零电位点的位置（即电压极P的位置）。大地零电位参考点在哪里，如何取得，是接地电阻测试中的另一个重要问题。显然我们不可能到无穷远的地方去找零电位参考点，而是在一个较近的可以接受的地方寻找零电位参考点。大地零电位参考点又在哪里呢？有的人有一种误解，认为大地总是处于零电位的。认为，地电位就是零电位，这是不正确的。其实，只要地中有电流流过，就有电压降，就不是零电位。没有电流流过的地，才是电气上的零电位地。因此，严格地说，零电位在离被测接地装置（网）很远的地方。一般地，对于单根金属管接地极来说，离接地极的距离在20m以上，就可以认为是零电位，如下图1（独立接地体的电位分布图）。 但实际测量中，很少是这种接地装置的，针对各种形状的接地装置如何寻找零电位点呢？应根据不同的测量方法来确定。

二、测量方法

主要是以工作中常用的三极法来介绍，包括：三极直线法和夹角法。即由接地装置、电流极和电位极组成的三个电极测试接地装置接地电阻的方法。

1. 直线法

直线法是接地电阻测试中使用最多和最普遍的方法之一，如下布线图所示：

其中：G极（接地装置）、P（测量用的电压极）、C （测量用的电流极），dGC=（4～5）D，D为被测接地装置的最大对角线长度，点P可以认为是处在实际的零电位区内。

为了较准确地找到实际零电位区时，可把电压极沿测量用电流极与被测接地装置之间连接线方向移动三次，每次移动的距离约为dGC的5%，测量电压极P与接地装置G之间的电压。如果电压表的三次指示值之间的相对误差不超过5%，则可以把中间位置作为测量用电压极的位置。在测量工频接地电阻时，如dGC取（4～5）D值有困难，可按以下原则掌握：

① 当接地装置周围的土壤电阻率较均匀时，dGC可以取2D值，而dGP取D值；

② 当接地装置周围的土壤电阻率不均匀时，dGC可以取3D值，dGP值取1.7D值。

③ 测试回路应尽量避开河流、湖泊;尽量远离地下金属管路和运行中的输电线路，避免与之长段并行，与之交叉时垂直跨越;注意减小电流线与电位线之间的互感的影响。

④ 电位极应紧密而不松动地插入土壤中20cm以上。

⑤ 新建建筑，特别是共地的情况，接地装置（对角线D值）会变得很大，在单栋楼时，注意检测。

⑥ 使用接地电阻表（仪）进行接地电阻值测量时，宜按选用仪器的要求进行操作。 原理与方法同电流—电压表法。

注意，大型接地装置一般不宜采用直线法测试。如果条件所限而必须采用时，应注意使电流线和电位线保尽量远的距，以小互感合的影响。

2. 夹角法（三角法）

夹角形法是将辅助电压极与辅助电流极以夹角向两个方向布置，接地装置、电压极与电流极三点呈等腰三角形。当dGP=dGC ≥ 2D，θ= 30°时，测量误差δ≈±10%。，如下布线图所示：

三、需要注意的问题

1. 测量接地网接地电阻时，P点至E点的距离要大于10m，小于10m测量结果误差较大。

2. 测量时，要根据现场情况仔细选择C点，E点至C点所在直线的延长线一定要通过地网的中心点G，即CE连线要垂直于地网边缘。

3. P点要选在C点至地网G的中间，若对测量的数据有疑问时，可多选几个P点进行测量，再对数据进行分析，以便得出较准确的测量结果。

4. 测量时，接地电阻测量仪的测试线一般要求不要互相缠绕，测量线必须拉直，更不能盘起来，测量每一点时不能怕麻烦，一定要将检测线全部放完，且尽量拉直。

5. 测量时要避开地下的金属管道、通信线路等。如对地下情况不了解，可多换几个地点测量，进行比较后得出较准确的数据。

参考文献：

1.《建筑物防雷装置检测技术规范》 GB/T 21431－2008.

2.《接地装置特性参数测量导则》 DL/T 475－2006.