谈如何正确测量接地电阻

摘要：本文针对目前防雷设施检测工作中出现的问题，从接地电阻测量的原理入手，提出几种测试方法和注意事项，以指导检测人员正确测量接地电阻，提高防雷检测机构的检测能力，增强检测人员的技术水平。


0 引言

防雷装置检测是国家防雷减灾工作的重要内容之一，而其中接地电阻测量是防雷装置检测的重点和主要内容，也是衡量接地装置性能好坏的重要技术指标之一，同时也是判定整个防雷设施是否合格的重要依据。在日常检测工作中，经常遇到接地电阻测量仪读数不稳定，偏大或者偏小，甚至出现读数为负值的现象。如果不能认真分析，正确校正，其测量结果必定影响测量的准确度，影响数据的公正性。怎样正确处理这些场合接地电阻数值，保证测试方法的科学性，测试数据的准确、公正，本人在多年实践中归纳总结有以下几个方面，供大家探讨。

1 接地电阻的测量原理

测量接地电阻的方法很多，通常使用的是电位降法（见GB/T17949.1-2000《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分：常规测量》），该方法是将电流注入待测接地极，并记录该电流与该接地极和电位极间电压的关系，目前普遍使用的接地电阻测试仪均使用该方法。

接地电阻测量仪的三个接线端子分别接到接地体、电流探针和电压探针。其中E端子通过测量导线连接接地体，P端子通过测量导线连接电压探针，C端子通过测量导线连接电流探针，测量时，在C端子产生一个恒定电流，该电流经电流探针—地—接地体—E，形成电流回路，通过测量G、P之间的电压U，其电压U和电流I的比值就是接地电阻RG ，即RG = U/I

测量原理见图1。



图1中的上部为接地测试钎的布置，接地体G、电压探针P、电流探针C分布在一条直线上。接地体G与电压探针P之间的距离为DGP，电压探针与电流探针之间的距离为DPC，在测量独立接地体时，个别接地电阻测试仪（如日本公立公司的“4102”型）要求取DGP=DPC=5～10m，一般型号的接地电阻测量仪也大至要求取DGP=DPC=20米，此时测得的值就是该接地体的接地电阻值R0 。

如果将电压探针P插入沿GC两点的连线上的不同位置测量接地电阻时，就会得到一接地电阻曲线（图1中部的曲线）。从该曲线中可以看出，中部有一水平段（Ra和Rb之间），该段中所测得的值也就是该接地体的接地电阻值。

在实际测量中，不可能将P点正好选在GC连线的中点，所以只要将P点选在P1、P2之间，测量的数据即是准确的。最好是选Po点附近三个点进行测量，取三点测量值的平均值作为该接地体的接地电阻值。

以上是独立接地体的接地电阻测量，接地网的接地电阻测量见图2。


接地电阻测量仪的E端应接在地网的边缘上，EC的延长线要通过地网的中心G点。当地网的最大外径为D时，取E点到电流探针C点的距离为DEC=（2.5～5）D时，才有可能得到比较明显的水平段接地电阻测试曲线。当受到测量现场各种因素的限制，如建筑物、街道等障碍物，E点到电流探针的距离DEC达不到（2.5～5）D时，就测不出具有水平段的接地电阻曲线，只能得到有转折点Ro的接地电阻曲线。当Ro点很难确定时，可以从EC连线的中点引EC的垂线，在此垂线距E、C点适当的地方作为P点进行测量，也可得到较为明确的Ro值。

在日常测量中，很少遇到独立接地体的接地电阻测量，绝大部分是接地网的测量，所以我们仅介绍接地网的接地电阻测量。

在接地网测量中，为了快速找到Ro点，减少测量的次数，产生了几种标准的测量方法。图3列举了两种常用的接地网接地电阻测量方法。

在实际测量中，由于测量现场地形的限制，测量距离不够，无法按图3的方法测量，可适当减小距离，但要对测量结果进行校正，校正的方法和参数可参考有关资料。

2 测量中需要注意的问题

2.1  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。

2.2  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。


2.3  P点要选在C点至地网的中间，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。

2.4  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。

2.5  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。






2.6  在测量屋面避雷针、避雷带时，通常要加长E点的测量线。加长的测量线对小地阻的测量精度有较大影响，必须减掉加长线的线电阻。该线电阻可通过对比法得出或用电桥测出。特别值得注意的是，该加长线一定不能缠绕在一起，尤其不能盘起来（此时线电阻可达20Ω以上）。如果是加长P点和C点的测量线，此时加长线的线电阻可忽略不计。

2.7  对大型地网（如发电厂等）接地电阻的测量，一般的接地电阻测量仪已不适用。主要是因为该类仪器输出电流较小（2mA）,E点至C点的距离太大后，测不出该电流在地中产生的电压。所以对大型地网接地电阻的测量，应选用大地网测试仪，也可利用电位降法的原理，使用其它设备来产生大电流，用电压表测量P点的电压，经过计算，得出接地电阻。

3 结论

影响测量精度的因素有很多，如测量现场的土壤分布的不均匀性、地下大尺寸金属物、现场的电磁环境等均可对测量数据造成误差，好在一般接地网接地电阻测量要求的精度不高，所以，上述的测量方法均可基本满足要求，要求较高测量精度的地网或特殊环境，接地电阻的精确测量可采用其它方法。

需要注意的是，接地电阻测量仪测得的数据是工频接地电阻，冲击接地电阻可通过工频接地电阻换算得出，也可直接用冲击接地电阻测量仪测得。

作者简介

宋建华（1955—）男，中专学历，成都新津县气象局防雷中心检测科长，常年在高原从事报务、雷达等工作。调入内地后，多年从事防雷检测工作，在长期实践中，积累大量经验并认真总结，其经验广泛应用于多个大型防雷装置检测中，主持多个大、中型综合防雷工程的检测、验收工作