广东度衡工程检测有限公司
摘要：由于防雷检测中，常常出现不稳定的检测值，导致接地电阻真值偏离。而导致接地电阻真值出现偏离的原因，主要受人为、环境、方法、环境、气候等方面的影响。本文重点介绍了接地电阻的影响因素及如何正确测量接地电阻，提出了测量接地电阻工作中常见问题及解决方法。
关键词：建筑防雷工程；检测；接地电阻；测量；注意事项；解决方法
引言：随着经济建设的加快，建筑规模不断扩大，雷电灾害作为一种自然灾害对大型建筑的威胁，因此实施建筑防雷工程是十分必要的。防雷工程的重要性要求定期对其进行测试。接地电阻测量是最重要的一个在闪电探测工作，和接地电阻的大小是一个重要的参数来衡量接地系统是好还是坏，所以，如何确保接地电阻测量数据的准确性防雷工程的安全是非常重要的。
1 接地电阻的组成
接地线的电阻与接地极自身电阻，是指接地线、接地设备、接地母线、接地极本身的电阻，其阻值与引线的几何尺寸和材质有关。
接地体（水平接地体、垂直接地体）本身的电阻，与接地体的材质和周围大地的电阻有关。
散流电阻是从接地体开始向远处（20m）扩散电流所经过路径的土壤电阻。决定散流电阻的主要因素是土壤中导电离子的浓度和土壤的含水量。
接地极表面与土壤之间的接触电阻，与土壤的性质、颗粒、含水量、土壤与接地体的接触面接触的紧密程度有关，它是接地电阻的主要成分。
2 影响接地电阻的主要因素
影响接地电阻的因素包括接地电极的形状和尺寸、周围环境因素以及接地电极周围的土壤电阻率，其中最重要的是接地电极周围的土壤电阻率。
土壤中的电阻率与土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量有关。土壤电阻率ρ的大小，主要取决于土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量。土壤中所含导电离子浓度越高，土壤的导电性就越好，ρ就越小；反之就越大。
土壤越湿，含水量越多，导电性能就越好，ρ就越小；反之就越大。土壤中的电阻率与土质有关，不同土质的土壤电阻率不同，甚至相差数千倍。
土壤中的电阻率与土壤的温度有关，一般是土壤电阻率随温度的升高而下降。
土壤中的电阻率与土壤的致密性有关。土壤的致密对土壤电阻率也有一定的影响，为了降低接地电极的散流电阻，必须将接地体周围的回填土夯实，使接地极与土壤紧密接触，从而达到降低土壤电阻率的效果。
土壤中的电阻率与季节有关。季节不同，土壤的含水量和温度也就不同，影响土壤电阻率最明显的因素就是降雨和冰冻。在雨季，由于雨水的渗入，地表层土壤的电阻率降低（低于深层土壤的电阻率）；在冬季，由于土壤的冰冻作用，地表层土壤的电阻率升高（高于深层土壤的电阻率）。
3 接地电阻的测量
3.1 常用接地电阻测量方法―――电位降法
电位降法是一种常用的接地电阻测量方法。其测量手段是在被测地线接地桩一侧地上打入两根辅助测试桩，要求这两根测试桩位于被测地桩的同一侧，三者基本处于同一条直线上，距被测地桩较近的一根辅助测试桩，距离被测地桩20m左右，距被测地桩较远的一根辅助测试桩距离被测地桩40m左右。测试时，将挡位打在3P挡位。按下测试键，此时在被测地桩和辅助地桩之间可获得一电压，仪表通过测量该电流和电压值，即可计算出被测接地桩的地阻。原理如图1所示。
图1 电位降法测量接地电阻的测试接线
E为作为测量对象的接地极，C为电流极，P为电位电极
3.2 对测试电流的要求
测试电极必须采用交流信号，因为加用直流电流会产生电化学作用，使得测量结果与通过交流电时不一样。而作为电力系统的接地或作为防雷接地，流过的是交流故障电流和频率成分极为丰富的浪涌电流。
交流测试信号的频率，容易与电力系统的感应信号、杂散信号分离，应采用工频以外的频率来加强抗干扰能力。有的接地电阻测试仪能够自动调节测试信号频率，避开电力系统的感应信号和其他杂散信号的干扰。
3.3 辅助电极的接地电阻
电位降法重要特征是两个辅助电极的接地电阻不影响测量值。辅助电极也是接地的，也有一定的接地电阻。测量用的辅助电极长度和直径均较小，接地测试是临时的，辅助电极的接地电阻一般比较高，并且其阻值随着不同的位置和测试时间而变化，电流辅助极C的接地电阻加入主回路中去，就会影响流入大地中的电流的大小。
4 接地电阻测试仪的选择
（1）采用内部供电（正弦波）和测试探头的原理。这种仪器是专门用于测试同时具有电阻分量和电感分量的接地系统。采用缠绕在物体上的金属带作为接地线时，此种方法比较普遍。
（2）用不带辅助探头的外部测试电压的原理。该原理通常用于测试TT系统内接地电阻，当在相端子与保护端子之间测试时，该接地电阻值比故障环路内其他部分的电阻高得多。
（3）用外部测试电压和辅助测试探头的原理。该仪器的优势是对TN系统给出精确的测试结果，其中相线与保护导体之间的故障环路电阻非常低。
（4）用内部供电、两个测试探头和一个测试夹的原理。用该仪器测量时，要机械断开可能与测试电极并联的任何接地电极。
5 检测接地电阻的注意事项
（1）应在非雨天气和土壤未冻结时检测接地电阻，严禁雷雨天气检测接地电阻，现场环境条件应符合正常检测要求。
（2）接地电阻测试仪应经过法定计量单位鉴定合格，并在有效使用期内使用。
（3）接地电阻测试仪的接地引线和其他导线应避开高低供电线路，且应垂直于电网，避免平行布置。当地网带电检测时，查明带电原因后实施检测，以提高检测的准确性。
（4）接地电阻检测之前，首先要识别接地系统的类型，根据不同的接地类型，采用不同的检测仪器和方法测试。
（5）正确使用接地电阻测试仪。连接电压辅助电极线和电流辅助电极线，按下开关，灯亮，说明电路导通；否则，需检查连接线是否良好和接地棒周围导电是否良好。
（6）电压辅助电极和电流辅助电极与接地极之间应保持一定的距离，且电压辅助电极测试线和电流辅助电极测试线不要相互缠绕在一起，避免互相干扰。
（7）当建筑物周围为岩石或水泥地面时，可将P、C极放置在地面并同时用水湿润，使导电处于最佳状态后，实施检测。
（8）校正线阻。辅助接地线的长度为5m，当需要加长时，应将实测接地电阻值减去加长测试线的电阻值，可用同一接地电阻测试仪在同一环境中测量加长线阻值。
6 电力部门大地网接地电阻检测注意事项
（1）测试线的选择。测试线越粗，测试时电流损失越小，测量的接地电阻越接近实际值，一般选择测试线＞1．8mm2的BVR铜线。电流线的长度应为大地网对角线长度的3～5倍，电压线为电流线的0．618倍。
（2）测试时应避开高电压，以减少强电流对测试精度的影响。
（3）测试位置的选择。一般选择大地网的中心部位，此处测试结果精度高，误差也较小。检测时，电流线与电压线摆动5°，比较测量接地电阻的值。
7 测量接地电阻工作中常出现的问题及解决方法
（1）测试夹与接地测量点接触电阻过大。解决的方法是，将接触点用锉刀或砂纸磨光，用测试线夹子充分夹好磨光触点。
（2）在测量接地电阻过程中，由于杂散电流、高频干扰的影响，接地电阻数据读不准。解决办法是可将E线改为屏蔽线后测量；或采用改变测 试频率、具有选频放大器或窄带滤波器的接地电阻测试仪表测量，以提高抗干扰能力。此种情况在测量变电站、工业配电系统以及电源变压器中经常使用。
（3）地表处存在大电位差，有多处独立接地存在，如果检测棒放在其周围，将会影响测量准确度。解决的办法是将辅助测试线加长，调整检测的角度。
（4）被测接地极本身存有交变电流（用电设备绝缘不好，部分短路引起的泄漏现象，引下线附近有高压电源干扰），直接影响到接地电阻的测量误差。解决办法是屏蔽辅助测试线。
（5）接触不良（包括仪器本身）。解决办法是检测前按操作规程自检检测仪器，加强责任心，提高检测人员业务技能。
（6）附近有发射机、天线等发出的强电磁场（在大功率的发射基地附近，如移动、微波等通信发射场，高压变电所及高压线路附近，大功率设备频繁起动场所）。解决办法是屏蔽辅助测试线，调整检测的角度。
（7）接地装置和金属管道埋设地比较复杂时，也可引起接地电阻测量不良或不稳。解决办法是辅助测试线加长，屏蔽辅助测试线，调整检测的角度。
（8）不按使用说明书规定操作，仪器本身维护不当，使用带病、超检接地电阻测试仪设备等都会影响测试结果。
（9）检查电池电压正常，而进行接地电阻测量时测量数据不准，误差大。问题出在接地电阻测试仪与辅助电极及被测接地体连接不好，常见3条连接导线有断开或接头地方松动，导致导电性能不好。
（10）接地电阻测试仪电池电量不足，解决方法是更换电池。仪表精确度下降，解决方法是重新校准为零。
结束语：防雷系统对防雷装置可靠性要求较高，接地网是否合格直接影响了防雷装置。接地电阻是接地系统的主要技术参数，作为衡量防雷工程质量的重要指标。而在具体的测量中，常出现接地电阻真值偏离的问题。因此，提高接地电阻的测量准确度，在防雷系统中非常重要。
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论文作者:樊志超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/21
标签：电阻论文; 土壤论文; 测试论文; 测量论文; 电阻率论文; 电极论文; 防雷论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;