防雷檢測(cè)中接地電阻的重要性及其影響因素的探討

楊建明 裴蘇清 盧煒

【摘要】雷電帶來災(zāi)害是自然災(zāi)害中最為嚴(yán)重的一種，因此防雷檢測(cè)是氣象臺(tái)站的一項(xiàng)重要工作，也是防止雷電災(zāi)害的主要措施。在防雷檢測(cè)中，接地電阻起著極為重要的作用，因此本文總結(jié)了一些影響接地電阻的因素，如檢測(cè)設(shè)備，氣象條件以及隨機(jī)因素等，并對(duì)接地電阻對(duì)于防雷檢測(cè)的重要性進(jìn)行了分析與探討，為開展防雷工作提供了依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】防雷檢測(cè)；接地電阻；重要性；影響因素

一、接地電阻的重要性

可以通過接地電阻的大小來判斷防雷檢測(cè)中的接地裝置的性能，通常而言，當(dāng)發(fā)生雷電時(shí)，檢測(cè)裝置中的接地電阻越小，雷電流散的速度就越快，倘若雷電擊中了物體，它所產(chǎn)生高電位也相對(duì)更低，從而減少了雷電對(duì)設(shè)備和人身的傷害。相關(guān)的電學(xué)原理表示：當(dāng)雷電擊中物體時(shí)，其產(chǎn)生的電流經(jīng)過防雷裝置時(shí)，裝置中的接地電阻所產(chǎn)生的高壓和接地電阻的阻值大小呈正比，也就是說接地電阻的阻值越小，所產(chǎn)生的高壓對(duì)人身和物體的威脅也越小，從中可以看到，接地電阻是衡量接地裝置性能好壞的主要指標(biāo)。相關(guān)的防雷規(guī)范中明確規(guī)定了不同類型的防雷建筑物中的接地電阻的標(biāo)準(zhǔn)，例如在《防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范匯編》里，對(duì)防雷類型分為一、二、三類的防雷建筑物，明確規(guī)定了對(duì)應(yīng)不同類型的接地電阻的大小，像一、二類的防雷建筑物中的接地電阻阻值要小于10 Ω，而第三類防雷建筑物中的電阻阻值則要大于30 Ω，對(duì)于一些電力變壓器或者發(fā)電機(jī)，它們的接地電阻就要小于4 Ω?，F(xiàn)今，由于防雷裝置和接地設(shè)備的不斷發(fā)展，因此在進(jìn)行接地電阻的檢測(cè)工作時(shí)，還要考慮到其他的影響因素，例如要仔細(xì)的檢測(cè)電位連接措施和接地設(shè)備的結(jié)構(gòu)屬性，確保它們能夠達(dá)到規(guī)范的要求。要嚴(yán)格的參照《規(guī)范匯編》的相關(guān)規(guī)定，對(duì)一些土壤電阻率較高的區(qū)域，要多考慮到該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)狀況和地區(qū)的施工難度，要加強(qiáng)對(duì)公共接地系統(tǒng)和鐵架與霹雷針間的連接情況的檢測(cè)力度，對(duì)于該地區(qū)的醫(yī)療設(shè)備和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也要定期檢測(cè)其等電位的連接情況。

二、接地電阻的影響因素

（一）氣象條件

由于在規(guī)范匯編里沒有具體規(guī)定在進(jìn)行接地電阻的檢測(cè)時(shí)應(yīng)該具備的氣象條件，所以當(dāng)進(jìn)行實(shí)際的電阻檢測(cè)時(shí)，要對(duì)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件（例如濕度，溫度等）有所了解，然后根據(jù)這些來明確接地電阻和氣象條件之間存在的關(guān)聯(lián)。接地電阻和土壤的電阻率之間的關(guān)系呈正比，換句話說就是當(dāng)土壤的電阻率越高，接地電阻的阻值也越大。土壤中的化學(xué)成分，相對(duì)濕度和溫度，以及土質(zhì)的緊密程度等都會(huì)對(duì)土壤的電阻率產(chǎn)生影響，在這些因素里，會(huì)給電阻率造成最為嚴(yán)重影響的因素就是土壤的相對(duì)濕度和溫度。

圖1 減少氣象因素對(duì)接地電阻檢測(cè)的影響

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)顯示，土壤的電阻率和土壤的相對(duì)濕度之間的關(guān)系呈反比，也就是說土壤的含水量增加時(shí)，其電阻率就會(huì)迅速下降，并且當(dāng)鋼筋混凝土的接地體中的含水量增多時(shí)，其電阻率也會(huì)有所降低；而土壤的相對(duì)溫度和土壤的電阻率之間的關(guān)系也成反比，隨著溫度的升高，土壤的電阻率也會(huì)跟著降低。也就是說，當(dāng)一年中的氣溫和天氣狀況在不斷地發(fā)生改變時(shí)，同一塊區(qū)域的土壤中的電阻率也會(huì)隨之發(fā)生改變。在防雷規(guī)范中有寫明，要重視氣象變化對(duì)接地電阻造成的影響，不可以在下雨的時(shí)候或是土壤的濕度較大時(shí)檢測(cè)接地電阻的阻值，并且以某塊區(qū)域在雷雨季節(jié)中卻沒有降水的土壤的接地阻值為參考標(biāo)準(zhǔn)。比如在給紅山洼煤礦安裝避雷針的過程中，公共接地體、霹雷針與鐵架之間的連接都沒有問題，但在檢測(cè)時(shí)卻沒有達(dá)到要求，并且為了更加精確還進(jìn)行了很多次的檢測(cè)，后來專門對(duì)實(shí)地情況進(jìn)行了考察，發(fā)現(xiàn)接地體的四周都是沙石，而這些沙石缺乏一定的濕度，所以導(dǎo)致檢測(cè)不合格，因此重新更換了接地體周圍的沙石，并在土壤中放入了很多鹽，以確保檢測(cè)可以合格。人們常常由于檢測(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)不合格而給接地體加入大量的水，但是這種做法缺乏科學(xué)依據(jù)，不能真正解決問題的本身。

（二）檢測(cè)設(shè)備

在規(guī)范匯編中要求檢測(cè)的電阻是沖擊接地電阻，而在大多數(shù)的氣象臺(tái)站中用的是日本生產(chǎn)的搖表式地阻儀，通過這種地阻儀所檢測(cè)出的叫做工頻接地電阻，與規(guī)范匯編中要求的不符合。因此在進(jìn)行電阻儀的測(cè)試時(shí)，重點(diǎn)測(cè)試土壤中的電位梯度近似為0的地方，也就是將電阻儀放置在零點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)，以避免出現(xiàn)誤差，從而使測(cè)試出的接地電阻值更為精確和有效，但是在實(shí)際的測(cè)試中很難做到。我國(guó)大部分的防雷檢測(cè)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行接地電阻的檢測(cè)時(shí)，較常使用鉗形接地電阻儀來檢測(cè)，這種電阻儀的檢測(cè)速度相對(duì)更快并且無須用到輔助接地棒，更加易于使用。在現(xiàn)實(shí)的接地體電阻的檢測(cè)中，不能測(cè)量出被作為測(cè)試極的接地體和要進(jìn)行測(cè)試的接地體間的距離，在一些特殊情況里，這兩個(gè)接地體間的距離十分短，不能達(dá)到測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)，并且在還沒掌握接地裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，這兩個(gè)接地體已經(jīng)和地下電氣溝通，在這個(gè)時(shí)候測(cè)試出的電阻值不具備可靠性，所產(chǎn)生的誤差也很大。

圖2 接地體電阻檢測(cè)

所以在現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行接地體的阻值測(cè)試時(shí)，一定要對(duì)使用的地阻儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和檢測(cè)區(qū)域的土質(zhì)情況有大概的了解和掌握，這就需要檢測(cè)人員具備一定的專業(yè)性。并且在實(shí)際的檢測(cè)過程中，地阻儀通過不同的方向來接觸接地體并進(jìn)行測(cè)試，最終測(cè)試出的土壤阻值也是不一樣的，所以在現(xiàn)實(shí)的檢測(cè)中，要從不同的角度來檢測(cè)接地電阻的阻值，然后計(jì)算出平均值；在進(jìn)行實(shí)際測(cè)量時(shí)，要保持直線接地電阻儀垂直于要進(jìn)行檢測(cè)的接地體，雖然這個(gè)要求在實(shí)際測(cè)量過程中難以實(shí)現(xiàn)，但還是要盡可能的做到。

（三）隨機(jī)因素

在實(shí)際檢測(cè)接地體的電阻值過程中，一定要保證沒有不利因素的干擾，使測(cè)量出的數(shù)據(jù)更加精確，有效。在進(jìn)行接地電阻的測(cè)試時(shí)，會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)一些不利因素給檢測(cè)過程帶來影響，例如檢測(cè)時(shí)使用的地阻儀在測(cè)量過程中產(chǎn)生的電流量較小，會(huì)使測(cè)量出的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。除了這些干擾因素外，還會(huì)出現(xiàn)一些人為因素對(duì)檢測(cè)過程造成影響，對(duì)于這些因素一定要有足夠的重視，一定要最大限度的保障測(cè)量過程不被影響因素干擾。另外，在接地電阻的檢測(cè)中，會(huì)出現(xiàn)給高層建筑物的防雷設(shè)備的接地電阻進(jìn)行檢測(cè)的情況，在檢測(cè)時(shí)會(huì)用到很長(zhǎng)的測(cè)試線，而這也會(huì)使檢測(cè)誤差偏大，例如一些高層建筑物的防雷工程做得很好，但是在檢測(cè)接地電阻時(shí)出現(xiàn)了較高的誤差。所以為了避免這種情況的發(fā)生，工作人員要考慮到超過標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的測(cè)試線所產(chǎn)生的電阻和感抗以及電流量帶來的干擾電動(dòng)勢(shì)等因素。

三、結(jié)語

接地電阻是衡量防雷檢測(cè)中的接地裝置性能和防雷工程質(zhì)量的主要指標(biāo)，在實(shí)際的檢測(cè)過程中，會(huì)出現(xiàn)各種因素對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)造成干擾，例如氣象條件，檢測(cè)設(shè)備和隨機(jī)因素等，從而使得檢測(cè)出的接地電阻不夠準(zhǔn)確，真實(shí)。而接地電阻能夠達(dá)到要求，是確保防雷裝置可靠性的關(guān)鍵，因此從中可以看出，防雷檢測(cè)中接地電阻起著十分重要的作用。

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