利用回路法測(cè)量接地電阻

吳 斌

（中國(guó)石化江漢油田分公司江漢采油廠，湖北 潛江433123）

1 傳統(tǒng)接地電阻測(cè)試方法分析

近些年來(lái)，江漢采油廠發(fā)生多起雷擊燒壞設(shè)備事故，大多與接地電阻不合格有關(guān)，接地分工作接地和保護(hù)接地。接地的目的一是為操作人員提供安全保障；二是防止設(shè)備損壞和提高設(shè)備工作的穩(wěn)定性。接地的作用主要是防止人身遭受電擊、設(shè)備和線路遭受損壞、預(yù)防火災(zāi)和防止雷擊、防止靜電損害和保證設(shè)備或系統(tǒng)正常運(yùn)行。但由于各種環(huán)境及土壤都對(duì)接地裝置具有腐蝕作用，隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，地下接地裝置發(fā)生腐蝕而不易發(fā)現(xiàn)，從而影響設(shè)備運(yùn)行、危及人身安全，根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，要求每年必須對(duì)接地電阻進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)。目前傳統(tǒng)測(cè)量方法是利用接地電阻測(cè)量?jī)x進(jìn)行接地電阻測(cè)量（圖1）。

圖1 傳統(tǒng)接地電阻測(cè)試方法示意圖

操作時(shí)需停運(yùn)設(shè)備（防止漏電觸電）并將接地卡斷開(kāi)，把電位探測(cè)針P和電流探測(cè)針C分別插入地中，使它們與接地極E成一條直線，與被測(cè)接地體相距分別為20m和40m，并用導(dǎo)線連接。開(kāi)啟儀表便可以讀出被測(cè)的接地電阻值。

用接地電阻測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量的缺點(diǎn)主要有：

1）效率低、操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度較大。每次都需要收放20m和40m的導(dǎo)線；需要攜帶儀表、導(dǎo)線、輔助接地極。測(cè)量一個(gè)接地電阻往往需要1個(gè)多小時(shí)，而采油隊(duì)一般都有幾百個(gè)甚至上千個(gè)接地點(diǎn)需要測(cè)試。

2）測(cè)量需停運(yùn)設(shè)備，影響正常生產(chǎn)。若不停運(yùn)設(shè)備，在斷開(kāi)設(shè)備與接地體的連接時(shí)，電氣設(shè)備漏電或有不平衡電流，將會(huì)使設(shè)備外殼帶電，嚴(yán)重威脅到操作人員的人身安全。

3）有的設(shè)備與接地體焊死，沒(méi)有裝設(shè)斷接卡，不能分開(kāi)，接地電阻測(cè)量?jī)x不能測(cè)試。

4）有的設(shè)備附近找不到土壤 ，全被水泥地所覆蓋，接地電阻測(cè)試儀對(duì)輔助電極的相對(duì)位置有嚴(yán)格要求，要找到有一定距離要求的土壤，是非常困難的，如站點(diǎn)、廠房?jī)?nèi)的機(jī)泵周?chē)撬嗟兀@種情況采用接地電阻測(cè)試儀是無(wú)法測(cè)量的。

2 回路法測(cè)量接地電阻的原理

在經(jīng)過(guò)多次調(diào)研和實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)利用回路法測(cè)量接地電阻能克服接地電阻測(cè)試儀的不足和缺點(diǎn)（圖2，3）。

圖2 回路法基本原理圖

圖3 簡(jiǎn)化后電路原理圖

其原理是利用電阻表測(cè)量接地體的接地電阻與輔助極的接地電阻兩者之和的電阻，即R回路電阻＝RE＋RF，如果測(cè)量回路電阻小于接地電阻規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值10 Ω，就可以認(rèn)為接地體接地電阻合格。因?yàn)榻拥伢w和輔助極較近，其間的土壤電阻很小可以將其忽略不計(jì)；導(dǎo)線電阻很小，也可忽略掉。

3 實(shí)際操作方法

實(shí)際操作時(shí)可以利用周?chē)钠渌拥卦O(shè)備（如水管、油管等），可直接測(cè)出兩個(gè)設(shè)備的接地電阻（圖4），若接地電阻小于10Ω，就可以認(rèn)定兩個(gè)的接地電阻都合格。而且這樣還能把斷接口的電阻都檢測(cè)到了，這是傳統(tǒng)檢測(cè)方法所不具備的。

圖4 測(cè)量示意圖

在采油隊(duì)中很多設(shè)備本身就有2個(gè)或2個(gè)以上的獨(dú)立接地體（抽油機(jī)、野營(yíng)房、罐等），如果用鉗形接地電阻測(cè)試儀就會(huì)大大簡(jiǎn)化上面的操作步驟。

鉗形接地電阻儀是利用在變化磁場(chǎng)中的導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓的原理，用一個(gè)鉗子通以變化的電流，從而產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)使得其內(nèi)的導(dǎo)體產(chǎn)生一定的感應(yīng)電壓，用另一個(gè)鉗子測(cè)量由此電壓產(chǎn)生的感應(yīng)電流，最后用歐姆定律計(jì)算出環(huán)路電路值。

如若1個(gè)設(shè)備有2個(gè)獨(dú)立的接地體，鉗形接地電阻儀可以讀出的阻值是被測(cè)接地體接地電阻值加上另一接地體接地電阻與罐體接地電阻值并聯(lián)后的電阻值之和，若阻值符合要求即該點(diǎn)接地電阻為合格。另一接地體按同樣方法進(jìn)行測(cè)試（圖5）。

圖5 雙（多）根接地回路法測(cè)量示意圖

單接地體測(cè)試時(shí)（圖6），可以用導(dǎo)線連接另一接地體（或水管、油管等），再用鉗形接地電阻儀測(cè)試2個(gè)接地體的電阻之和，若阻值符合要求，單接地體的接地電阻即為合格。

圖6 單根接地回路法測(cè)量示意圖

4 結(jié)論及建議

1）利用回路法測(cè)量接地電阻適合多根接地的設(shè)備、設(shè)施，測(cè)量的結(jié)果是：被測(cè)接地極與多個(gè)接地極阻值的總和。

2）測(cè)量單根接地時(shí)要接輔助電極，使測(cè)試電路形成回路，所以測(cè)量誤差要大一些。

3）回路法測(cè)接地電阻，操作方便，測(cè)量準(zhǔn)確、安全可靠，不需要停運(yùn)設(shè)備，可延長(zhǎng)機(jī)泵運(yùn)轉(zhuǎn)周期，提高采油時(shí)率，增產(chǎn)增效，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保障測(cè)量人員人身安全。

［1］胡斌.圖表細(xì)說(shuō)電路回路法識(shí)圖［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2010.

［2］李正吾.新電工手冊(cè)［M］.安徽：安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2012.

［3］甄國(guó)涌，商福恭.電氣接地技術(shù)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2013.

［4］楊金夕.防雷接地安全技術(shù)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2014.