防雷檢測中接地電阻的重要性及其影響因素

宋威　王友利　張艷龍　秦冬旭　劉建國

【摘 要】防雷檢測是基層氣象臺站的一項基本業(yè)務(wù)，是防雷中的重點(diǎn)和主要內(nèi)容，也是整個防雷裝置安全性能所要獲取的重要技術(shù)指標(biāo)。防雷檢測中，接地電阻的大小意義重大。本文首先說明了接地電阻的定義，然后分析了防雷檢測中接地電阻的重要性，最后探討了防雷檢測中接地電阻的影響因素及其解決對策。

【關(guān)鍵詞】防雷檢測；接地電阻；氣象；設(shè)備

一、接地電阻的定義

接地電阻實際指電流從接地裝置流向大地然后再流向另一接地體或向遠(yuǎn)處擴(kuò)散所遇到的電阻。接地電阻分為工頻接地電阻與沖擊接地電阻。工頻接地電阻是把接地體的流經(jīng)電流作為工頻電流從而得到的接地電阻；而沖擊接地電阻是把接地體的流經(jīng)電流作為沖擊電流進(jìn)而得到的接地電阻值，這在有雷電電流流過的情況下非常有研究價值。我們在平時工作中測得的接地電阻值數(shù)值為工頻接地電阻值，所以通常若沒有指明是哪一種接地電阻，都是指的工頻接地電阻。我可以通過計算公式來轉(zhuǎn)換接地電阻以衡量其是不是符合規(guī)程要求。轉(zhuǎn)換計算公式為：R=ARi。

二、防雷檢測中接地電阻的重要性分析

檢測接地裝置優(yōu)劣的重要指標(biāo)即為接地電阻的大小，一般來說，接地電阻越小，雷電發(fā)生時，其流散的速度越快，一旦物體被雷擊中，其產(chǎn)生的高電位持續(xù)的時間也就越短，防雷裝置上產(chǎn)生的雷擊高電位也就相應(yīng)的越低，降低了對人及各種設(shè)備的威脅。

根據(jù)有關(guān)的電學(xué)原理，當(dāng)發(fā)生雷擊時，產(chǎn)生的雷電流在通過防雷裝置時，接地電阻上的高壓與接地電阻的關(guān)系呈正比，也就是沖擊接地電阻的值越小，電壓（電壓反擊跨步電壓和接觸電壓）對人或物的威脅性就越小，由此可以看出，接地電阻可作為重要指標(biāo)對接地裝置的優(yōu)劣進(jìn)行衡量。在各類有關(guān)的防雷規(guī)范中，在用途不同時對接地電阻的要求較明確。如在《防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范匯編》（以下簡稱《規(guī)范匯編》）中，分別對防雷類型為一、二、三類的防雷建筑物的接地電阻進(jìn)行了具體規(guī)定，一、二類的電阻應(yīng)小于10Ω，三類的電阻應(yīng)不小于30Ω，而電力變壓器或發(fā)電機(jī)的工作接地電阻不得大于4Ω。因此，應(yīng)高度重視接地電阻的相關(guān)檢測工作。

目前，隨著防雷及接地技術(shù)的逐漸發(fā)展，在對接地電阻進(jìn)行檢測的過程中，應(yīng)該對其他因素進(jìn)行綜合考慮，如還需要對等電位連接措施及接地裝置的結(jié)構(gòu)屬性等是否符合規(guī)范要求進(jìn)行詳細(xì)檢測。根據(jù)《規(guī)范匯編》的有關(guān)規(guī)定，在土壤電阻率高的地區(qū)，對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件及該地區(qū)的施工難度進(jìn)行綜合考慮，應(yīng)重點(diǎn)對鐵架與霹雷針之間及公共接地系統(tǒng)的連接狀況進(jìn)行檢查，而對于醫(yī)療設(shè)備、計算機(jī)系統(tǒng)就要重點(diǎn)考慮等電位連接狀況。

三、防雷檢測中接地電阻的影響因素及其解決對策

（一）影響因素

1.氣象條件。由于在規(guī)范匯編里沒有具體規(guī)定在進(jìn)行接地電阻的檢測時應(yīng)該具備的氣象條件，所以當(dāng)進(jìn)行實際的電阻檢測時，要對當(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，相對濕度和溫度，以及土質(zhì)的緊密程度等都會對土壤的電阻率產(chǎn)生影響，在這些因素里，會給電阻率造成最為嚴(yán)重影響的因素就是土壤的相對濕度和溫度。

2.檢測設(shè)備。在規(guī)范匯編中要求檢測的電阻是沖擊接地電阻，而在大多數(shù)的氣象臺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)行電阻儀的測試時，重點(diǎn)測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，從而使測試出的接地電阻值更為精確和有效，但是在實際的測試中很難做到。我國大部分的防雷檢測機(jī)構(gòu)在進(jìn)行接地電阻的檢測時，較常使用鉗形接地電阻儀來檢測，這種電阻儀的檢測速度相對更快并且無須用到輔助接地棒，更加易于使用。在現(xiàn)實的接地體電阻的檢測中，不能測量出被作為測試極的接地體和要進(jìn)行測試的接地體間的距離，在一些特殊情況里，這兩個接地體間的距離十分短，不能達(dá)到測量的標(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，這兩個接地體己經(jīng)和地下電氣溝通，在這個時候測試出的電阻值不具備可靠險，所產(chǎn)生的誤差也很大。

3.隨機(jī)因素。在實際檢測接地體的電阻值過程中，一定要保證沒有不利因素的干擾，使測量出的數(shù)據(jù)更加精確，有效。在進(jìn)行接地電阻的測試時，會隨機(jī)出現(xiàn)一些不利因素給檢測過程帶來影響，例如檢測時使用的地阻儀在測量過程中產(chǎn)生的電流量較小，會使測量出的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。除了這些干擾因素外，還會出現(xiàn)一些人為因素對檢測過程造成影響，對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量過程不被影響因素干擾。

另外，在接地電阻的檢測中，會出現(xiàn)給高層建筑物的防雷設(shè)備的接地電阻進(jìn)行檢測的情況，在檢測時會用到很長的測試線，而這也會使檢測誤差偏大，例如一些高層建筑物的防雷工程做得很好，但是在檢測接地電阻時出現(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)長度的測試線所產(chǎn)生的電阻和感抗以及電流量帶來的干擾電動勢等因素。

（二）解決對策

1.接地電阻值在很大程度上受檢測人員的操的影響，在檢測時應(yīng)注意：檢測儀的三極要在一條直線上并且與地網(wǎng)垂直；地網(wǎng)測試點(diǎn)和測試儀的連接線長度最好小于5m。若需加長，應(yīng)把實測接地電阻值與加長線阻值相減，然后填人表格等。

2.接地電阻受檢測環(huán)境的影響較大，檢測時，接地電阻測試儀的接地引線及其他導(dǎo)線應(yīng)將高、低壓供電線路避開，防止造成危險和干擾；若地網(wǎng)帶電對檢測產(chǎn)生影響，應(yīng)其原因查明，把帶電問題解決后再測量，或者換個檢測位置測量；若在測量時因為高頻干擾、工頻漏流、雜散電流等因素，以至于接地電阻表讀數(shù)不穩(wěn)定，可以把地網(wǎng)測試點(diǎn)和測試儀的連線改為屏蔽線，或選用能夠改變測試頻率、具有窄帶濾波器或選頻放大器的接地電阻表檢測，使其抗干擾的能力得以提高；按DL475-92《接地裝置工頻物性參數(shù)的測量導(dǎo)則》規(guī)定，當(dāng)大型接地裝置或地網(wǎng)對角線D≥60m需要采用大電流測量，施加電流極上的工頻電流應(yīng)≥30A，以排除干擾使誤差減少。

3.根據(jù)實際檢測對象對接地電阻的要求精確度選定檢測方法。通?？刹捎萌龢O法，但若有較高的接地電阻精確度的要求，就必須采用四極法，并進(jìn)行方位、多點(diǎn)測試。

4.在檢定合格有效使用期的檢測儀器才能使用，測量儀器與測試儀器要符合國家計量法規(guī)的規(guī)定，檢測儀器見《建筑物防雷裝置檢測技術(shù)規(guī)范》GB/T21431—2008附錄E。同時檢測儀器的選用要依據(jù)實際檢測對象的接地方式進(jìn)行，在檢測時要注意要測地網(wǎng)是不是單點(diǎn)接地，被測地線與設(shè)備是不是已連接，有沒有可靠的接地回路，從而選擇相應(yīng)的測量儀器。

5.接地電阻值的檢測應(yīng)在土壤未凍結(jié)和非雨天時進(jìn)行，天氣氣候條件要能夠使正常檢測得以進(jìn)行。

四、結(jié)語

綜上，接地電阻是衡量防雷檢測中的接地裝置性能和防雷工程質(zhì)量的主要指標(biāo)，在實際的檢測過程中，會出現(xiàn)各種因素對檢測數(shù)據(jù)造成干擾，從而使得檢測出的接地電阻不夠準(zhǔn)確，真實。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，防雷檢測中接地電阻起著十分重要的作用。

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