一種新的起重機(jī)接地電阻測(cè)量方法

李式真

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院寧德分院，福建 寧德 352100）

根據(jù)《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)條件》的規(guī)定，將接地的型式分為T(mén)N、TT及IT三類系統(tǒng)。TN接地型式的系統(tǒng)又可具體分為三種：TN-C-S、TN-S、TN-C。這些接地型式，只適用于標(biāo)稱電壓為交流220/380V的低壓電網(wǎng)。接地的主要作用是避免電氣設(shè)備的漏電等故障從而引起人身觸電傷害或發(fā)生火災(zāi)、爆炸等事故。

TN系統(tǒng)中，重復(fù)接地是在采用接零保護(hù)系統(tǒng)中，將零線的一處或多處通過(guò)接地裝置與大地做再次連接成為重復(fù)接地，是確保接零保護(hù)安全、可靠的重要措施。TT系統(tǒng)中，保護(hù)接地是為了防止在絕緣損壞時(shí)使人員免受觸電的危險(xiǎn)，將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的外殼或架構(gòu)同接地體之間做良好的金屬連接，為保證電氣設(shè)備正常工作和人身安全而采取的一種用電安全措施。IT系統(tǒng)存在風(fēng)險(xiǎn)一般分為第一次接地故障和第二次異相接地故障。分析接地型式是否安全，可以通過(guò)以下兩點(diǎn)進(jìn)行判斷：第一，在發(fā)生接地故障時(shí)，能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)切斷供電電源；第二，電氣設(shè)備的金屬外殼上的對(duì)地電壓始終不超過(guò)安全電壓，滿足上述條件之一，則可認(rèn)為接地型式是安全的。

1 傳統(tǒng)接地電阻的測(cè)量方法

1.1 常規(guī)方法對(duì)接地電阻的測(cè)量

常規(guī)的電流表、電壓表方法測(cè)量接地電阻時(shí)，應(yīng)該把接地點(diǎn)連接的線路斷開(kāi)，再運(yùn)用接地電阻測(cè)試儀對(duì)接地電阻進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)應(yīng)避免測(cè)量線加長(zhǎng)或卷繞在一起，特別是連接接地體的測(cè)量線若卷繞在一起，由于電感量大，會(huì)造成測(cè)量結(jié)果比實(shí)際值高出很多。在現(xiàn)有的工廠廠區(qū)內(nèi)，地面大多為水泥地面，其特點(diǎn)是硬化程度較高，使用接地電阻測(cè)試儀的時(shí)候需要在附近進(jìn)行打樁測(cè)量，這樣就很難找到理想的測(cè)量點(diǎn)，而且現(xiàn)場(chǎng)難以操作，因此，采用斷開(kāi)接地線進(jìn)行接地電阻測(cè)量的方法實(shí)施難度很大。主要有以下幾方面的因素影響接地電阻的測(cè)量結(jié)果。

（1）探針的位置，其一是電流極探針與電壓極探針的相對(duì)位置；其二是探針與接地網(wǎng)(或單根接地體)的相對(duì)位置。（2）當(dāng)測(cè)量地存在架空電纜、地下水管和地下電纜時(shí)會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。（3）接地電阻測(cè)試儀的電壓極和電流極探針的深度及其與土壤的接觸狀況。

1.2 測(cè)量方式的缺點(diǎn)

以TN系統(tǒng)為例，測(cè)量重復(fù)接地電阻時(shí)，首先應(yīng)把零線先斷開(kāi)，讓零線和接地裝置分離。然而，就目前國(guó)內(nèi)工廠所現(xiàn)有的狀況來(lái)看，所采用的TN電源重復(fù)接地系統(tǒng)，對(duì)其測(cè)量的難點(diǎn)在于將零線從接地裝置上斷開(kāi)，并且恢復(fù)后，連接線是否可靠。由于存在上述缺點(diǎn)，此種方法受到了一定程度的限制。在腐蝕性較大的工作場(chǎng)所，門(mén)式起重機(jī)的連接接地點(diǎn)在軌道側(cè)，一般采用焊接的形式，而且較易腐蝕，一旦不進(jìn)行有效的除銹等方式，重新連接后的電阻勢(shì)必會(huì)比較大，當(dāng)大于10Ω的情況下，就不符合檢驗(yàn)規(guī)范的要求。所以此種方法容易產(chǎn)生過(guò)大的風(fēng)險(xiǎn)。

2 水泥地面接地電阻的測(cè)量方法

起重機(jī)檢規(guī)要求檢查接地型式，檢規(guī)中對(duì)接地電阻值要求如下：（1）當(dāng)系統(tǒng)為T(mén)N接地系統(tǒng)時(shí)，零線重復(fù)接地每一處接地電阻不大于10Ω。（2）采用TT接地系統(tǒng)時(shí)，起重機(jī)設(shè)置漏電保護(hù)裝置，電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分（電源保護(hù)接地線）的接地電阻不大于4Ω。（3）采用IT系統(tǒng)時(shí)，起重機(jī)電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分不大于4Ω。

下面就水泥地面（或?yàn)r青地面）的重復(fù)接地電阻測(cè)量方法進(jìn)行闡述。

2.1 鉗形表法

由于斷開(kāi)零線測(cè)量方法在水泥地面測(cè)量時(shí)難以實(shí)施，當(dāng)接地系統(tǒng)為多點(diǎn)接地時(shí)，可采用鉗形接地電阻測(cè)試儀（以下簡(jiǎn)稱鉗形表）測(cè)量接地電阻，鉗形表的工作原理一般為電流互感器，這種測(cè)量方法不需要斷開(kāi)接地線，可直接測(cè)量接地點(diǎn)電阻，其測(cè)量原理如圖1所示。

圖1 鉗形電阻測(cè)試儀測(cè)量示意圖

一般廠區(qū)均采用圖1所示的電氣系統(tǒng)等點(diǎn)位連接模式，多點(diǎn)接地能夠極大程度的降低接地總電阻，測(cè)量如圖1所示，將接地線置于鉗形口內(nèi)，可以通過(guò)鉗形表電壓線圈提供激勵(lì)信號(hào)，在接地線內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)E，在感應(yīng)電勢(shì)E的作用下，回路中產(chǎn)生電流值I，可以計(jì)算得出接地電阻值R=E/I，測(cè)量所得接地電阻值為RX與R1、R2……Rn的并聯(lián)值之和，當(dāng)接地點(diǎn)足夠多時(shí)，后者數(shù)值可忽略不計(jì)，測(cè)得值即為接地點(diǎn)電阻值RX。這種方法相對(duì)于傳統(tǒng)方法來(lái)說(shuō)操作較為簡(jiǎn)便，避免了斷開(kāi)接地線的問(wèn)題，在多處接地的接地系統(tǒng)中，測(cè)量結(jié)果更加精確，可以廣泛使用。當(dāng)使用鉗形表測(cè)量接地電阻時(shí)，應(yīng)了解測(cè)量的影響因素，除了儀器的分辨率之外，環(huán)境的濕度與溫度、外部電場(chǎng)與磁場(chǎng)，接地網(wǎng)環(huán)路內(nèi)的干擾電流對(duì)測(cè)量精度均有影響，需要按照使用說(shuō)明書(shū)的方法及時(shí)修改。

2.2 二線法

當(dāng)接地系統(tǒng)采用單點(diǎn)接地且無(wú)法打輔助地針時(shí)，可采用二線法進(jìn)行接地電阻的測(cè)量，測(cè)量時(shí)的接線圖如圖2所示。先將被測(cè)接地點(diǎn)的線路斷開(kāi)，測(cè)試儀的接線柱E與被測(cè)接地體相連接，接線柱 P、C與公共地線或零線相連進(jìn)行測(cè)量，所得數(shù)值為被測(cè)接地體接地電阻和公共地線或零線接地電阻之和，由于公共地線或零線接地電阻阻值較小，可將測(cè)量結(jié)果近似作為被測(cè)接地體的接地電阻。在測(cè)量過(guò)程應(yīng)注意以下3點(diǎn)。

（1）該方法僅限于單點(diǎn)的接地系統(tǒng)，并且要求現(xiàn)有的接地線接地良好。（2）在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中應(yīng)注意測(cè)量線的使用，不要讓連接接地體的測(cè)量線發(fā)生卷繞現(xiàn)象,因?yàn)榘l(fā)生纏繞后會(huì)使電感量增大，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果比實(shí)際值高。（3）采用二線法測(cè)量接地電阻時(shí)，電壓極和電流極接入電網(wǎng)零線，如果電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大或三相不平衡零線存在較高的工頻電位，零線上的工頻電壓信號(hào)疊加在測(cè)試儀的電壓信號(hào)上，會(huì)對(duì)測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生較大的干擾，引起較大的測(cè)量誤差，數(shù)值顯示不準(zhǔn)確。

圖2 二線法測(cè)量示意圖

在水泥地面的接地電阻測(cè)量時(shí)，接地電阻本身為連接在大地之上的電阻，也會(huì)受到大地電阻率的影響，大地電阻率越高，接地電阻也會(huì)越高。季節(jié)不同土壤的溫度和所含水分也不盡相同，所以在各個(gè)時(shí)段所測(cè)得的電阻率是有所不同的，因而在測(cè)量接地電阻或分析誤差原因時(shí)也應(yīng)充分考慮環(huán)境的因素。

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