淺談接地電阻及其正確的測量方法

胡俊青，景哲

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淺談接地電阻及其正確的測量方法

胡俊青，景哲

（山西省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心，山西 太原 030002）

接地是確保電力系統(tǒng)、電氣設(shè)備安全運行及人員人身安全的重要措施之一，是通過電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接來實現(xiàn)的。接地阻值正確測試既可保證設(shè)備安全運行和人員安全，又可保證接地裝置預算投入經(jīng)濟合理。

供配電系統(tǒng)；接地電阻；電氣安全；保護接地

供配電系統(tǒng)的正常運行中，要保證其安全性，防雷和接地是電氣安全的主要措施，另外防雷主要措施是通過接地線泄放雷電流入地，可想而知接地的重要性。掌握電氣安全、接地的知識理論非常重要，著重對接地分類、概念、阻值要求以及測量方法進行了論述。

1 接地分類

接地分為工作接地、保護接地、重復接地。

工作接地是正?；蚬收锨闆r下，為了保證電氣設(shè)備或通信設(shè)備的正常可靠運行而設(shè)置的接地系統(tǒng)。比如變壓器的中性點接地、計算機信息系統(tǒng)的邏輯地、防雷接地、電壓互感器一次線圈的中性點接地等。

保護接地是在故障情況下對地電壓設(shè)備外漏可導電部分進行的接地，比如用電設(shè)備金屬外殼、支架等接地。

重復接地是將零線或PE線上的一處或多處通過接地裝置與大地再次連接（備注配電室為TN-S系統(tǒng)，引出去的PE線與N線則應(yīng)嚴格分開，N線不應(yīng)重復接地）。

2 接地電阻概念

接地電阻值為衡量接地狀態(tài)的一個重要指標，正確了解接地的概念尤其重要。大地是電阻非常低、電容量非常大的物體，在吸收大量的電荷后仍能保持電位不變。接地是將電氣裝置某些部分通過接地線與接地體電氣連接，提供故障電流及雷電流的泄流通道，提供零電位參考點，確保電力系統(tǒng)運行及人員的人身安全。

接地電阻值是接地電流由接地極流入大地向遠處擴散所遇到的電阻，理論定義為接地體對低電壓與接地電流的比值，對低電壓為電氣設(shè)備接地部分與零電位之間電位差，一般零電位的地方指離接地體或故障點20 m遠處，接地電流為電氣設(shè)備發(fā)生故障時，電流經(jīng)接地裝置流入大地呈半球形三開的電流。主要由接地體本身的電阻、接地體與土壤的接觸過度電阻與接地極周圍的土壤電阻三要素組成，接地阻值主要部分為周圍土壤的電阻，因此，接地施工時土壤電阻率為阻值大小最重要的決定因素，在設(shè)備阻值要求較低的情況下，換土為必須選擇。接地極形狀也決定阻值大小，接地體有效長度不應(yīng)大于2倍土壤電阻率開方，接地電阻只適用于小型地網(wǎng)。

接地體形式有人工接地體和自然接地體。自然接地體通常借助建筑物基礎(chǔ)鋼筋作為接地裝置；水平接地體材料通常為電導率較好的耐腐蝕金屬或石墨材料，比如銅管、銅帶、銅板、鍍鋅扁鋼、優(yōu)化接地模塊等。根據(jù)現(xiàn)場條件可以設(shè)置為有水平接地體、垂直接地體和環(huán)形接地體。

3 接地阻值要求

各種電氣系統(tǒng)或信息系統(tǒng)在實際運行中要求的阻值均不一樣，對接地裝置接地電阻進行限定，實際上就是限制接觸電壓和跨步電壓，保證人身安全，對信息系統(tǒng)還有確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行的作用。

電壓為1 000 V以上的中性點接地系統(tǒng)，電氣設(shè)備實行保護接地，要求≤0.5 Ω。電壓為1 000 V以上的中性點不接地系統(tǒng)，當接地裝置用于1 000 V以上的電氣設(shè)備時，要求≤250/Ie Ω，同時≤10 Ω。當接地裝置與1 000 V以下的電氣設(shè)備共用時，≤125/Ie，同時應(yīng)滿足1 000 V以下設(shè)備本身接地電阻要求。

電壓為1 000 V以下的中性點不接地系統(tǒng)，考慮到對地電容較小，要求≤4 Ω?？?cè)萘坎怀^100 kVA的變壓器或小型供電系統(tǒng)，電容電流更小，要求≤10 Ω即可。

電壓為1 000 V以下的中性點接地系統(tǒng)，電氣設(shè)備實行保護接地，要求≤4 Ω，總?cè)萘坎怀^100 kVA的小型供電系統(tǒng)，要求≤10 Ω即可。

獨立接閃桿的接地阻值要求不宜大于10 Ω，在土壤電阻率較高的地區(qū)，可適當增大沖擊電阻，但在3 000 Ω·m的地區(qū)，沖擊接地電阻不應(yīng)大于30 Ω。

共用接地裝置的接地電阻應(yīng)按50 Hz電氣裝置的接地電阻確定，不應(yīng)大于按人身安全確定的電阻。作為專用泄放靜電的接地裝置，其接地阻值應(yīng)小于100 Ω。對于特殊設(shè)備所要求的接地阻值，應(yīng)按其說明來設(shè)計其接地阻值。

4 接地儀表的選擇及測量注意事項

4.1 接地阻值測試儀表選擇

接地電阻的測試中，實際檢測儀器所測的阻值為工頻接地電阻。因滿足各種接地系統(tǒng)的要求，這些系統(tǒng)需要具有不同的測試原理的測試儀器。儀器選擇應(yīng)滿足以下原則，一般選用“三極法”測試：①儀表的測試電流必須采用交流信號，因直流會產(chǎn)生電化學作用，使土壤極化，從而導致測試結(jié)果與通過交流時不一樣。交流故障電流或防雷電流為極豐富的浪涌電流，測試頻率應(yīng)在25～1 000 Hz之間。②儀器應(yīng)具有大于20 dB以上的抗干擾能力以防土壤中雜散電流的干擾；具有大于500 kW的輸入阻抗，減少因輔助電極與土壤間接觸電阻引起測量誤差。③對于高壓或超高壓變電所超大地網(wǎng)來說，應(yīng)當采用“接低阻抗”的概念取代“接地電阻”，應(yīng)采用輕便準確的差異頻測量系統(tǒng)獲得接地阻抗的正確結(jié)果，同時建議規(guī)程采用接觸電壓和跨步電壓作為判斷依據(jù)。

4.2 接地阻值測試注意事項

接地阻值數(shù)據(jù)準確與否，影響因素較多，比如人為因素、測量環(huán)境、儀器設(shè)備、天氣影響等，常規(guī)操作中應(yīng)按測試規(guī)范要求進行。

在檢測過程中應(yīng)注意以下事項：①減小人為誤差，檢測隊伍應(yīng)立足本職工作，有責任心和敬畏心，能充分認識工作的重要性。要求測試人員有熟練的工作技能，正確識別接地系統(tǒng)的類型及接地系統(tǒng)對阻值的要求，對所測數(shù)據(jù)有粗略的判斷，能夠解決實際操作中的具體問題，對數(shù)據(jù)進行合理分析，最大限度保證接地數(shù)據(jù)準確性，真實反映接地裝置的接地效果。避開季節(jié)因素誤差，應(yīng)在每年同一季節(jié)進行測量，應(yīng)盡量避免在雨天、土壤潮濕時及在凍土地帶進行測量。②輔助接地極安放區(qū)應(yīng)在同一水平面（無坡度），周圍土壤電阻率應(yīng)一致，干濕程度一樣，地下無管線、電纜，地上無架空線，周圍無變壓器等。③在實際測量時，特別要注意電壓輔助電極和電流輔助電極與接地極之間的距離。電壓輔助極應(yīng)放在E電極與C電極電阻區(qū)域不重疊的部分，才能測出較準確的測量值，實際操作中，電流極與接地體應(yīng)足夠遠，應(yīng)大于40 m。根據(jù)理論，P極應(yīng)放在距接地體極0.618倍接地極距電流極距離處，電壓接地極P與電流接地極C距離應(yīng)不小于20 m。在城市密集樓群的建筑物的接地時，由于距離的限制，電流接地極和電壓接地極往往無法進行理想的布置，在這種情況下，電流接地極C和電壓接地極P與被測接地網(wǎng)G三者成三角形測試，每邊長為20 m。對于被測接地網(wǎng)G的周圍都是瀝青或混凝土路面，用帶水的布質(zhì)物料裹住輔助接地極，并在接觸地面倒水，靜等幾分鐘后測試。④測試線不要纏繞在一起，盡量順直，避免相互干擾，如果需要加裝測試線，則應(yīng)扣除這段加接線的阻抗值，此段加夾線的阻抗值必須是用本儀器測試出來的值。⑤對于有斷接卡的接地線，測試電流對室內(nèi)設(shè)備有影響時，必須斷開測試卡測試接地阻值。⑥測試過程中，當發(fā)現(xiàn)指針來回擺動，應(yīng)使用“AC.V”鍵進行地電位測量，大于10 V時，不宜進行接地電阻的測試工作。地電位較高時無法取得較準確的結(jié)果，而且有損壞接地電阻測試儀器的風險。⑦應(yīng)采取多點測量取平均值的方式限制或減少隨機誤差。在取值過程中，根據(jù)萊特準則的原理，殘余誤差大于標準差3倍的測量值應(yīng)剔除。

總之，因接地系統(tǒng)在電氣和信息系統(tǒng)的重要性，因此平時接地阻值準確測試非常重要，我們應(yīng)按規(guī)范要求進行，以確保系統(tǒng)的正常運行和人身安全。

［1］楊仲江.防雷裝置檢測審核與驗收［M］.北京：氣象出版社，2009.

［2］王學良.防雷裝置檢測技術(shù)［M］.北京：氣象出版社，2012.

［3］中國中元國際工程公司.GB 50057—2010建筑物防雷設(shè)計規(guī)范［S］.出版社不詳，2011.

2095－6835（2019）07－0129－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.07.129

胡俊青（1986—），男，山西五臺人，學士學位，工程師，主要從事氣象防災(zāi)減災(zāi)、雷電防護方面的研究。

〔編輯：張思楠〕