防雷接地電阻測量誤差診斷研究

單金梅 柴曉玲 李俊波 曹勇勇

摘要：所謂接地電阻，就是指電流經(jīng)接地裝置后，進入大地時所能檢測到的接地極電阻，它主要受土壤和接地極表面電阻以及接地電極附近的土壤電阻影響。在防雷設(shè)施的檢測過程中，接地電阻的量化值，是判斷防雷裝置性能的重要指標。而在對接地電阻進行測量時，由于各種不確定因素的存在，會導致測量結(jié)果產(chǎn)生誤差。如果技術(shù)人員熟悉其測量原理，并能正確進行操作，合理選擇接地極的位置，就可能有效減小檢測的誤差，避免接地電阻值的不穩(wěn)定，從而保證了檢測工作的準確性。因此，非常有必要對可能影響接地阻值測量結(jié)果的因素進行科學全面的分析。

關(guān)鍵詞：防雷;接地電阻;測量誤差;診斷;研究

引言

在測量接地電阻時，其結(jié)果的可靠性會受到人為因素、現(xiàn)場環(huán)境條件、設(shè)備性能、輔助延長線使用情況等因素的影響。在一定的環(huán)境條件下，只有真實的測量值，才能有效衡量和確定避雷裝置的接地電阻。但由于各種因素的影響，其測量值存在非常大的誤差。相關(guān)技術(shù)人員要從理論和實踐基礎(chǔ)上全面分析測量誤差因素，充分認識誤差產(chǎn)生的來源，努力消除和減少誤差源造成的影響。努力提高接地電阻的測量精度，并對測量數(shù)據(jù)進行全面分析，確保電阻測量數(shù)據(jù)的準確性。

1、防雷接地電阻監(jiān)測系統(tǒng)

1.1實時接地電阻監(jiān)測系統(tǒng)的組成

接地電阻監(jiān)測系統(tǒng)，主要由接地電阻測量裝置、電子監(jiān)測主板、服務(wù)器和監(jiān)測終端組成。接地電阻測量儀，通過輔助接地極對相關(guān)接地裝置進行測量，并將測量值通過通訊傳輸至監(jiān)控板。監(jiān)控板定時與電阻測量裝置進行交互，不僅檢查監(jiān)控板與電阻測量裝置的連接，還定時發(fā)送接地電阻測量指令，實現(xiàn)了定時自動測量接地電阻值。另外監(jiān)控板還具備一定的邏輯計算功能，不僅能利用通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接收到接地電阻信息，并傳輸?shù)街醒敕?wù)器，同時還可以提前設(shè)置報警值。當接地電阻的測量值，超過設(shè)定值時，監(jiān)控系統(tǒng)會及時將預(yù)警信息，上傳至服務(wù)器，實現(xiàn)了靈敏高效的預(yù)警功能。

檢測接地電阻的方法有很多種，有歐姆定律法和電橋法。具體使用的方法取決于防雷裝置。當測量接地電阻的操作空間有限時，會使用輔助極法進行測量。該方法在多個接地裝置檢測時特別有效。為避免雷電風暴引起事故，技術(shù)人員必須對接地電阻進行測量。使用電流表和電壓測量的方法，是依靠歐姆定律來獲得特定的測量結(jié)果。在測量過程中，技術(shù)人員需要保證被測電路在交流電源下連接，其操作須結(jié)合實際的測量情況進行。另外可以采用非接觸式測量方法，它是利用測量接地電阻的相關(guān)裝置來完成電阻的測量工作。根據(jù)歐姆定律測量閉合電路的電阻，使用輔助電極測量接地電阻，以充分保證結(jié)果的準確性。

2、接地電阻測量誤差的原因

2.1電磁場的影響因素

輻射的電磁場直接影響系統(tǒng)測量值。例如漏電中接地裝置周圍存在電位差，被測接地極有交流電，用電設(shè)備與短路引起的絕緣不良，附近有高電源電壓等。當電源的防雷接地裝置不平衡，防雷接地裝置周圍有工作電壓和接地時，當高壓變電站、高壓線路和大功率設(shè)備發(fā)射時，工作地電位會有所增加。隨著電場強度的變化而變化，這導致在測量中觀察到的接地電阻測試儀的指標是錯誤的，直接影響了接地電阻。

2.2環(huán)境因素

在環(huán)境因素的影響下，測量電阻時會出現(xiàn)誤差，如溫度、濕度和風向等。通過測量接地電阻，會產(chǎn)生很大的電磁場，對于精密測量儀器，這會影響測量地電阻的結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，測量人員在測量接地電阻前應(yīng)做好調(diào)查工作，加強測量區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查，收集原始資料，并進行數(shù)據(jù)分析，從而控制影響接地電阻的測量誤差。如在潮濕的環(huán)境中測量土壤電阻，電阻值一般會低于正常值。如果在干燥的環(huán)境中，土壤條件相對穩(wěn)定，測得的阻力有增加的趨勢。在實際測量接地電阻時，測量人員必須考慮影響因素，并結(jié)合情況進行分析。

2.3檢測防雷裝置安全性的因素

在防雷過程中會干擾電流，當測量電流重疊出現(xiàn)交流信號時，會影響地電阻測量的準確性。在檢查防雷裝置時，如果地下有金屬，會改變被測土壤的電阻率，并將直接改變電流方向，影響接地電阻測量的準確性，造成接地電阻測量值為0。如果接地電阻測量周圍有大功率移動設(shè)備，也會有磁場的產(chǎn)生，將直接干擾測量結(jié)果，造成儀器讀數(shù)的波動，導致測量結(jié)果出現(xiàn)偏差。

3、減少接地電阻測量誤差的方法

3.1防雷接地電阻位置的檢測

為了提高接地電阻的檢測效率，相關(guān)的測量人員必須了解防雷接地裝置的設(shè)計原理。在進行實際檢測接地電阻時，應(yīng)監(jiān)測與接地隔離板的距離，確保與地面的距離為1.5米左右。應(yīng)分別檢查連接的上下端和底部，如果重新測試后阻值仍然沒有變化，則測試接地正確，否則接地隔離板的連接有問題。相關(guān)測量人員應(yīng)及時處理接地斷開，以保證連接效果。對于獨立的接閃桿，可在引下線過程中直接測量接地電阻，將接地裝置連接在一起，并降低導電性到中心位置的測量接地電阻。必須為檢查周期制定定期檢查計劃，相關(guān)人員應(yīng)定期檢查，按照測量地點的原則進行接地電阻測量，便于參數(shù)的進一步比對。在對比分析數(shù)據(jù)過程中，一旦發(fā)現(xiàn)異常，需要從不同的測量點提取相關(guān)信息，確保數(shù)據(jù)分析人員具有可靠性的判斷依據(jù)，方便制定針對解決方案。

3.2地電位的檢測和排除

測量時儀表指針有波動，說明受地電位影響。電氣接地測試時連接電壓和電流探頭，測量地電位。當本地電位大于1OV時，在接地裝置無法測量接地電阻時，如果發(fā)現(xiàn)附近有工作接地連接，可在停電時測量地電壓，當本地電壓小于1OV時可進行電阻測量，確保檢測讀數(shù)指針盡量穩(wěn)定，當讀數(shù)指針出現(xiàn)了輕微擺動時，盡量在指針波動時進行。

3.3接地電阻檢測時機

在檢測接地電阻中，為增加防雷功能的有效性，應(yīng)做好防雷系統(tǒng)的排查工作，減少雷擊對設(shè)備的損害。防雷裝置一旦被雷擊，檢查人員要做好檢查和維護工作。此外，應(yīng)根據(jù)接地電阻本身的特性，相關(guān)部門進行測試，以最大限度發(fā)揮防雷裝置的應(yīng)用特性。在干旱地區(qū)進行接地電阻測量中，土壤中的含水量直接影響接地電阻數(shù)據(jù)的精度。由于防雷裝置的檢測，要加強對檢測結(jié)果的評價，做好數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，判斷測量防雷裝置接地電阻并及時糾正，確保防雷裝置檢測[1]。

3.4了解被測區(qū)域的地質(zhì)條件

在接地極和測試極之間找到良好且可靠的接地，全面了解地下管道的位置和方向，檢查防雷接地，確保檢測儀表的電壓和電流傳感器可以有效的繞過地下金屬管道，以避免地面坡度變化較大造成的檢測數(shù)據(jù)的誤差。電壓電流傳感器與接地極的距離應(yīng)與設(shè)備使用要求距離相對應(yīng)。由于輸入接地的電流保持恒定，電壓探頭離接地電極越近，電極和探頭之間的電壓越低，將直接造成測量值也越低。使用電流產(chǎn)生的測試儀接地表時，將電流引入接地極后，距接地極20m處的電位接近于零，使用接地電阻測試儀時，由于輸入電流較小，電壓電極應(yīng)與被測地保持10m左右的距離[2]。

3.5診斷接地電阻錯誤的技術(shù)措施

為改善接地網(wǎng)土壤的特性，保證土壤電阻率測量的準確性，可在附近的土壤中加入適量的化學試劑，引入導電物質(zhì)，以提高土壤的電導率。通過應(yīng)用化學試劑，改變土壤的性質(zhì)，避免電阻測量過程中電阻過高的問題。為保證接地設(shè)計中防雷裝置接地結(jié)構(gòu)的科學性，采用建筑結(jié)構(gòu)進行規(guī)劃，在主體接地過程中，應(yīng)將主體建筑結(jié)構(gòu)的主筋連接到接地網(wǎng)，擴大接地面積。相關(guān)人員必須準確測量接地網(wǎng)的深度，保證導電效果。在深埋接地過程中，結(jié)合地形和水文地質(zhì)情況進行考慮，以保證深埋體的接地效果[3]。

結(jié)束語

綜上所述，防雷裝置的接地電阻，是衡量其接地質(zhì)量的重要參數(shù)。它的接地電阻由接地體本身的電阻、與大地接觸部分的電阻和電流通過接地極流向大地的電阻組成。接地裝置的接地電阻，主要由后兩種決定。其測量誤差也與土壤的電阻系數(shù)有關(guān)系。由此可知，防雷裝置接地電阻測量時的誤差，體現(xiàn)在接地電阻不均而引起的。為有效避免測量錯誤，其根本方法是增加工程技術(shù)檢測人員的專業(yè)水平。通過專業(yè)化培訓，檢測人員要學會消除檢測操作中的錯誤，嚴格執(zhí)行技術(shù)控制程序，以減少電阻測量誤差。這不僅是滿足工作檢測方法的基本條件，也是技術(shù)規(guī)范的要求。只有減少電阻測量誤差，才能保證法律和技術(shù)監(jiān)測的公平、公正性。

參考文獻：

[1]邢文圣，劉國勛，夏瑞瑞，羅航，劉富文，劉居輝.接地電阻和土壤電阻率及隱蔽泄流地網(wǎng)測量的輸電桿塔防雷技術(shù)[J].電網(wǎng)與清潔能源，2018，34（07）：25-30.

[2]胡顯哲.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分布式桿塔接地電阻檢測裝置的研究[D].山東建筑大學，2018.

[3]韋泰奎，阮小飛，徐金鵬.鐵路通信機房防雷接地電阻實時監(jiān)測方法及影響因素分析[J].鐵道通信信號，2018，54（01）：93-95.

作者簡介：單金梅（1988.02.28-），女，漢族，甘肅平?jīng)觯究?，甘肅民安現(xiàn)代防雷技術(shù)有限公司，工程師，研究方向：防雷服務(wù)、防雷檢測及技術(shù)研發(fā)。