鉗型接地電阻測試儀在防雷檢測中的應(yīng)用

林世祺, 曲 勝, 黃少強(qiáng), 賈 楊, 黃如松

(中山市防雷設(shè)施檢測所, 廣東 中山 528400)

鉗型接地電阻測試儀在防雷檢測中的應(yīng)用

林世祺, 曲 勝, 黃少強(qiáng), 賈 楊, 黃如松

(中山市防雷設(shè)施檢測所, 廣東 中山 528400)

介紹了鉗型接地電阻測試儀的測試原理,分析了鉗型接地電阻測試儀的測量方法、應(yīng)用場合以及注意事項(xiàng)。指出鉗型接地電阻測試儀具有測試快速、操作簡單等優(yōu)點(diǎn),對相關(guān)防雷設(shè)施的接地電阻測量具有一定的指導(dǎo)意義。

鉗型接地電阻測試儀; 接地電阻; 測量方法; 現(xiàn)場檢測

0 引 言

鉗型接地電阻儀(簡稱鉗型表)是對傳統(tǒng)接地電阻測量技術(shù)的重大突破,廣泛應(yīng)用于電力、電信、氣象防雷、建筑及工業(yè)電氣設(shè)備的接地電阻測量。

1 工作原理

鉗型表主要是為了克服測量接地電阻時(shí)需要打輔助接地極的困難而研制的,其鉗口部分由電壓線圈和電流線圈組成。電壓線圈提供激勵(lì)信號(hào),并在被測回路上感應(yīng)一個(gè)電勢E。在電勢E的作用下,在被測回路產(chǎn)生電流I。鉗型表對E及I進(jìn)行測量,并通過R=E/I得到環(huán)形導(dǎo)體或接地回路電阻R,并顯示出R值。

電阻測量的條件:① 形成閉合回路;② 多點(diǎn)接地系統(tǒng)。如果被測接地不滿足閉合回路條件,就只能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,而無感應(yīng)電流,因此就無法測量出非閉合導(dǎo)體電阻。

2 接地電阻測量方法

2.1 多點(diǎn)接地系統(tǒng)

(1) 自然接地體接地電阻測量。當(dāng)被保護(hù)物上的避雷網(wǎng)(帶)有多根引下線時(shí),每根引下線對應(yīng)有一個(gè)接地極。如果這幾個(gè)接地極做閉合等電位聯(lián)結(jié),所測得的電阻并非是接地極的接地電阻,而是接地極的綜合回路的電阻值。

按照目前建筑施工的工藝水平和防雷規(guī)范要求,多數(shù)建筑物均利用混凝土內(nèi)鋼筋、鋼柱作為自然引下線,借助基礎(chǔ)主筋作為自然接地極,把整幢建筑物構(gòu)成多個(gè)等電位閉合回路或類似法拉第籠,且引下線和接地極都隱蔽在混凝土內(nèi)。此時(shí)用鉗式電阻測試儀檢測,所測得的是建筑物內(nèi)部鋼筋焊接或綁扎形成的回路電阻。通常情況下,當(dāng)建筑物內(nèi)的鋼筋連接為有效焊接時(shí),測得的回路電阻值為0.2～0.6 Ω,當(dāng)建筑物內(nèi)的鋼筋連接為綁扎時(shí),測得的回路電阻值為200～300 Ω或更大。

(2) 人工接地體接地電阻測量。當(dāng)防雷裝置的接地極由兩個(gè)或以上獨(dú)立接地極單體組成時(shí),所測的接地電阻值隨接地極之間的距離、周圍環(huán)境和連接方式等的變化而變化。距離短、周圍土壤電阻率低、連接良好時(shí),所測得的電阻值偏小,反之則偏大。

建(構(gòu))筑物的整體接地電阻值與各獨(dú)立接地極的單體接地電阻值的關(guān)系為

式中:Rx——預(yù)測的防雷引下線接地電阻;

Rn——建筑物其他防雷引下線接地電阻。

測試等效電路如圖1所示。

圖1 測試等效電路

設(shè)R0為R1、R2、…、Rn所有其他接地體的接地電阻并聯(lián)后的等效電阻。雖然R0并不是通常的電工學(xué)意義上的并聯(lián)值,但它會(huì)比電工學(xué)意義上的并聯(lián)值稍大。由于每一個(gè)接地體的接地半球比接地體之間的距離要小得多,而接地點(diǎn)數(shù)量很大,因此R0要比Rx小得多,因此可以從工程角度假設(shè)R0=0,這樣測得的電阻應(yīng)為Rx。通過多次不同環(huán)境、不同場合下與傳統(tǒng)方法對比試驗(yàn),證明上述假設(shè)完全合理。

2.2 單個(gè)接地極和少點(diǎn)接地系統(tǒng)的電氣連通測試

從測試原理來說,鉗型表只能測量回路電阻且需要多回路(至少四回路),且測出的電阻值是回路中的總電阻,只有Rx>>1/(1/R1+1/R2+…+1/Rn)時(shí),該電阻值才近似于要測的接地電阻。這個(gè)條件在很多情況下,尤其是在單點(diǎn)接地系統(tǒng)中是不滿足的。但可以利用一根測試線及防雷引下線附近的接地極,人為地制造一個(gè)或幾個(gè)回路,從而形成多回路,然后再進(jìn)行測試。例如,附近的其他接地極、已埋地金屬管道、建筑地網(wǎng)等,通過輔助導(dǎo)線構(gòu)成閉合回路,再測試接地極接地電阻。另外,在平時(shí)檢測中,也可以使用鉗型表測量單個(gè)接地極和少點(diǎn)接地系統(tǒng)的電氣連通情況。

3 現(xiàn)場檢測應(yīng)用

(1) 單個(gè)接地極或少點(diǎn)接地系統(tǒng)的電氣連通應(yīng)用。在被測接地體RA附近找到一個(gè)獨(dú)立的接地較好的接地體RB(例如臨近的管道、建筑物等),并將RA和RB用一根測試線連接起來。由于鉗型表所測的阻值是兩個(gè)接地電阻和測試線阻值的串聯(lián)值,將測試線頭尾相連即可用鉗型表測出測試線的阻值。如果鉗型表的測量值小于1 Ω,則可判斷這兩個(gè)接地體有電氣連通。

(2) 建(構(gòu))筑物電氣連通的應(yīng)用。判斷建筑物接地網(wǎng)間電氣連接是否良好,建筑物防雷引下線是否斷裂,高層建筑物門窗是否做等電位聯(lián)結(jié)。

(3) 加油站接地系統(tǒng)的應(yīng)用。① 儲(chǔ)油罐、裝卸點(diǎn)電氣連通測量;② 測試加油機(jī)接地是否良好;③ 加油槍電氣連接測試;④ 判斷獨(dú)立避雷針與油罐是否電氣連接。

(4) 電氣和電子系統(tǒng)的應(yīng)用。

4 注意事項(xiàng)

(1) 自檢過程中,不要扣壓扳機(jī),不能張開鉗口,不能鉗任何導(dǎo)線。

(2) 鉗型表接合面要保持清潔。測量時(shí),避免過于接近鐵磁物質(zhì)。

(3) 測試輔助線應(yīng)盡量短直。

5 結(jié) 語

鉗型表最大的特點(diǎn)是不必設(shè)置輔助接地極,可以比較準(zhǔn)確地測出接地回路電阻,其優(yōu)點(diǎn)是測試快速、操作簡單,缺點(diǎn)是不能滿足高精度測量要求。但只要檢測人員熟悉鉗型表的工作原理和方法,在實(shí)際防雷檢測中還是能減少現(xiàn)場檢測人員的工作量,提高檢測效率。

[1] GB/T 21431—2008 建筑物防雷裝置檢測技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB 50057—2010 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 謝寶永,葉平.人工接地裝置的接地電阻測量與分析[J].廣東氣象,2005,27(S1):21-23.

[4] 楊宗美,郭金良,龔家軍.防雷裝置跟蹤系統(tǒng)中常見問題的分析[J].現(xiàn)代建筑電氣,2013,4(12):43-45.

Application of Clamp Ground Resistance Tester in Lightning Detection

LIN Shiqi, QU Sheng, HUANG Shaoqiang, JIA Yang, HUANG Rusong

(Zhongshan Lightning Protection Facility for Testing, Zhongshan 528400, China)

This paper introduced the measuring priniple of clamp ground resistance tester.The measurement methods,applications places,and precautions were analyzed.The clamp ground resistance tester has the advantages of rapid testing and easy operation.It can provide

for the grounding resistance measuring of related lightning protection facility.

clamp ground resistance tester; ground resistance; measurement method; field detection

林世祺(1981—),男,工程師,從事建筑電氣與電子防雷方面的研究。

TU 856

B

1674-8417(2015)01-0029-03

2014-08-21

曲 勝(1986—),男,從事防雷設(shè)施檢測工作。

黃少強(qiáng)(1986—),男,從事防雷設(shè)施檢測工作。

賈 楊(1985—),男,從事防雷設(shè)施檢測工作。

黃如松(1985—),男,從事防雷設(shè)施檢測工作。