影響接地電阻測(cè)量因素的分析及改善措施研究

劉潔 羅莉 汪亞芬

摘 要：準(zhǔn)確而有效地測(cè)量接地電阻，是相關(guān)工作人員在實(shí)施防雷安全檢測(cè)過程中非常重要的一項(xiàng)檢測(cè)內(nèi)容。接地電阻不 僅能夠有效衡量電氣裝置與大地接觸的狀況，而且能夠有效顯示出接地網(wǎng)的規(guī)模。測(cè)量人員在實(shí)際測(cè)量過程中，為了能夠有效保證測(cè)量數(shù)值的準(zhǔn)確性，不僅要掌握各種測(cè)量技能、熟悉并執(zhí)行檢測(cè)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，而且必須具有強(qiáng)烈的責(zé)任心。

關(guān)鍵詞：接地電阻 電流 測(cè)量

中圖分類號(hào)：P427.32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）06（c）-0038-02

如何借助科學(xué)合理的測(cè)量措施實(shí)施接地電阻測(cè)量，對(duì)于準(zhǔn)確獲得接地電阻將具有極其重要的意義。

1 接地電阻內(nèi)涵分析

接地電阻在通常情況下，指借助接地裝置通過大地這種介質(zhì)，向周圍擴(kuò)散電流時(shí)所遇到的電阻。接地電阻不僅能夠有效衡量電氣裝置與大地接觸的狀況，而且能夠有效顯示出接地網(wǎng)的規(guī)模。接地裝置中的接地電阻在通常情況下，不僅指地線與接地體本身的電阻，而且也指接地體以及大地電阻之間的接觸電阻。同時(shí)，兩接地體之間大地的電阻或者接地體到無限遠(yuǎn)處的大地電阻都屬于接地電阻。接地引下線的電阻以及接地體本身的電阻在一般情況下，都會(huì)與其自身幾何尺寸具有一定關(guān)系。如果引下線與接地體屬于金屬材料，那么其電阻率就會(huì)相對(duì)較小，接地電阻比例也就較小。

2 接地電阻測(cè)量誤差原因分析

在實(shí)際測(cè)量過程中，導(dǎo)致防雷接地電阻測(cè)量出現(xiàn)誤差的原因有以下幾個(gè)方面：第一，測(cè)量?jī)x器結(jié)構(gòu)不合理，安裝調(diào)整不科學(xué)會(huì)導(dǎo)致測(cè)量出現(xiàn)誤差；第二，測(cè)量工作人員在儀器的安置、照準(zhǔn)以及讀數(shù)等方面，如果鑒別能力欠缺，就有可能出現(xiàn)誤差；第三，測(cè)量工作人員運(yùn)用的測(cè)量方法不科學(xué)，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差；第四，測(cè)量工作人員在溫度、濕度、風(fēng)力以及大氣折光等不利于測(cè)量的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量時(shí)，也容易出現(xiàn)測(cè)量誤差。在此背景下，測(cè)量人員會(huì)對(duì)不同的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，借助取其平均值的方法來降低環(huán)境的不利影響；通過更換測(cè)量?jī)x器的電池、重新校準(zhǔn)等方法，進(jìn)而提高測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度；科學(xué)調(diào)整放線方向，能夠最大限度降低干擾的影響，使儀器讀數(shù)準(zhǔn)確。

3 影響接地電阻測(cè)量結(jié)果的因素分析

判斷接地是否良好的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)是接地電阻測(cè)試值的準(zhǔn)確性。如果測(cè)試值偏大或偏小，不僅導(dǎo)致避雷器或變壓器燒毀，以致浪費(fèi)人力與物力，而且還會(huì)形成極大的安全隱患。

3.1 電流極引線與電壓極引線之間的互感影響

工作人員在測(cè)量接地電阻過程中，如果借助直線補(bǔ)償法實(shí)施測(cè)量，并且接地網(wǎng)的對(duì)角線在幾百米的長(zhǎng)度時(shí)，電流極引線以及電壓極引線就會(huì)達(dá)到數(shù)千米，電流極和電壓極引線的平行敷設(shè)范圍就會(huì)很大。在這種情況下，間距如果較小，互感電勢(shì)就會(huì)變得很大，就會(huì)對(duì)接地電阻測(cè)量值形成極大的不利影響。同時(shí)，線纜的長(zhǎng)度、敷設(shè)的距離以及距地面的高度等都會(huì)對(duì)測(cè)量值產(chǎn)生極大影響。所用測(cè)試電流的幅值以及頻率也會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生一定不利影響。通常情況下，電流極引線中電流的流動(dòng)會(huì)與電壓極引線之間形成耦合現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生電壓。所測(cè)電壓會(huì)直接受到這種電壓的影響，進(jìn)而電壓極電位就會(huì)升高。這樣，就會(huì)導(dǎo)致接地電阻值變大而不準(zhǔn)確。在兩條平行試驗(yàn)引線間，因電感耦合而形成的測(cè)量誤差甚至可以達(dá)到0.1Ω/100m。這種現(xiàn)象，在接地阻抗相對(duì)較小的地網(wǎng)中表現(xiàn)更加突出。同時(shí)，在范圍較大的接地網(wǎng)上，必須使用比較長(zhǎng)的試驗(yàn)引線對(duì)低接地阻抗予以測(cè)量，才能夠引到遠(yuǎn)方零電位點(diǎn)。在這種情況下，一般借助三角形法布置電極的方法，能夠最大限度消除引線互感的影響。

3.2 地下附近金屬物體的影響

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，城市建筑物的配套設(shè)置地下金屬管道也隨之增多，也就給接地電阻值的測(cè)量形成不可低估的影響。如果被測(cè)量位置附近有其他小地網(wǎng)，那么所測(cè)量的接地電阻的測(cè)量曲線就會(huì)趨于平坦，就會(huì)在一定程度上影響電壓極補(bǔ)償點(diǎn)位置的準(zhǔn)確選擇。這樣，就會(huì)影響小地網(wǎng)范圍內(nèi)接地電阻的測(cè)量，最終也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不科學(xué)。因此，測(cè)量人員在建筑物周圍實(shí)施接地電阻測(cè)量過程中，首先應(yīng)對(duì)建筑物周圍土壤結(jié)構(gòu)、金屬管道區(qū)域等情況進(jìn)行總體了解，并對(duì)補(bǔ)償點(diǎn)的正確位置予以科學(xué)計(jì)算，然后，測(cè)量的數(shù)據(jù)才是真實(shí)準(zhǔn)確的。同時(shí)，還可以借助增加電流極引線的長(zhǎng)度，對(duì)補(bǔ)償點(diǎn)的位置進(jìn)行準(zhǔn)確確定。

3.3 干擾信號(hào)的影響

接地電阻測(cè)量在很大程度上也會(huì)受到干擾信號(hào)的影響。與工業(yè)相關(guān)的各種接地系統(tǒng)以及電源變壓器等，都會(huì)向大地釋放一定的電流。尤其是在高壓配電線、鐵路等位置，經(jīng)常有相對(duì)較高的漏電電流。因此，在這些位置進(jìn)行接地電阻測(cè)量時(shí)，由于很多干擾信號(hào)在一定程度上會(huì)影響接地電阻的測(cè)量結(jié)果，因此，測(cè)量人員在測(cè)量時(shí)，必須借助一定的屏蔽措施，使干擾電壓不能夠超過測(cè)量?jī)x器的規(guī)定范圍。采取的措施有：第一，依據(jù)干擾信號(hào)頻率實(shí)施相應(yīng)濾波措施。第二，合理改變接地電阻測(cè)試儀頻率。第三，增強(qiáng)測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度。第四，測(cè)量極的線路直接連接待測(cè)量設(shè)備。通過這些措施，能夠有效避免干擾信號(hào)的影響。

3.4 測(cè)量電極的影響

測(cè)量人員在進(jìn)行接地電阻測(cè)量過程中，經(jīng)常遇到測(cè)量電極對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。首先，接觸電阻的影響。由于測(cè)量人員的測(cè)試電極插入土壤后，會(huì)與土壤之間形成接觸電阻，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致測(cè)量人員測(cè)得的接地電阻中含有部分接觸電阻，以致使接地電阻值不準(zhǔn)確。產(chǎn)生接觸電阻的主要原因是由于工作人員運(yùn)用螺紋鋼做材質(zhì)的測(cè)試電極，容易導(dǎo)致測(cè)試電極表面形成空氣層，而引起較高的接觸電阻。因此，測(cè)量人員應(yīng)盡量使用不易彎曲且表面光滑的圓鋼，減少與土壤之間的接觸面積，進(jìn)而最大限度減少接觸電阻的產(chǎn)生。其次，測(cè)量電源注入電流的影響。由于接地電阻與測(cè)量電源的內(nèi)阻屬于串聯(lián)關(guān)系，因此，注入電流在很大程度上會(huì)受到電流極的影響。那么，測(cè)量電源的注入電流在一定程度上也影響著接地電阻測(cè)量結(jié)果。一般情況下，如果測(cè)量電源電壓不變，那么接地電阻與注入電流之間是反比關(guān)系。所以，測(cè)量人員在實(shí)際測(cè)量過程中，為了能夠獲得相對(duì)較大的注入電流，使測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確，經(jīng)常借助在電流極周圍澆水、電流極全部打入土壤等措施，進(jìn)而提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。最后，電極極化效應(yīng)的影響。金屬電極與土壤之間在外電場(chǎng)作用下，能夠形成電極極化效應(yīng)。這樣，測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)確性，在一定程度上就會(huì)受到電極極化效應(yīng)的影響。

3.5 激發(fā)極化效應(yīng)的影響

激發(fā)極化效應(yīng)指大地的視電阻率在交流電流通過大地時(shí)，因電流頻率的增大而減小的現(xiàn)象。激發(fā)極化效應(yīng)的產(chǎn)生與大地中含有疏松沙粒的情況有一定關(guān)系。大地中可被極化的物質(zhì)的含量在一定程度上，影響著視電阻率隨電源頻率的變化。被極化物質(zhì)發(fā)生激發(fā)極化效應(yīng)的出現(xiàn)情況，在一定程度上受電流流過區(qū)域的影響。如果出現(xiàn)激發(fā)極化效應(yīng)，所測(cè)量的接地電阻值比實(shí)際接地電阻值小。所以，只有對(duì)土壤實(shí)際狀況予以合理分析，并對(duì)測(cè)得的數(shù)值予以科學(xué)完善，就能夠最大程度降低誤差的產(chǎn)生。

4 結(jié)語

影響測(cè)量人員測(cè)量接地電阻值數(shù)值的因素多種多樣。測(cè)量人員在實(shí)際測(cè)量過程中，為了能夠有效保證測(cè)量數(shù)值的準(zhǔn)確性，不僅要對(duì)掌握各種測(cè)量技能、熟悉并執(zhí)行檢測(cè)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，而且必須具有強(qiáng)烈的責(zé)任心。同時(shí)，測(cè)量人員在實(shí)施測(cè)量工作前，必須對(duì)測(cè)量的實(shí)際環(huán)境予以科學(xué)分析與了解，對(duì)影響測(cè)量結(jié)果的各種因素予以最大程度的排除，才能夠獲得相對(duì)比較真實(shí)的測(cè)量數(shù)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭在華，邢天放，吳廣寧，等.冰凍土壤中垂直接地極的接地電阻變化規(guī)律[J].高電壓技術(shù)，2014，40（3）：698-706.

[2] 李家啟，陳宏.接地電阻測(cè)量環(huán)境影響機(jī)理及其對(duì)策[J].氣象科技，2012，40（6）：1013-1017.