广东省新丰县气象局& 51110
&&&&&&& 摘要：在电网运行中，接地电阻是一项非常重要的指标，是衡量接地系统是否符合标准规范的重要参数，因此对接地装置的接地电阻进行科学的测量是一项具有现实意义的课题。本文简单介绍了几种接地电阻测量的常用方法，通过分析现有测量方法中存在的问题，从而提出了影响接地电阻测量结果的因素。
&&&&&&& 关键词：测试；接地电阻
&&&&&&& 1、引 言
&&&&&&& 优良的接地系统是电力、电信、电气设备安全可靠运行的重要保证。接地电阻的大小是接地系统品质优劣的重要评判依据。精确、快速、简捷、可靠的接地电阻测量方法，已成为防雷接地领域内的迫切需要。钳式接地电阻测量仪适用于电信、电力、气象、机房、电力配电线路、铁塔输电线路、加油站、工厂接地网、避雷针等。
&&&&&&& 根据接地电阻测量方法的分析，使用摇表法测量重复接地电阻时，应当把零线从接地装置上断开。这给我国绝大多数 TN 电源系统的重复接地电阻的测量带来困难，因为断开后的重新连接可靠性得不到保障，而且断开接地连接点的高空作业安全风险很大。应用摇表法检测时，在地面是混凝土的厂房检测时，给电极的打入造成困难，因此迫切需要一种能实现在线并且方便检测的检测仪。钳式接地电阻测试仪就是针对这些不便而研制的，钳形电阻表可以对在用设备的接地电阻进行在线测量，且不需切断设备电源或断开地线，测试时不需辅助测试桩，测试时只需往被测地线上一夹，几秒钟即可获得测量结果，极大地方便接地电阻的测量工作。
&&&&&&& 此外在实际的检测过程中会遇到各种各样的接地线（扁钢、圆钢和角钢），有些接地线靠墙敷设，有些接地线的截面尺寸会稍大些，有些被测接地回路会有干扰信号的影响，这些情况都会给检验人员带来检测的不便。因此，研制一种专门应用于这些特殊情况的钳式接地电阻仪具有重要的现实意义。本文对摇表和钳式接地电阻测量仪的检测原理做阐述，并就此给出一种大口径薄钳口接地电阻检测仪的研制方案。
&&&&&&& 2、测量的准确度
&&&&&&& 测量的准确性取决于辅助电极之间的位置，以及它们与接地体之间的相对位置。
&&&&&&& 对于现代工业企业，由于地下管网较多，模糊了接地网的边界，使得测试结果有偏差，布极错误必然存在。对于同一接地体，不同的辅助电极位置将使测量结果有一定程度的分散性。
&&&&&&& 3、现代测量方法
&&&&&&& 现在采用的测试仪器大小、重量与 4102相近，只需一个人操作，无需打辅助电极，几分钟即可测试一个接地极。我公司使用的双钳口、多功能GEOX精密接地电阻测试仪，在某些场合下能测量出用传统方法无法测量的接地故障。如在多点接地系统中，接地电阻虽然合格，但接地体到接闪器之间的引下线长期使用后接触电阻可能过大甚至断路。尽管其接地体的接地电阻符合要求，但接地系统不合格，用传统方法测试后，必须对接地引下线作专门的检查。如用GEOX测试仪，则不需要用户对接地引下线作专门的检查，可测出接地引下线是否断路。如果接地引下线断路，则该仪器没有测试值，即提醒用户接地引下线已断开，需要专门检查。
&&&&&&& 该仪器的不足之处在于，从测量原理来说必须有接地回路的情况下才可用，单点接地系统不能使用GEOX测量。
&&&&&&& 4、接地电阻测试原理
&&&&&&& 接地电阻通常都是对工频电流而言的，它是衡量电器接地保护是否可靠的重要指标。电气设备的绝缘一旦失效，电器外壳等易触及金属部件可能带电，此时需要有可靠的接地以保护电器使用者的安全。因此，接地电阻阻值的大小不仅会影响到电子设备的正常使用，而且直接关系到使用者的安全。
&&&&&&& 进行接地电阻测试时，由恒流源发生器产生被测电器额定电流的1.5 倍或25A（安培）的交流电流（两者中选用较大的电流），大多数的安全检测机构都要求25A 的测试电流持续60 秒的情况下，测得的接地电阻值低于100m&O 为安全值。对于使用者不易触摸到的器具，一般只要求10A 的测试电流持续60 秒的情况下，测得接地电阻值低于500m&O 为安全值。
&&&&&&& 5、接地电阻设备期间核查方法大致有4类
&&&&&&& （1）不同检测方法比对：对于同一接地电阻，先用接地电阻测试仪测量其电阻值；
&&&&&&& 再用伏安法或电桥法测量电阻值。然后对用接地电阻仪测量出的电阻值和用伏安法或
&&&&&&& 电桥法测出的电阻值相比较，如果偏差在&5%以内，可视为设备满足要求。
&&&&&&& （2）留样再测：选择一个比较稳定的样品，用计量过的接地电阻仪对其进行测量，将样品与测量值保存。进行期间核查时，再次测量保存好的样品的阻值，将测量值与原测量值比较，如果偏差在&5%以内，则视为满足要求。可采用一段铜导线作为留样样品。
&&&&&&& （3）利用标准样品核查：使用标准电阻、电阻校验器或者导线对接地电阻仪进行核查。一般的做法是，采用0.01&O的标准电阻，用接地电阻仪对其进行若干次（一般大于3次）测试取平均值，如果测试结果的误差在&5%以内，则视为其满足要求。除了使用标准电阻，实验室也可使用电阻校验器。
&&&&&&& （4）不同设备比对：使用不同的设备对同一电阻值进行测量，将测量结果进行比对。使用这种方法的前提是认为多个设备同时出现问题的可能性很小，并且这些设备均是在计量周期内。如果参与比较的不同设备阻值基本一致（相互偏差不不超过&5%），那么可认为这些设备满足要求。但是，虽然多个设备同时出现问题的可能性小，还是仍然存在这种可能性的，因此不推荐采用这种方法进行期间核查。
&&&&&&& 6、在测接地电阻时，有些因素造成接地电阻不准确
&&&&&&& （1）地网周边土壤构成不一致，地质不一，紧密、干湿程度不一样，具有分散性，地表面杂散电流、特别是架空地线、地下水管、电缆外皮等等，对测试影响特别大。解决的方法：取不同的点进行测量，取平均值。
&&&&&&& （2）测试线方向不对，距离不够长。解决的方法：找准测试方向和距离。
&&&&&&& （3）辅助接地极电阻过大。解决的方法：在地桩处泼水或使用降阻剂降低电流极的接地电阻。
&&&&&&& （4）测试夹与接地测量点接触电阻过大。解决的方法：将接触点用锉刀或砂纸磨光，用测试线夹子充分夹好磨光触点。
&&&&&&& （5）干扰影响。解决的方法：调整放线方向，尽量避开干扰大的方向，使仪表读数减少跳动。
&&&&&&& （6）仪表使用问题。电池电量不足，解决的方法：更换电池。
&&&&&&& （7）仪表精确度下降。解决的方法：重新校准为零。
&&&&&&& 7.结语
&&&&&&& 在现有的实际检测中，会遇到各种各样的接地线（扁钢、圆钢和角钢），并且每个生产厂家敷设接地线的方法各不相同，有些厂家把接地线靠墙敷设，有些厂家为更安全起见，接地线的截面尺寸会稍大些。在利用钳式接地电阻测量仪检测时，这些情况都会给检测人员带来很大的不便，限制钳式接地电阻测量仪的使用。如果能够根据现场的实际情况设计并研制一种专门应用于检测那些靠墙敷设的接地线或者截面尺寸稍大的接地线的接地电阻检测仪，
则可以为检验人员在实际检测过程中提供方便。因此为实际检测方便起见，研制一种大口径薄钳口的接地电阻检测仪具有重要的现实意义。要想准确地测量出接地点的接地电阻值，按照设备的使用方法进行规范测量只是一个方面。只有在认识接地网发展变化趋势的基础上，有针对性地改进测量的方式、方法，有机地将接地绝缘电阻表和钳型接地电阻测试仪结合起来，才能既快速又准确地测出接地电阻值，不至于因 &正确&测量而造成错判、误判，以至酿成严重的事故。
参考文献：
[1]周继荣，陈锡根.谈谈钳形接地电阻测试仪的使用[J].通信电源技术，2001，（2）：37-38
[2]张家耀.提高钳形地阻表的测量准确度[J].农村电气化，2010，（7）：57-58
[3]王洪新，关根志等，一种测量接地网工频接地电阻的新方法[J].武汉水利电力大学学报，）：48-51
[4]汪祥兵，陈俊武，李藻乡.电极布置对杆塔冲击接地电阻的影响[J].湖北电力，2003，（4）：26-27
[5]夏建国，提高大型地网接地电阻测量的准确性[J].湖北电力，）：61-63
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杆塔工频接地电阻测试讲议讲解
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杆塔工频接地电阻测试讲议云南电力研究院接地电阻测试基本原理接地电阻是电流I经接地电极流入大地时接地极电位U和Ｉ的比值，即。如图1所示，零电位区位于无穷远处，因此要直接测量电流注入点到无穷远处的零电位区的电位差U在工程实际中无法实现。为解决测量问题，引入了电流极C，则地中电位分布如图2所示。由于电流极的引入，可把无穷远零电位面移到了电极连线中部，使测量电极与零电位区的电位差成为可能。从图1、图2两条曲线对比可以看出：由于电流极的引入，使零位面移近了。但在同一注入电流I下，有电流极存在时的接地电极和零位面之间的电位差要比无电流极在时小。接地电阻测试常用方法0.618法0.618法测量接线如图3所示。图3：0.618法测量接线示意图假设接地极Ｇ为半径为a的半球，则电压表量出GP间电压，并由此得到的电阻值为：（1）但半球形接地极的实际接地电阻为：（2）要使测得的电阻R符合R0，则有：（3）令，则上式可得：，(=0.618。即电压极并不选择在50%DGC的零电位面处，而是右移到61.8%的负电位处，则电压表的读数相应增大，从而补偿了由于零电位移近而带来的固有误差。因此0.618法又称为补偿法。从上面公式推导可看出，0.618法是有使用条件限制的，即：（1）有完全同质的土壤；（2）有足够大的间距，以便电极可采取半圆的形式；电位降法当接地装置所处的土壤不均匀时，零电位区就会偏离0.618DGC，此时，可将电压极沿直线方向，在50%DGC到80%DGC范围内以5%DGC的间距测量多个电压值，绘制电压变化曲线，找到零电位区，确定地网的接地电阻值，即电位降法。其试验接线如图4所示：30度夹角法30度夹角法测量接线如图5所示与0.618法推导方法完全相同，但有：最终可得：当电压极引线与电流极引线等长（即：）时，。与0.618法相同，30度夹角法也有使用条件限制，即：（1）有完全同质的土壤；（2）有足够大的间距，以便电极可采取半圆的形式；由于云南山区地形复杂，30度夹角不易控制，建议在云南测量杆塔接地电阻时不宜采用该方法。钳表法钳表法测量接线如图6所示，则钳表测量值为：当并联杆塔足够多时，可认为足够小，则；因此，钳表法测量值不但包括了被测杆塔接地电阻，还包括了被测杆塔接地引下线与接地网的接触电阻、架空地线与杆塔的接触电阻、架空地线电阻、相邻杆塔的接地电阻等。要保证钳表法测量精度满足工程测试精度要求，必须满足以下条件限制：（1）杆塔所在的输电线路具有避雷线，且多基杆塔的避雷线直接接地；（2）测量所在线路区段中直接接地的避雷线上并联的杆塔数量满足表1的规定。影响测量结果的因素放线长度对测试结果的影响从以上测试原理的介绍中可以看出，无论是0.618法还是30度夹角法，都要求有足够大的间距，以便电极可采取半圆的形式，才能保证测试精度满足工程精度要求。若放线长度过小，会造成测试值严重偏小。按DL/T887-2004《杆塔工频接地电阻测量》要求：电流极长度DGC取4L，最小不得小于3L；（L为杆塔接地装置放射形接地极的最大长度，如果被测杆塔无放射形接地极，则L按照不小于杆塔接地极最大几何等效半径选取。）表2：不同长度电流引线对测试结果的影响电流极引线长度 电压极引线长度 测试值 偏差
200m 120m 31.8( -39.3%
100m 60m 19.3(
表2为某杆塔不同长度电流引线下测量结果对比，该杆塔接地装置射线长度50m；从结果对比可以看出，由于电流测量引线过短，造成杆塔接地电阻测量值严重偏小，偏差达-39.3%。目前，云南电网系统内采用的杆塔接地电阻测量仪器多为陕西贝特电力技术有限公司生产的M12124通过接地电阻测试仪。该仪器标配引线长度为40m，多数供电局采用标配引线进行杆塔接地电阻测量，引线长度不够是造成杆塔接地电阻测量结果偏小的首要原因。土壤不均匀对测量结果的影响0.618法是基于理想半球形接地网、均匀土壤而得的。实际测量中，测量结果会受到土壤不均匀性的影响，造成不同布线方向测量值不同。土壤不均匀对于变电站、发电厂大型地网的影响较大，因此在进行大型地网接地电阻测试时一般不用0.618法直接测量，而是采用电位降法寻找零位区。对于杆塔接地电阻测量，由于杆塔接地装置较小，布线长度较短，土壤不均匀对测试结果影响较小，可直接采用0.618法直接测量。此处介绍土壤不均匀对测量结果的影响旨在使测试人员对测量结果偏差有所了解。（1）垂直地面方向两层土壤状况下0.618法测量误差垂直地面方向两层土壤如图7所示：图7：土壤垂直分层示意图土壤垂直分层时，0.618法测量所产生的误差决定于：地网尺寸a与上层土壤厚度h的比值、上下层土壤电阻率差值。图8：土壤垂直分层下0.618法测量误差与土壤结构关系其中：从图8可以看出，当地网尺寸与上层土壤厚度可比时，误差
正在加载中，请稍后...安全接地电阻
Safety grounding resistance
以上为机器翻译结果，长、整句建议使用
外壳选用PTFE材料，内部使用外包PFA的电阻丝，含安全接地保护。
It is made of PTFE shell, its resistance wire is capsuled with PFA and grounding wire for safety.
此类继电器能够增加系统安全性，并对三相交流接地电阻或接地配电系统进行可靠的低级接地故障检测。
They provide system security and immediate reliable low level ground fault detection on three-phase AC resistance grounded or grounded electrical distribution systems.
季节因素将影响地网的安全性能，导致地网的接地电阻、接触电压和跨步电压的改变。
The seasonal factor affects the safety of grounding system, and causes changes in the grounding resistance, the step and touch voltages on the ground surface above the grounding system.
$firstVoiceSent
- 来自原声例句
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I――通过接地装置流入地中的测试电流；
a―― 被测接地装置的等效球半径；
d12―― 电压极和被测接地装置的等效中心距离；
d13―― 电流极和被测接地装置的等效中心距离；
?―― 电流极和接地装置等效中心的连线与电流极和接地装置等效中心的连接线之间的夹角，一般取d12?d13?2D, ?=30°。
3、测量工频接地电阻
当被测接地装置的对角线较长，或在某些地区（山区或城区）按要求布置电流极和电压极有困难时，可以利用变电所的一回输电线的两相导线作为电流线和电压线。由于两相导线即电压线与电流线之间的距离较小，电压线与电流线之间的互感会引起测量误差。这时可用四极补偿法进行测量。图15-7是消除电压线和电流线之间的互感影响的四极法的原理接线图。图15-7的四极是指被测接地装置1、测量用的电压极2、电流极3以及辅助电极4。辅助电极4离被测接地装置边缘的距离d14=30-100m，用高输入阻抗电压表测量1、2，1、4和2、4之间的电压。 电压U12、U14和 U24以及通过接地装置流入地中的电流I，得到被测接地装置的工频接地电阻。
四极法测量工频接地电阻的原理接线图
1-被测接地装置； 2-测量有电压极； 3-测量有电流极； 4-辅助电极 Rg=?U24)
(15-20) 2U14I
式中 U12――被测接地装置1和电压极2之间的电压；
U14――被测接地装置1和辅助极4之间的电压；
U24――电压极2和辅助极4之间的电压；
I――通进接地装置流入地中的试验电流。
同时为了减少电压线和电流线之间互感的影响，可使用架空线的一相作电流线，另外再从地面放一根电压测试线，两根丝沿同一方向布线，但应间距一定的距离，最好能大于10m。
在试验中如遇到升电流有困难时，应检查架空线路的导线接头是否接触好，接触电阻是否过大，电流极和电压极的接地是否可靠，如发现电流极和电压极的接地不可靠，应在测试时对电流极和电压极四周加盐水处理。如我们有一次在做一水电厂的接地电阻测试时，调压器调到满量程却升不起电流，最后检查是由于试验时所用的35kV架空线路导线弓子接头长期失修、氧化，使接头处电阻过大所致，经处理后电流才会升到预定值。
4．测量注意事项
（1）试验时用交流电源测量接地电阻时，应采用独立电源，通常单独的所用变压器，并把中性点和接地点打开，以防分流引出误差，或升不起电流，也可使用1：1的隔离变压器，其中性点接至被测接地体，相线接至电流极。电压的高低根据电流回路阻抗和所需要升高的电流进行估算。在满足测量要求的前提下，应尽量采用较低的电压。
（2）在许多变电所中，输电线路的架空地线是与变电所接地装置连接在一起的，这会影响变电所接地装置接地电阻的测量结果，因此，在测量时应把架空线路的避雷线与变电所接地装置连接断开。
（3）电流极处因要注入较大的电流，会对附近的人畜造成伤害，因此，在测量时要有专人临护。
（4）在试验时电流引线要流过较大的电流，因此，电流回路要有较大的导线截面。
（二）比率计法
图15-8 比率计法的试验接线
2-电压极；3-电流极；M-比率计
采用比率计法测量接地电阻的试验接线如图15-8所示。
比率计M指针的偏转与两个线圈流过的电流比成比例，事先将比率计的刻度由电阻值校准，测量时可以直接从刻度上读出接地电阻值。如MC―07、MC―08型和L―8型比率计即是这种接线。
（三）电桥法（也称电位法）
电桥型接地电阻测量仪的原理接线
（a）接线方法一； （b）接线方法二
1-接地体； 2-电压极； 3-电流极； P检流计； S-开关；
Sa、Sb-滑动电阻调节手柄；T-试验变压器
如图15-9（a）所示电桥型接地电阻测量仪的桥路中，有两个不变的电阻r1和r2，一个具有两个滑动触头的电阻，可形成ra和rb两种电阻值。在测量时需进行两次平衡。电源电流通过两个并联支路，在一支路中有电阻r2，被测接地体1，大地和电压极。另一支路中有r1和rao 第一次平衡时，将检流计接到a侧，调节滑动触点Sa，使电桥得到平衡，即检流计（P）中电流为零。此时，两支路中电流与电阻r1和r2成正反比即
（15-21） I2r1
然后将检流计接到b侧，调节滑动接点Sb，使电桥检流中心电流为零，电桥第二次平衡，这时1与2之间的电压降等于rb上的电压降。即
I1（r1+rb）=I1(r2+Rg)
I1r1+ I1rb=I2r2+ I2Rg
I1r1＝I2r2（第一次平衡时得）
Rg――接地电阻，?；
r1,r2――电桥中桥臂固定电阻，?；
rb――调节电阻；
从式（15-22）看出，利用电桥平衡原理制造的接地电阻测量仪，可以直接从刻盘上读取被测接地电阻，比较方便。
电桥法另一种常用的原理接线，如图15-9（b），所示。
调节滑线电阻r，使检流计（P）指针指零（或接近零）。此时，I1Rg=l2r,接地电阻为
在实际接地电阻测试中，取
l2?n，n为电桥倍率，于是得 l1
式中 Rg――接地电阻，?。
使用时，调节滑线电组r，使检测流计中的电流为零（或接近零），从刻度盘上取电阻值，乘以所选择的倍率n,即为被测的接地电阻值Rg。
常用的ZC-8、ZC-29、JD-1、L-9型等接地电阻测试仪，都属于这类接线。
三、消除干扰的措施
1、消除接地体上零序电流的干扰
发电厂、变电所的高压出线由于负载不平衡，接地体总有一些零序电流流过，这些电流
流过接地装置时会在接地装置上产生电压降，给测量结果带来误差，常用如下措施进行消除。
（1）增加测试电流的数值，消除杂散电流对测量结果的影响。我们知道接地电阻Rg=U, 即I
接地电阻等于接地装置上的电压降与电流的比值。这个电压主要是试验时施加的测试电流产生的，但是如果地网中的零序电流较大，这个电流也会在接地装置上产生压从而降影响测试结果。为了提高测试精度，最有效的办法是加大测试电流，以减小零序电流分量所占比例。因此，DL475―92《接地装置工频特性参数的测量导则》规定：“通过接地装置的测试电流大，接地装置中零序电流和干扰电压对测量结果的影响小，即工频接地电阻的实测值误差小。为了减小工频接地电阻实测值的误差，通过接地装置的测试电流不宜小于30A”。可见，加大测试电流的办法是减小零序电流干扰的最有效措施。
（2）测出干扰电压U’，估算干扰电流I’。在使用电流电压法测量工频接地电阻时，在开始加压升流前，先测出接地装置的零序干扰电压U’，如图15-10所示。
按图接好线后，升压前先将S1断开，用电压表先测量零序干扰电压U＇12、U’14和U’24，然后按式（15-24）估算零序干扰电流的值
I'?U'12
（15-24） Rg
?――零序干扰电压，V； 式中
I?――零序干扰电流，A；
Rg――接地电阻估算值，?。
当零序干扰电流估出后，试验时所升的电流I=（15～20）I’，可使没量误差不大于5%-7%。
图15-10消除干扰测量结果影响的原理接线
（3）利用两次测量的结果，对数值进行校正，即先用电源正向升流侧出U1，然后将电源反向，测量另一组数据U2并测出干扰U’。则
2U12?U2?2U'2
（15-25） 2
U――校正后的电压，V；
U1――电源反向前所测数值，V；
U2――电源反向后所测数值，V；
U’――电源断开后测得的零序干扰电压，V。
如果外界干扰电流的频率与测量电流的频率不同，其为谐波时，则U1=U2，此时，
U?12?U'2
（4）对每一个测点用三相电压轮流测量三次，然后按下式计算接地电阻，即
2Ua?Ub2?3U2
（15-27） 222In?lb?3l'
Rg――接地电阻，?；
Ua、Ub、Ue――分别用A、B、C三相电压时测得的电压值，V；
Ia、Ib、Ie――与Ua、Ub、Uc电压相应的测量 电流，A；
U’、I’――干扰电压和电流。
（5）为了准确的找到“零电位”区，可求d13=(4-5)D,d12=(0.5-0.6)d13如d13取（4-5）D有困难，而接地装置周围的土壤电阻率又比较均匀，测量引线可适当缩短。当采用电极直线法布置，允许测量误差为±5%时，电压极的允许范围是表15-4；
2、消除引线互感对测量的干扰
当采用电流电压法测量接地电阻时，因电压线和电流线要一起放很长的线距离，引线的互感就会对测量结果造成影响，为了消除引线互感影响，通常采用以下措施。
（1）采用三角形法布置电极，因三角形布置时，电压线和电流线相距的较远，互感也就小，不会造成大的影响。
（2）当采用停电的架空线路，直线布置电极时，可用一根架空线作为电流线，而电压线则要沿着地面布置，两者应相距5-10m。
（3）采用四极法可消除引线电感影响，另外还可采用电压、电流表法和功率表法测量。
四、对测量仪表和引线截面的要求
（1）电压表内，电压表与电压极相串联，其内阻对测量准确有影响，此时电压表的读数为
解此两式得 U
(15-29) RV?R2
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