如何快速準(zhǔn)確檢測接地點接地電阻值

如何快速“準(zhǔn)確”檢測接地點接地電阻值報告人：王秀全廣西天然氣管道有限責(zé)任公司二○一七年十一月

改進后的測試方法目錄

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

序言

測試儀原理2413

題外話5

雷電災(zāi)害已被聯(lián)合國有關(guān)部門列為最嚴重的十種自然災(zāi)害之一，被中國電工委員會稱為“電子時代的一大公害”。如何減少或避免雷電對人身財產(chǎn)等造成損傷是當(dāng)今社會重點考慮的問題。在眾多防護措施中接地是最主要也是行之有效的措施之一。在GB50150—91《電氣設(shè)備交接及安裝規(guī)程》和DL/T596—1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中均對接地（即接地系統(tǒng)）的定期測量的周期和接地電阻的大小均有明確規(guī)定。而接地電阻測試設(shè)備亦被國家計量部門列為每年強制檢定設(shè)備。一、序言雷電危害一、序言二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范1）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范目錄1、《雷電保護第4部分建筑物內(nèi)電氣和電子系統(tǒng)》（GB/T21714.4-2015）

2、《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB50343-2012）3、《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057-2010）4、《石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范》（SH3097-2000）5、《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50303-2015）6、《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)》（GB50169-2016）7、《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》（GB50150-2016）8、《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》(DL/T596—1996）二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范1、《雷電保護第4部分建筑物內(nèi)電氣和電子系統(tǒng)》（GBT21714.4-2015）

2）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相關(guān)內(nèi)容４.４基本的SPM（雷電電磁脈沖防護措施）對LEMP(雷電電磁脈沖)的基本防護措施包括：——接地和連接網(wǎng)絡(luò)（見第５章）接地裝置將雷電流傳導(dǎo)并泄放到大地。連接網(wǎng)絡(luò)將最大程度地降低電位差，減少磁場?！牌帘魏筒季€（見第６章）空間屏蔽衰減了雷閃直擊建筑物或其附近而在LPZ（雷電防護區(qū)）內(nèi)部產(chǎn)生的磁場，從而減少了內(nèi)部浪涌。使用屏蔽電纜或屏蔽管道的內(nèi)部線路屏蔽能使內(nèi)部感應(yīng)浪涌減至最小。內(nèi)部線路合理布線能夠最大限度地減少感應(yīng)回路所包圍的面積，從而減少內(nèi)部浪涌。二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范2、《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB50343-2012）2.0.6共用接地系統(tǒng)：將防雷系統(tǒng)的接地裝置、建筑物金屬構(gòu)件、低壓配電保護線（PE）、等電位連接端子板或連接帶、設(shè)備保護地、屏蔽提接地、防靜電接地、功能性接地等連接在一起構(gòu)成共用的接地系統(tǒng)2.0.12等電位連接

直接用連接導(dǎo)體或通過浪涌保護器將分離的金屬部件、外來導(dǎo)電物、電力線路、通信線路及其他電纜連接起來以減小雷電流在他們之間產(chǎn)生電位差的措施。5.1.2需要保護的電子信息系統(tǒng)必須采取等電位連接與接地保護措施。2）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相關(guān)內(nèi)容二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范5.2.5防雷接地與交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地共用一組接地裝置時，接地裝置的接地電阻值必須按接入設(shè)備中要求的最小值確定。（強制規(guī)定）5.2.7機房設(shè)備接地線不應(yīng)從接閃帶、鐵塔、防雷引下線直接引入?；蛘叩降锰?.3.4.2布置電子信息系統(tǒng)線纜路由走向時，應(yīng)盡量減少由線纜自身形成的電磁感應(yīng)環(huán)路面積。8.1.2每年在雷雨季節(jié)到來之前，應(yīng)進行一次定期全面檢測維護。二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范3、《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057-2010）表5.2.12接閃器布置2）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相關(guān)內(nèi)容建筑物防雷類別滾球半徑hr(m)接閃網(wǎng)網(wǎng)格尺寸(m)第一類防雷建筑物

30≤5×5或≤6×4第二類防雷建筑物

45≤10×10或≤12×8第三類防雷建筑物

60≤20×20或≤24×165.3.4專設(shè)引下線應(yīng)沿建筑物外墻外表面明敷，并經(jīng)最短路徑接地；建筑外觀要求較高者可暗敷，但其圓鋼直徑不應(yīng)小于10mm，扁鋼截面不應(yīng)小于80mm2。5.3.6采用多根專設(shè)引下線時，應(yīng)在各引下線上于距地面0.3m至1.8m之間裝設(shè)斷接卡。二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范5、《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50303-2015）3.1.7電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分應(yīng)單獨與保護導(dǎo)體相連接，不得串聯(lián)連接，連接導(dǎo)體的材質(zhì)、截面積應(yīng)符合設(shè)計要求。（強制要求）24.1.3接閃器與防雷引下線必須采用焊接或卡接器連接，防雷引下線與接地裝置必須采用焊接或螺栓連接。2）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相關(guān)內(nèi)容4、《石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范》（SH3097-2000）3.6.3下列接地干線或線路不得用于靜電接地：

1照明回路的工作零線和三相四線制系統(tǒng)中的中性線；2整流所各級電壓的交流、直流保護接地系統(tǒng)；3直流回路的專用接地干線；4防雷引下線（兼有引流作用的金屬設(shè)備本體除外）。二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范2）接地種類

《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB50343-2012）2.0.6共用接地系統(tǒng)的名詞解釋中對接地種類進行了描述：“將防雷系統(tǒng)的接地裝置、建筑物金屬構(gòu)件、低壓配電保護線（PE）、等電位連接端子板或連接帶、設(shè)備保護地、屏蔽提接地、防靜電接地、功能性接地等連接在一起構(gòu)成共用的接地系統(tǒng)。”《交流電氣裝置的接地》（DL/T621一1997）中對接地進行了明確定義“3A類電氣裝置接地的一般規(guī)定3.1按用途接地有下列4種:a)工作(系統(tǒng))接地；b)保護接地；c)雷電保護接地；d)防靜電接地?！?/p>

故在實際工作中經(jīng)常將共用接地系統(tǒng)俗稱為四地合一系統(tǒng)。二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范2）接地種類——《交流電氣裝置的接地》（DL/T621一1997）二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范2）接地電阻大小及檢查周期對于接地電阻大小上述標(biāo)準(zhǔn)均有不同程度的描述，定量描述接地電阻大小的規(guī)范有《石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范》、《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)》、《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》及《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》等。

《石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范》僅對靜電接地系統(tǒng)的接地電阻進行了規(guī)定。如：二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)》、《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》及《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》等對其他幾種接地的接地電阻進行了定量規(guī)定，后著同時還規(guī)定了檢查周期。

阻值大?。核牡睾弦粫r規(guī)范規(guī)定“接地裝置的接地電阻值必須按接入設(shè)備中要求的最小值確定”，目前在實際工作中接地電阻基本分為10歐、4歐和1歐。單獨防雷接地為10歐，10kV及以下變壓器工作接地基本為4歐，四地合一接地基本為1歐及以下，如LNG接收站接地網(wǎng)。

檢查周期：目前基本遵循《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》“第8.1.2每年在雷雨季節(jié)到來之前，應(yīng)進行一次定期全面檢測維護”或更短即半年一次。2）接地電阻大小及檢查周期二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

2）接地電阻大小及檢查周期《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》(DL/T596—1996）二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

3）接地電阻大小及檢查周期《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》（GB50150-2016）

對于電橋原理的接地搖表，調(diào)節(jié)滑線電阻r使檢流計（P）指針指零，因為I1·RX=I2·r，則有RX=r·I2/I1。取I2/I1＝n，n稱為電橋倍率。只要在測量時，調(diào)節(jié)滑線電阻r使檢流計指針指零，就可以從刻度上直接得到接地電阻值（Rd＝nr）。E－接地體

P－電壓極C－電流極r－線圈內(nèi)阻

R11－附加電阻F－手搖電機

T－試驗變壓器1）ZC-8型三、接地電阻測試儀原理①優(yōu)點：經(jīng)久耐用，既方便又簡單。②缺點：工作量大

因為測量時需要敷設(shè)兩組輔助性質(zhì)的接地棒。一組用來測量被測接地裝置與零電位點（大地）之間的電壓，稱為接地棒（或稱為電壓極）；另一組用來構(gòu)成流過被測接地裝置的電流回路，稱為輔助接地體（或稱為電流極）。同時為了減小測量誤差，測量接地點的接地電阻值時要求接地引下線必須與被保護物斷開。1）優(yōu)缺點三、測試儀原理

②缺點：某些場所無法使用，誤差大。當(dāng)接地點四周的地表全鋪設(shè)成水泥地面時，就會因無法敷設(shè)輔助電極而沒法測量。對于變壓器的工作接地接地點、電動機的外殼保護接地接地電阻的測試，會因設(shè)備工作不允許斷開而不能測量。1）接地搖表——優(yōu)缺點將工作中的變壓器接地點解開，電力系統(tǒng)中心點將因未接地，電網(wǎng)電壓出現(xiàn)漂移，用電設(shè)備無法正常工作，且易出現(xiàn)觸電事故三、接地電阻測試儀原理

一種由電池供電的手持式鉗型儀表，無需使用輔助接地棒，即可測量接地點的接地電阻值。其基本原理就是由儀器自身產(chǎn)生一個交流電壓信號，通過電磁感應(yīng)，在閉合的回路中將產(chǎn)生一個電流信號，接地電阻就是利用回路歐姆定律：R=u/i求得。

鉗形接地電阻測試儀測量原理2）鉗形接地電阻測試儀三、接地電阻測試儀原理如果R1、R2…Rn電阻器的并聯(lián)連接遠遠小于所測接地連接RX：那么RX＝U/I是合理的近似。則測試儀的讀數(shù)為所測接地點的接地電阻阻值?；蛘哒f測試儀的讀數(shù)即為被測點接地電阻值與其它所有接地點接地電阻值并聯(lián)值之和。也就是說鉗形接地電阻測試儀測出的結(jié)果較真實值偏大。2）鉗形接地電阻測試儀三、接地電阻測試儀原理①優(yōu)點：工作量小。

鉗型接地電阻測試儀的特點是無需敷設(shè)輔助接地極，工作量低，一個人即可完成接地電阻測量工作。2）鉗型接地電阻測試儀——優(yōu)缺點單鉗測量三、接地電阻測試儀原理用于測量接地體或接地裝置通過土壤構(gòu)成回路的多接地網(wǎng)接地系統(tǒng)。雙鉗測量三、接地電阻測試儀原理②缺點：某些場所無法使用。

對沒有構(gòu)成回路的接地點無法測測量或者說測量結(jié)果誤差極大。如避雷針的防雷接地點、電動機外殼的防靜電接地點。2）鉗型接地電阻測試儀——優(yōu)缺點1－水平接地體；2－防雷接地點；3－接地支線型接地電阻測試儀測試2萬立金屬罐體防雷接地網(wǎng)等效圖

由于各個接地點之間通過埋設(shè)在土壤中的接地干線構(gòu)成了直接的電氣連接，而將接地電阻短接了，測量時只測到了導(dǎo)體的電阻而沒有測到接地電阻，所以雖然儀器有數(shù)據(jù)顯示，但是結(jié)果卻誤差非常大，不能采信。三、測試儀原理1)單接地系統(tǒng)接地電阻的測量——如變壓器中心點

用導(dǎo)線將彼此未通過金屬連接的接地網(wǎng)（兩個不同建筑物的接地引下線）連接起來，構(gòu)成兩個接地系統(tǒng)，再用鉗型電阻測試儀卡測接地引下線，測試結(jié)果即為兩個建筑物的接地電阻之和。當(dāng)其值小于10歐姆時，即可認為兩個接地裝置的接地電阻均合格。大于10歐姆，有可能都合格，也有可能其中一個建筑物的接地電阻大于10歐姆，有一個不合格。此時需要再連接一個接地裝置。構(gòu)成了一個由三個接地體（或接地裝置）構(gòu)成的接地系統(tǒng)。分別卡測出如圖所示位置的電阻值：記測試點1位置時，儀表讀數(shù)為a，測試點2位置時，儀表讀數(shù)為b，測試點3位置時，儀表讀數(shù)為c，則各個接地裝置的接地電阻值可按下面公式算出。四、改進后的測試方法兩物體構(gòu)成的多接地系統(tǒng)測量示意圖三個接地體構(gòu)成的多接地系統(tǒng)原理圖由上面三個公式求出R1、R2、R3即可四、改進后的測試方法北海首站發(fā)電機房防雷接地平面圖2）單接地系統(tǒng)多接地點設(shè)備接地點接地電阻的測量1、測量出單接地系統(tǒng)的接地電阻值r。方法：前述鉗形接地電阻儀測試法或接地搖表對任意一完好接地的接地點進行測量（不用斷開接地卡子）；

2、測量出各個接地點引下線電阻阻Rn`。方法：鉗型接地電阻測試儀；3、各個接地點接地電阻值：

Rn=Rn`+r。四、改進后的測試方法3）多接地系統(tǒng)多接地點設(shè)備接地電阻的測量

按照鉗型接地電阻測試儀的使用說明進行規(guī)范操作即可快速準(zhǔn)確地得到測試結(jié)果來。

但是值得注意的是現(xiàn)在的設(shè)備的接地保護都是單接地網(wǎng)保護，只有經(jīng)過土壤的腐蝕作用才會出現(xiàn)多接地系統(tǒng)，而我們是無法知道設(shè)備的哪些接地點是獨網(wǎng)的還是共享一個網(wǎng)的，因此我們?yōu)榱藴?zhǔn)確起見還是按照前面2的方式進行測量。接地干線遭腐蝕斷開多接地系統(tǒng)多接地點單接地系統(tǒng)多接地點1－接地干線；2－防雷接地點；3－接地支線；×－因腐蝕出現(xiàn)的斷點四、改進后的測試方法1）接地電阻測量時的技巧五、題外話

1、測量出的接地電阻與上一次相比差別非常大，原因有二：一是測量方法有誤；二是埋在地下部分受到外在原因損傷斷開。

2、輔助探針法測量時測量結(jié)果較大，原因有二：一是接地點接地電阻確實較大；二是探針與土壤接觸不良，接觸電阻較大。

3、改變輔助探針與土壤接觸不良的方法有二：一是在探針處澆水；二是將探針插入潮濕的土壤處。最好的方法是利用附近的與待測接地系統(tǒng)沒有通過金屬連接的接地體作為輔助探針。

4、做為判定依據(jù)時，接地電阻值寧可大不可小。測量接地電阻的基本條件是天氣連續(xù)晴朗3-5天，土壤干燥，相對雨天測量接地電阻值要大。1）接地電阻測量時的技巧五、題外話

5、防雷接地電阻值測試時不能僅僅只關(guān)注測量一個接地電阻值，要關(guān)心接地點、接地引線以及避雷帶的完好性、截面積、受腐蝕情況。因為在雷電流中用下接地系統(tǒng)各個部件將承受非常大的熱效應(yīng)和動效應(yīng)。將一個銅絲作為接地引下線和用40*4的扁鋼作為引下線所測得的接地電阻一樣，但是前者決不能起到防雷的作用。

6、對于測得的接地電阻值要學(xué)會應(yīng)用圖表分析接地電阻的變化趨勢。通過若干年的測試，會發(fā)現(xiàn)接地電阻值變化大致如下圖，原因就在于土壤的腐蝕。接地電阻變化趨勢圖2）輔助探針法測量接地電阻為什么需要解開斷接卡子五、題外話在變壓器中心點接地接地電阻測量時，接地點存在泄漏電流，泄漏電流疊加在測量電流上將導(dǎo)致測量值較真實值增大。

這種結(jié)果從安全考慮是可以接受的。2）輔助探針法測量接地電阻為什么需要解開斷接卡子五、題外話在不斷開斷接卡子情況下測量A、B、C三個接地點，其接地電阻幾乎一致。在斷開斷接卡子情況下，測量A、B兩個接地點，其接地電阻幾乎一致，C接地點接地電阻較A、B兩個接地點非常大，應(yīng)不合格。3）為什