利用回路法测量接地电阻

吴 斌

（中国石化江汉油田分公司江汉采油厂，湖北 潜江433123）

1 传统接地电阻测试方法分析

近些年来，江汉采油厂发生多起雷击烧坏设备事故，大多与接地电阻不合格有关，接地分工作接地和保护接地。接地的目的一是为操作人员提供安全保障；二是防止设备损坏和提高设备工作的稳定性。接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和保证设备或系统正常运行。但由于各种环境及土壤都对接地装置具有腐蚀作用，随着运行时间的推移，地下接地装置发生腐蚀而不易发现，从而影响设备运行、危及人身安全，根据国家相关标准，要求每年必须对接地电阻进行定期监测。目前传统测量方法是利用接地电阻测量仪进行接地电阻测量（图1）。

图1 传统接地电阻测试方法示意图

操作时需停运设备（防止漏电触电）并将接地卡断开，把电位探测针P和电流探测针C分别插入地中，使它们与接地极E成一条直线，与被测接地体相距分别为20m和40m，并用导线连接。开启仪表便可以读出被测的接地电阻值。

用接地电阻测量仪进行测量的缺点主要有：

1）效率低、操作人员劳动强度较大。每次都需要收放20m和40m的导线；需要携带仪表、导线、辅助接地极。测量一个接地电阻往往需要1个多小时，而采油队一般都有几百个甚至上千个接地点需要测试。

2）测量需停运设备，影响正常生产。若不停运设备，在断开设备与接地体的连接时，电气设备漏电或有不平衡电流，将会使设备外壳带电，严重威胁到操作人员的人身安全。

3）有的设备与接地体焊死，没有装设断接卡，不能分开，接地电阻测量仪不能测试。

4）有的设备附近找不到土壤 ，全被水泥地所覆盖，接地电阻测试仪对辅助电极的相对位置有严格要求，要找到有一定距离要求的土壤，是非常困难的，如站点、厂房内的机泵周围全是水泥地，这种情况采用接地电阻测试仪是无法测量的。

2 回路法测量接地电阻的原理

在经过多次调研和实验，发现利用回路法测量接地电阻能克服接地电阻测试仪的不足和缺点（图2，3）。

图2 回路法基本原理图

图3 简化后电路原理图

其原理是利用电阻表测量接地体的接地电阻与辅助极的接地电阻两者之和的电阻，即R回路电阻＝RE＋RF，如果测量回路电阻小于接地电阻规定标准值10 Ω，就可以认为接地体接地电阻合格。因为接地体和辅助极较近，其间的土壤电阻很小可以将其忽略不计；导线电阻很小，也可忽略掉。

3 实际操作方法

实际操作时可以利用周围的其他接地设备（如水管、油管等），可直接测出两个设备的接地电阻（图4），若接地电阻小于10Ω，就可以认定两个的接地电阻都合格。而且这样还能把断接口的电阻都检测到了，这是传统检测方法所不具备的。

图4 测量示意图

在采油队中很多设备本身就有2个或2个以上的独立接地体（抽油机、野营房、罐等），如果用钳形接地电阻测试仪就会大大简化上面的操作步骤。

钳形接地电阻仪是利用在变化磁场中的导体会产生感应电压的原理，用一个钳子通以变化的电流，从而产生交变的磁场，该磁场使得其内的导体产生一定的感应电压，用另一个钳子测量由此电压产生的感应电流，最后用欧姆定律计算出环路电路值。

如若1个设备有2个独立的接地体，钳形接地电阻仪可以读出的阻值是被测接地体接地电阻值加上另一接地体接地电阻与罐体接地电阻值并联后的电阻值之和，若阻值符合要求即该点接地电阻为合格。另一接地体按同样方法进行测试（图5）。

图5 双（多）根接地回路法测量示意图

单接地体测试时（图6），可以用导线连接另一接地体（或水管、油管等），再用钳形接地电阻仪测试2个接地体的电阻之和，若阻值符合要求，单接地体的接地电阻即为合格。

图6 单根接地回路法测量示意图

4 结论及建议

1）利用回路法测量接地电阻适合多根接地的设备、设施，测量的结果是：被测接地极与多个接地极阻值的总和。

2）测量单根接地时要接辅助电极，使测试电路形成回路，所以测量误差要大一些。

3）回路法测接地电阻，操作方便，测量准确、安全可靠，不需要停运设备，可延长机泵运转周期，提高采油时率，增产增效，大大降低劳动强度，保障测量人员人身安全。

［1］胡斌.图表细说电路回路法识图［M］.北京：电子工业出版社，2010.

［2］李正吾.新电工手册［M］.安徽：安徽科学技术出版社，2012.

［3］甄国涌，商福恭.电气接地技术［M］.北京：中国电力出版社，2013.

［4］杨金夕.防雷接地安全技术［M］.北京：中国电力出版社，2014.