浅析防雷装置接地电阻的测量

2016-11-04陈晓辉邢雷雷郭清风

科技视界 2016年23期

陈晓辉+邢雷雷+郭清风

【摘要】接地电阻是接地装置的主要技术参数，是衡量防雷装置工程质量的重要指标。本文对接地的概念、接地电阻的测量原理和方法以及测量中应注意的问题进行了探讨，可供防雷检测人员参考。

【关键词】防雷装置；接地；接地电阻；测量

雷击是雷云在大气中的放电现象。它可以击毁房屋和树木，引起火灾。也可以击毁仓库，引起弹药燃烧和爆炸。某部军械仓库，地处海南岛，是雷灾多发地域。据当地气象部门统计，海南雷日平均为120天/年。因此，做好防雷工作，保证军事设施及装备的安全，至关重要。

1 接地

把设备的某一部分通过接地装置同大地连接起来称为接地。直接与大地接触的金属导体称接地极或接地体，用来连接接地体与设备接地点的导线叫接地线。接地体和接地线的总合称为接地装置。防雷接地是指高大建筑物的避雷器接地，称为防雷接地。防雷接地的方式通常是埋设金属接地桩、金属网等导体。

2 接地电阻

2.1 接地电阻的组成

接地电阻是指工频电流或冲击电流由接地装置流入大地，再经大地流向另一接地极或向远处扩散时所呈现的电阻。其值等于接地极对地电压与流过电流的比值。接地电阻由四部分组成：（1）接地体与引下线的连接电阻；（2）接地体本身的电阻；（3）接地体与土壤的电阻；（4）接地体周围土壤的体积电阻。其中（3）、（4）部分之和称为散流电阻，它们占接地电阻的绝大部分。

2.2 接地电阻的分类

接地电阻分为工频接地电阻和冲击接地电阻。所谓工频接地电阻是指接地装置流过工频电流时所表现的电阻值。而冲击接地电阻是指接地装置流过雷电等冲击电流时所表现的电阻值。

根据《后方军械仓库防雷装置技术要求》中所规定的防雷装置的接地电阻，指的是冲击接地电阻。而接地电阻测试仪只能测量工频接地电阻，不能测量冲击接地电阻，但可在测出土壤电阻率和工频接地电阻的情况下，将工频接地电阻换算成冲击接地电阻。在GB50057-2010附录C中，接地装置冲击接地电阻与工频接地电阻的换算按下式确定：

2.3 接地电阻的标准要求

GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》规定：第一类防雷建筑物和第二类防雷建筑物每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10Ω，第三类防雷建筑物每一引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω，在土壤电阻率高的地区，可适当增大冲击接地电阻，但土壤电阻率在3000Ω·m以下的地区，冲击接地电阻不应大于30Ω。

3 接地电阻的测量

3.1 一般要求

为了保证军事设施的安全，防雷接地装置必须进行定期检测。检测内容包括日常检查和定期检测。日常检查由仓库专业人员，结合日常查库进行，每月应不少于两次。主要查看接地装置是否正常，螺栓连接部位是否牢固可靠，焊接头有无脱落、锈蚀现象等等。定期检测由仓库主管业务部门组织，由专业技术人员在每年雷雨季节之前进行。主要是对防雷装置的各项技术指标进行测试检查，必要时对防雷装置中的不可视部分通过拆卸和开挖进行检查。每次测量、检查的记录要按期归档装订（每年一次），并与接地装置的相关技术资料一起保存。

3.2 接地电阻的测量

在实际工作中，接地装置的工频接地电阻值的测量方法有：两点法（电流表-电压表法）、三点法、电位降法、摇表式接地电阻测试仪等。目前我部使用ZC-29B型接地电阻测试仪来测量接地装置的工频接地电阻，下面以此为例说明其测量原理及方法。

ZC-29B型接地电阻测试仪是一种较为传统的模拟测量仪表，其组成元件主要有：手摇发电机、电流互感器、滑线电阻及检流计等。工作原理是采用电流互感器的原理，初级电流经过电流互感器，在次级产生感应电流，流过仪表的表头，仪表的表头发生偏转。模拟接地电阻测试仪的检流计是磁电系的，表内设有相敏整流放大器，以便将手摇发电机的交流电流整流为检流计所需的直流电。测量方法及原理如下：

（1）测量方法。测量时，在被测地极（E·）的同一侧地上打入两根辅助接地探针（P·、C·），三者在同一直线上，辅助接地探针（P·、C·）与被测地极（E·）的距离分别为10m和20m，按要求连接测试线E E·、P P·、C C·（如图1）。按150r/min的速度转动测试仪手柄，待仪表指针指示稳定后，就可直接从仪表上读出被测接地装置的工频接地电阻值，再按上式换算成冲击电阻值。

（2）测量原理。按规定速度摇动测试仪的手柄时，测试仪产生适当的交流电流I，沿导线流入接地体E·，经大地到辅助电极C·，再回到仪表内部构成一个测量通路；接地体E·和辅助接地探针P·之间接一电压表，测量接地电压值U（如图2），则接地电阻为：R=U/I。

3.3 测量注意事项

（1）测量前，应将接地电阻测试仪机械调零。将仪表水平放置，检查表盘指针是否与表盘中心刻度线重合，若发生偏离，可调整零位旋钮使其重合。

（2）选择合适的测量位置和测量点。选点时，应尽量避开地下金属管道、地下电缆等，使被测地极和两根辅助接地探针在同一直线上，并按要求保持适当的距离，两根探针打入地下的深度不得小于0.5m。

（3）拆装拉线时，应戴绝缘手套。接线时保证连接可靠，接触良好。

（4）摇测时，应将“倍率开关”置于最大倍率，根据被测电阻的大小，逐步调整“倍率开关”。接地电阻测试仪的转速应保持在150r/min。测量时，每一组接地装置的测量次数应不少于3次，且应选择不同方位插入电压探针和电流探针，接地电阻应取实测的平均值。

（5）若发现仪表检流针指针有抖动现象时，可变化摇柄转速，以消除抖动现象；若仪表检流针灵敏度过低时，可在探针周围注水（或盐水）以湿润。

（6）接地电阻的测试宜在每年雷雨季节之前进行，但雨后不宜进行接地电阻的测试。禁止在有雷电或被测物带电时进行测量。

4 结束语

防雷是一项长期而艰巨的任务，只有积极探索规律，不断积累经验，认真做好检测工作，才能保证军事设施和装备的安全。

【参考文献】

[1]GB50057-2010 建筑物防雷设计规范[S].