防雷检测中接地电阻的重要性及其影响因素

2016-12-30王友利张艳龙秦冬旭刘建国铁岭县气象局

大陆桥视野 2016年4期

宋威王友利张艳龙秦冬旭刘建国/铁岭县气象局

防雷检测中接地电阻的重要性及其影响因素

宋威王友利张艳龙秦冬旭刘建国/铁岭县气象局

【摘要】防雷检测是基层气象台站的一项基本业务，是防雷中的重点和主要内容，也是整个防雷装置安全性能所要获取的重要技术指标。防雷检测中，接地电阻的大小意义重大。本文首先说明了接地电阻的定义，然后分析了防雷检测中接地电阻的重要性，最后探讨了防雷检测中接地电阻的影响因素及其解决对策。

【关键词】防雷检测；接地电阻；气象；设备

一、接地电阻的定义

接地电阻实际指电流从接地装置流向大地然后再流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻。接地电阻分为工频接地电阻与冲击接地电阻。工频接地电阻是把接地体的流经电流作为工频电流从而得到的接地电阻；而冲击接地电阻是把接地体的流经电流作为冲击电流进而得到的接地电阻值，这在有雷电电流流过的情况下非常有研究价值。我们在平时工作中测得的接地电阻值数值为工频接地电阻值，所以通常若没有指明是哪一种接地电阻，都是指的工频接地电阻。我可以通过计算公式来转换接地电阻以衡量其是不是符合规程要求。转换计算公式为：R=ARi。

二、防雷检测中接地电阻的重要性分析

检测接地装置优劣的重要指标即为接地电阻的大小，一般来说，接地电阻越小，雷电发生时，其流散的速度越快，一旦物体被雷击中，其产生的高电位持续的时间也就越短，防雷装置上产生的雷击高电位也就相应的越低，降低了对人及各种设备的威胁。

根据有关的电学原理，当发生雷击时，产生的雷电流在通过防雷装置时，接地电阻上的高压与接地电阻的关系呈正比，也就是冲击接地电阻的值越小，电压（电压反击跨步电压和接触电压）对人或物的威胁性就越小，由此可以看出，接地电阻可作为重要指标对接地装置的优劣进行衡量。在各类有关的防雷规范中，在用途不同时对接地电阻的要求较明确。如在《防雷技术标准规范汇编》（以下简称《规范汇编》）中，分别对防雷类型为一、二、三类的防雷建筑物的接地电阻进行了具体规定，一、二类的电阻应小于10Ω，三类的电阻应不小于30Ω，而电力变压器或发电机的工作接地电阻不得大于4Ω。因此，应高度重视接地电阻的相关检测工作。

目前，随着防雷及接地技术的逐渐发展，在对接地电阻进行检测的过程中，应该对其他因素进行综合考虑，如还需要对等电位连接措施及接地装置的结构属性等是否符合规范要求进行详细检测。根据《规范汇编》的有关规定，在土壤电阻率高的地区，对当地的经济条件及该地区的施工难度进行综合考虑，应重点对铁架与霹雷针之间及公共接地系统的连接状况进行检查，而对于医疗设备、计算机系统就要重点考虑等电位连接状况。

三、防雷检测中接地电阻的影响因素及其解决对策

（一）影响因素

1.气象条件。由于在规范汇编里没有具体规定在进行接地电阻的检测时应该具备的气象条件，所以当进行实际的电阻检测时，要对当地的气象条件(例如湿度，温度等)有所了解，然后根据这些来明确接地电阻和气象条件之间存在的关联。接地电阻和土壤的电阻率之间的关系呈正比，换句话说就是当土壤的电阻率越高，接地电阻的阻值也越大。土壤中的化学成分，相对湿度和温度，以及土质的紧密程度等都会对土壤的电阻率产生影响，在这些因素里，会给电阻率造成最为严重影响的因素就是土壤的相对湿度和温度。

2.检测设备。在规范汇编中要求检测的电阻是冲击接地电阻，而在大多数的气象台站中用的是日本生产的摇表式地阻仪，通过这种地阻仪所检测出的叫做工频接地电阻，与规范汇编中要求的不符合。因此在进行电阻仪的测试时，重点测试土壤中的电位梯度近似为0的地方，也就是将电阻仪放置在零点的区域内，以避免出现误差，从而使测试出的接地电阻值更为精确和有效，但是在实际的测试中很难做到。我国大部分的防雷检测机构在进行接地电阻的检测时，较常使用钳形接地电阻仪来检测，这种电阻仪的检测速度相对更快并且无须用到辅助接地棒，更加易于使用。在现实的接地体电阻的检测中，不能测量出被作为测试极的接地体和要进行测试的接地体间的距离，在一些特殊情况里，这两个接地体间的距离十分短，不能达到测量的标准，并且在还没掌握接地装置的内部结构的情况下，这两个接地体己经和地下电气沟通，在这个时候测试出的电阻值不具备可靠险，所产生的误差也很大。

3.随机因素。在实际检测接地体的电阻值过程中，一定要保证没有不利因素的干扰，使测量出的数据更加精确，有效。在进行接地电阻的测试时，会随机出现一些不利因素给检测过程带来影响，例如检测时使用的地阻仪在测量过程中产生的电流量较小，会使测量出的数据不够准确。除了这些干扰因素外，还会出现一些人为因素对检测过程造成影响，对于这些因素一定要有足够的重视，一定要最大限度的保障测量过程不被影响因素干扰。

另外，在接地电阻的检测中，会出现给高层建筑物的防雷设备的接地电阻进行检测的情况，在检测时会用到很长的测试线，而这也会使检测误差偏大，例如一些高层建筑物的防雷工程做得很好，但是在检测接地电阻时出现了较高的误差。所以为了避免这种情况的发生，工作人员要考虑到超过标准长度的测试线所产生的电阻和感抗以及电流量带来的干扰电动势等因素。

（二）解决对策

1.接地电阻值在很大程度上受检测人员的操的影响，在检测时应注意：检测仪的三极要在一条直线上并且与地网垂直；地网测试点和测试仪的连接线长度最好小于5m。若需加长，应把实测接地电阻值与加长线阻值相减，然后填人表格等。

2.接地电阻受检测环境的影响较大，检测时，接地电阻测试仪的接地引线及其他导线应将高、低压供电线路避开，防止造成危险和干扰；若地网带电对检测产生影响，应其原因查明，把带电问题解决后再测量，或者换个检测位置测量；若在测量时因为高频干扰、工频漏流、杂散电流等因素，以至于接地电阻表读数不稳定，可以把地网测试点和测试仪的连线改为屏蔽线，或选用能够改变测试频率、具有窄带滤波器或选频放大器的接地电阻表检测，使其抗干扰的能力得以提高；按DL475-92《接地装置工频物性参数的测量导则》规定，当大型接地装置或地网对角线D≥60m需要采用大电流测量，施加电流极上的工频电流应≥30A，以排除干扰使误差减少。

3.根据实际检测对象对接地电阻的要求精确度选定检测方法。通常可采用三极法，但若有较高的接地电阻精确度的要求，就必须采用四极法，并进行方位、多点测试。

4.在检定合格有效使用期的检测仪器才能使用，测量仪器与测试仪器要符合国家计量法规的规定，检测仪器见《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T21431—2008附录E。同时检测仪器的选用要依据实际检测对象的接地方式进行，在检测时要注意要测地网是不是单点接地，被测地线与设备是不是已连接，有没有可靠的接地回路，从而选择相应的测量仪器。

5.接地电阻值的检测应在土壤未冻结和非雨天时进行，天气气候条件要能够使正常检测得以进行。