接地电阻的测量及影响因素分析

彭天宇

摘 要 接地网对于电力电子系统的安全运行是必不可少的，而接地网的性能又与接地电阻有着密切的关系。由于受到测量方法及环境等多方面因素的影响，接地电阻的测量往往具有一定的难度。本文从接地系统的应用背景出发，详细阐述了接地电阻测量的基本原理，并对实际接地网进行了试验分析。论文最后对影响接地电阻测量的主要因素进行了深入的分析，并提出了相应的应对措施。本文的研究可以为相关领域的工程技术人员提供理论参考和实践指导。

关键词 接地网;接地电阻;测量

1接电电阻测量原理

1.1 电位降法

电位降法早在几十年前就已经得到广泛应用，是测量接地电阻的最常用的方法之一。目前电位降法已成为ANSI/IEEE标准推荐使用的接地电阻测量基本方法，也是我国相关工程应用的标准方法之一，在业内受到了广泛的认可。电位降法测量接地电阻的基本原理如图1所示。

上图中，G代表接地装置，它通常可以被看成半球形的电极;D代表接地网的大小;P代表电压极;C代表电流极;dop代表接地网到电压极的距离。在测量时，首选向接地装置G中注入一定的电流，然后用电压表测出G点与P点之间的压降。接着可以反复调节电压极的位置并记录相应的压降值，即可得到接地网与P极之间的电位分布曲线。曲线中变化率为零处对应的电阻就是待测接地网的接地电阻值。

但是，测量过程中往往会受到电流场畸变的影响，因而需要引入辅助电极来改善测量效果。另外，由于实际的接地装置以半球形电极为主，且土壤电阻率并不是一個常数，这也会给测量结果带来较大的误差。工程上一般通过加长电流极引线来解决这一问题。

综上所述，电位降法的应用是以大量假设为前提的，但工作现场往往是复杂多变的，这意味着采用电位降法对接电电阻进行测量并非完全准确。为了对电位降法进行优化，于是产生了补偿法[1]。

1.2 补偿法

补偿法实际上是对电位降法的一种改进和优化，经过长期的实践，已经成为一种较成熟的接地电阻测量方法。该方法的基本思路是通过引入电流极制造畸变电场来计算G与电C之间的零电位面。由于引入了电流极，零电位面将有可能出现在接地网与电流极之间，只需要测量零电位面的接地电阻即可直接得出待测接地电阻值。补偿法避免了长引线的使用，使可操作性大大增强。

2接电电阻的测量

本文采用AI-6310自动抗干扰地网电阻测量仪对某电网系统的地网接地电阻进行了测量试验。测量原理如图2所示。

测量过程采用了直线法来进行。首先，需要保持接地电网G、电流极C和电压极P在同一直线上，然后将电压极P在该直线上反复移动，当连续H次测量结果的误差不超过5%时，就认为找到了地网的零电位点。另外，为了尽量减少测量误差，电流极安装在大于5D倍的距离之外[2]。

3测量影响因素分析

3.1 测量方法的影响

不同的测试方法有不同的原理，需要在不同的条件下进行测量，最终的测量精度自然也不一样。这意味着测量方法的选择对测量准确性的影响是一个大的因素。例如选择了电位降法，从原理上讲，接地极、仪表电压极与电流极三者之间应保持在一条直线上，但受到场地的限制，这个要求往往不能得到满足，这就会对测量结果产生较大的影响。

3.2 测量环境的影响

测量环境因素首先表现为土壤电阻率的不均匀性，土壤电阻率并不是均匀分布的，它在不同的地方会有一定程度的起伏，在一些特殊地形中甚至可能出现突变。即使土壤电阻分布比较均匀，在不同的天气条件下，不同的填埋深度中，土壤电阻率也不一样。例如当土壤含水量增加或温度升高时，其电阻率就会相应下降。其次是待测地点附近的地基或管道等金属物对测量结果的影响。

3.3 电磁干扰的影响

现场附近有大功率发射塔、天线等强磁场设备存在时，接地系统中往往会受到高电平干扰信号、杂散电流及工频干扰信号等问题的影响。高压配电线、铁路等附近区域可能出现较大的漏电流，造成电场畸变，使地电位分布失衡。对于不同干扰源可以采取不同的措施来减轻干扰效应。

4结束语

本文仅对接地电阻的测量方法和影响因素进行了一些主要的分析，在实际的现实测量中，还会有各种各样的影响因素。为了提高测量结果准确性，测量人员不但要有熟练的技能，还需要有丰富的现场经验，检测前应充分了解测量现场的各种情况，尽量消除各种因素对测量结果的影响

参考文献

[1] 葛欣宏，贺庚贤，宁飞.防静电工作区接地电阻的测量不确定度评定[J].电测与仪表，2013，50（09）：124-128.

[2] 李家启，陈宏.接地电阻测量环境影响机理及其对策[J].气象科技，2012，40（06）：1013-1017.