浅谈接地电阻及其正确的测量方法

胡俊青，景哲



浅谈接地电阻及其正确的测量方法

胡俊青，景哲

（山西省气象灾害防御技术中心，山西 太原 030002）

接地是确保电力系统、电气设备安全运行及人员人身安全的重要措施之一，是通过电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接来实现的。接地阻值正确测试既可保证设备安全运行和人员安全，又可保证接地装置预算投入经济合理。

供配电系统；接地电阻；电气安全；保护接地

供配电系统的正常运行中，要保证其安全性，防雷和接地是电气安全的主要措施，另外防雷主要措施是通过接地线泄放雷电流入地，可想而知接地的重要性。掌握电气安全、接地的知识理论非常重要，着重对接地分类、概念、阻值要求以及测量方法进行了论述。

1 接地分类

接地分为工作接地、保护接地、重复接地。

工作接地是正常或故障情况下，为了保证电气设备或通信设备的正常可靠运行而设置的接地系统。比如变压器的中性点接地、计算机信息系统的逻辑地、防雷接地、电压互感器一次线圈的中性点接地等。

保护接地是在故障情况下对地电压设备外漏可导电部分进行的接地，比如用电设备金属外壳、支架等接地。

重复接地是将零线或PE线上的一处或多处通过接地装置与大地再次连接（备注配电室为TN-S系统，引出去的PE线与N线则应严格分开，N线不应重复接地）。

2 接地电阻概念

接地电阻值为衡量接地状态的一个重要指标，正确了解接地的概念尤其重要。大地是电阻非常低、电容量非常大的物体，在吸收大量的电荷后仍能保持电位不变。接地是将电气装置某些部分通过接地线与接地体电气连接，提供故障电流及雷电流的泄流通道，提供零电位参考点，确保电力系统运行及人员的人身安全。

接地电阻值是接地电流由接地极流入大地向远处扩散所遇到的电阻，理论定义为接地体对低电压与接地电流的比值，对低电压为电气设备接地部分与零电位之间电位差，一般零电位的地方指离接地体或故障点20 m远处，接地电流为电气设备发生故障时，电流经接地装置流入大地呈半球形三开的电流。主要由接地体本身的电阻、接地体与土壤的接触过度电阻与接地极周围的土壤电阻三要素组成，接地阻值主要部分为周围土壤的电阻，因此，接地施工时土壤电阻率为阻值大小最重要的决定因素，在设备阻值要求较低的情况下，换土为必须选择。接地极形状也决定阻值大小，接地体有效长度不应大于2倍土壤电阻率开方，接地电阻只适用于小型地网。

接地体形式有人工接地体和自然接地体。自然接地体通常借助建筑物基础钢筋作为接地装置；水平接地体材料通常为电导率较好的耐腐蚀金属或石墨材料，比如铜管、铜带、铜板、镀锌扁钢、优化接地模块等。根据现场条件可以设置为有水平接地体、垂直接地体和环形接地体。

3 接地阻值要求

各种电气系统或信息系统在实际运行中要求的阻值均不一样，对接地装置接地电阻进行限定，实际上就是限制接触电压和跨步电压，保证人身安全，对信息系统还有确保系统稳定运行的作用。

电压为1 000 V以上的中性点接地系统，电气设备实行保护接地，要求≤0.5 Ω。电压为1 000 V以上的中性点不接地系统，当接地装置用于1 000 V以上的电气设备时，要求≤250/Ie Ω，同时≤10 Ω。当接地装置与1 000 V以下的电气设备共用时，≤125/Ie，同时应满足1 000 V以下设备本身接地电阻要求。

电压为1 000 V以下的中性点不接地系统，考虑到对地电容较小，要求≤4 Ω。总容量不超过100 kVA的变压器或小型供电系统，电容电流更小，要求≤10 Ω即可。

电压为1 000 V以下的中性点接地系统，电气设备实行保护接地，要求≤4 Ω，总容量不超过100 kVA的小型供电系统，要求≤10 Ω即可。

独立接闪杆的接地阻值要求不宜大于10 Ω，在土壤电阻率较高的地区，可适当增大冲击电阻，但在3 000 Ω·m的地区，冲击接地电阻不应大于30 Ω。

共用接地装置的接地电阻应按50 Hz电气装置的接地电阻确定，不应大于按人身安全确定的电阻。作为专用泄放静电的接地装置，其接地阻值应小于100 Ω。对于特殊设备所要求的接地阻值，应按其说明来设计其接地阻值。

4 接地仪表的选择及测量注意事项

4.1 接地阻值测试仪表选择

接地电阻的测试中，实际检测仪器所测的阻值为工频接地电阻。因满足各种接地系统的要求，这些系统需要具有不同的测试原理的测试仪器。仪器选择应满足以下原则，一般选用“三极法”测试：①仪表的测试电流必须采用交流信号，因直流会产生电化学作用，使土壤极化，从而导致测试结果与通过交流时不一样。交流故障电流或防雷电流为极丰富的浪涌电流，测试频率应在25～1 000 Hz之间。②仪器应具有大于20 dB以上的抗干扰能力以防土壤中杂散电流的干扰；具有大于500 kW的输入阻抗，减少因辅助电极与土壤间接触电阻引起测量误差。③对于高压或超高压变电所超大地网来说，应当采用“接低阻抗”的概念取代“接地电阻”，应采用轻便准确的差异频测量系统获得接地阻抗的正确结果，同时建议规程采用接触电压和跨步电压作为判断依据。

4.2 接地阻值测试注意事项

接地阻值数据准确与否，影响因素较多，比如人为因素、测量环境、仪器设备、天气影响等，常规操作中应按测试规范要求进行。

在检测过程中应注意以下事项：①减小人为误差，检测队伍应立足本职工作，有责任心和敬畏心，能充分认识工作的重要性。要求测试人员有熟练的工作技能，正确识别接地系统的类型及接地系统对阻值的要求，对所测数据有粗略的判断，能够解决实际操作中的具体问题，对数据进行合理分析，最大限度保证接地数据准确性，真实反映接地装置的接地效果。避开季节因素误差，应在每年同一季节进行测量，应尽量避免在雨天、土壤潮湿时及在冻土地带进行测量。②辅助接地极安放区应在同一水平面（无坡度），周围土壤电阻率应一致，干湿程度一样，地下无管线、电缆，地上无架空线，周围无变压器等。③在实际测量时，特别要注意电压辅助电极和电流辅助电极与接地极之间的距离。电压辅助极应放在E电极与C电极电阻区域不重叠的部分，才能测出较准确的测量值，实际操作中，电流极与接地体应足够远，应大于40 m。根据理论，P极应放在距接地体极0.618倍接地极距电流极距离处，电压接地极P与电流接地极C距离应不小于20 m。在城市密集楼群的建筑物的接地时，由于距离的限制，电流接地极和电压接地极往往无法进行理想的布置，在这种情况下，电流接地极C和电压接地极P与被测接地网G三者成三角形测试，每边长为20 m。对于被测接地网G的周围都是沥青或混凝土路面，用带水的布质物料裹住辅助接地极，并在接触地面倒水，静等几分钟后测试。④测试线不要缠绕在一起，尽量顺直，避免相互干扰，如果需要加装测试线，则应扣除这段加接线的阻抗值，此段加夹线的阻抗值必须是用本仪器测试出来的值。⑤对于有断接卡的接地线，测试电流对室内设备有影响时，必须断开测试卡测试接地阻值。⑥测试过程中，当发现指针来回摆动，应使用“AC.V”键进行地电位测量，大于10 V时，不宜进行接地电阻的测试工作。地电位较高时无法取得较准确的结果，而且有损坏接地电阻测试仪器的风险。⑦应采取多点测量取平均值的方式限制或减少随机误差。在取值过程中，根据莱特准则的原理，残余误差大于标准差3倍的测量值应剔除。

总之，因接地系统在电气和信息系统的重要性，因此平时接地阻值准确测试非常重要，我们应按规范要求进行，以确保系统的正常运行和人身安全。

［1］杨仲江.防雷装置检测审核与验收［M］.北京：气象出版社，2009.

［2］王学良.防雷装置检测技术［M］.北京：气象出版社，2012.

［3］中国中元国际工程公司.GB 50057—2010建筑物防雷设计规范［S］.出版社不详，2011.

2095－6835（2019）07－0129－02

TM862

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.07.129

胡俊青（1986—），男，山西五台人，学士学位，工程师，主要从事气象防灾减灾、雷电防护方面的研究。

〔编辑：张思楠〕