防雷接地电阻测量误差诊断研究

单金梅 柴晓玲 李俊波 曹勇勇

摘要：所谓接地电阻，就是指电流经接地装置后，进入大地时所能检测到的接地极电阻，它主要受土壤和接地极表面电阻以及接地电极附近的土壤电阻影响。在防雷设施的检测过程中，接地电阻的量化值，是判断防雷装置性能的重要指标。而在对接地电阻进行测量时，由于各种不确定因素的存在，会导致测量结果产生误差。如果技术人员熟悉其测量原理，并能正确进行操作，合理选择接地极的位置，就可能有效减小检测的误差，避免接地电阻值的不稳定，从而保证了检测工作的准确性。因此，非常有必要对可能影响接地阻值测量结果的因素进行科学全面的分析。

关键词：防雷;接地电阻;测量误差;诊断;研究

引言

在测量接地电阻时，其结果的可靠性会受到人为因素、现场环境条件、设备性能、辅助延长线使用情况等因素的影响。在一定的环境条件下，只有真实的测量值，才能有效衡量和确定避雷装置的接地电阻。但由于各种因素的影响，其测量值存在非常大的误差。相关技术人员要从理论和实践基础上全面分析测量误差因素，充分认识误差产生的来源，努力消除和减少误差源造成的影响。努力提高接地电阻的测量精度，并对测量数据进行全面分析，确保电阻测量数据的准确性。

1、防雷接地电阻监测系统

1.1实时接地电阻监测系统的组成

接地电阻监测系统，主要由接地电阻测量装置、电子监测主板、服务器和监测终端组成。接地电阻测量仪，通过辅助接地极对相关接地装置进行测量，并将测量值通过通讯传输至监控板。监控板定时与电阻测量装置进行交互，不仅检查监控板与电阻测量装置的连接，还定时发送接地电阻测量指令，实现了定时自动测量接地电阻值。另外监控板还具备一定的逻辑计算功能，不仅能利用通信系統数据网络接收到接地电阻信息，并传输到中央服务器，同时还可以提前设置报警值。当接地电阻的测量值，超过设定值时，监控系统会及时将预警信息，上传至服务器，实现了灵敏高效的预警功能。

检测接地电阻的方法有很多种，有欧姆定律法和电桥法。具体使用的方法取决于防雷装置。当测量接地电阻的操作空间有限时，会使用辅助极法进行测量。该方法在多个接地装置检测时特别有效。为避免雷电风暴引起事故，技术人员必须对接地电阻进行测量。使用电流表和电压测量的方法，是依靠欧姆定律来获得特定的测量结果。在测量过程中，技术人员需要保证被测电路在交流电源下连接，其操作须结合实际的测量情况进行。另外可以采用非接触式测量方法，它是利用测量接地电阻的相关装置来完成电阻的测量工作。根据欧姆定律测量闭合电路的电阻，使用辅助电极测量接地电阻，以充分保证结果的准确性。

2、接地电阻测量误差的原因

2.1电磁场的影响因素

辐射的电磁场直接影响系统测量值。例如漏电中接地装置周围存在电位差，被测接地极有交流电，用电设备与短路引起的绝缘不良，附近有高电源电压等。当电源的防雷接地装置不平衡，防雷接地装置周围有工作电压和接地时，当高压变电站、高压线路和大功率设备发射时，工作地电位会有所增加。随着电场强度的变化而变化，这导致在测量中观察到的接地电阻测试仪的指标是错误的，直接影响了接地电阻。

2.2环境因素

在环境因素的影响下，测量电阻时会出现误差，如温度、湿度和风向等。通过测量接地电阻，会产生很大的电磁场，对于精密测量仪器，这会影响测量地电阻的结果。在此基础上，测量人员在测量接地电阻前应做好调查工作，加强测量区水文地质调查，收集原始资料，并进行数据分析，从而控制影响接地电阻的测量误差。如在潮湿的环境中测量土壤电阻，电阻值一般会低于正常值。如果在干燥的环境中，土壤条件相对稳定，测得的阻力有增加的趋势。在实际测量接地电阻时，测量人员必须考虑影响因素，并结合情况进行分析。

2.3检测防雷装置安全性的因素

在防雷过程中会干扰电流，当测量电流重叠出现交流信号时，会影响地电阻测量的准确性。在检查防雷装置时，如果地下有金属，会改变被测土壤的电阻率，并将直接改变电流方向，影响接地电阻测量的准确性，造成接地电阻测量值为0。如果接地电阻测量周围有大功率移动设备，也会有磁场的产生，将直接干扰测量结果，造成仪器读数的波动，导致测量结果出现偏差。

3、减少接地电阻测量误差的方法

3.1防雷接地电阻位置的检测

为了提高接地电阻的检测效率，相关的测量人员必须了解防雷接地装置的设计原理。在进行实际检测接地电阻时，应监测与接地隔离板的距离，确保与地面的距离为1.5米左右。应分别检查连接的上下端和底部，如果重新测试后阻值仍然没有变化，则测试接地正确，否则接地隔离板的连接有问题。相关测量人员应及时处理接地断开，以保证连接效果。对于独立的接闪杆，可在引下线过程中直接测量接地电阻，将接地装置连接在一起，并降低导电性到中心位置的测量接地电阻。必须为检查周期制定定期检查计划，相关人员应定期检查，按照测量地点的原则进行接地电阻测量，便于参数的进一步比对。在对比分析数据过程中，一旦发现异常，需要从不同的测量点提取相关信息，确保数据分析人员具有可靠性的判断依据，方便制定针对解决方案。

3.2地电位的检测和排除

测量时仪表指针有波动，说明受地电位影响。电气接地测试时连接电压和电流探头，测量地电位。当本地电位大于1OV时，在接地装置无法测量接地电阻时，如果发现附近有工作接地连接，可在停电时测量地电压，当本地电压小于1OV时可进行电阻测量，确保检测读数指针尽量稳定，当读数指针出现了轻微摆动时，尽量在指针波动时进行。

3.3接地电阻检测时机

在检测接地电阻中，为增加防雷功能的有效性，应做好防雷系统的排查工作，减少雷击对设备的损害。防雷装置一旦被雷击，检查人员要做好检查和维护工作。此外，应根据接地电阻本身的特性，相关部门进行测试，以最大限度发挥防雷装置的应用特性。在干旱地区进行接地电阻测量中，土壤中的含水量直接影响接地电阻数据的精度。由于防雷装置的检测，要加强对检测结果的评价，做好数据的统计分析，判断测量防雷装置接地电阻并及时纠正，确保防雷装置检测[1]。

3.4了解被测区域的地质条件

在接地极和测试极之间找到良好且可靠的接地，全面了解地下管道的位置和方向，检查防雷接地，确保检测仪表的电压和电流传感器可以有效的绕过地下金属管道，以避免地面坡度变化较大造成的检测数据的误差。电压电流传感器与接地极的距离应与设备使用要求距离相对应。由于输入接地的电流保持恒定，电压探头离接地电极越近，电极和探头之间的电压越低，将直接造成测量值也越低。使用电流产生的测试仪接地表时，将电流引入接地极后，距接地极20m处的电位接近于零，使用接地电阻测试仪时，由于输入电流较小，电压电极应与被测地保持10m左右的距离[2]。

3.5诊断接地电阻错误的技术措施

为改善接地网土壤的特性，保证土壤电阻率测量的准确性，可在附近的土壤中加入适量的化学试剂，引入导电物质，以提高土壤的电导率。通过应用化学试剂，改变土壤的性质，避免电阻测量过程中电阻过高的问题。为保证接地设计中防雷装置接地结构的科学性，采用建筑结构进行规划，在主体接地过程中，应将主体建筑结构的主筋连接到接地网，扩大接地面积。相关人员必须准确测量接地网的深度，保证导电效果。在深埋接地过程中，结合地形和水文地质情况进行考虑，以保证深埋体的接地效果[3]。

结束语

综上所述，防雷装置的接地电阻，是衡量其接地质量的重要参数。它的接地电阻由接地体本身的电阻、与大地接触部分的电阻和电流通过接地极流向大地的电阻组成。接地装置的接地电阻，主要由后两种决定。其测量误差也与土壤的电阻系数有关系。由此可知，防雷装置接地电阻测量时的误差，体现在接地电阻不均而引起的。为有效避免测量错误，其根本方法是增加工程技术检测人员的专业水平。通过专业化培训，检测人员要学会消除检测操作中的错误，严格执行技术控制程序，以减少电阻测量误差。这不仅是满足工作检测方法的基本条件，也是技术规范的要求。只有减少电阻测量误差，才能保证法律和技术监测的公平、公正性。

参考文献：

[1]邢文圣，刘国勋，夏瑞瑞，罗航，刘富文，刘居辉.接地电阻和土壤电阻率及隐蔽泄流地网测量的输电杆塔防雷技术[J].电网与清洁能源，2018，34（07）：25-30.

[2]胡显哲.基于物联网技术的分布式杆塔接地电阻检测装置的研究[D].山东建筑大学，2018.

[3]韦泰奎，阮小飞，徐金鹏.铁路通信机房防雷接地电阻实时监测方法及影响因素分析[J].铁道通信信号，2018，54（01）：93-95.

作者簡介：单金梅（1988.02.28-），女，汉族，甘肃平凉，本科，甘肃民安现代防雷技术有限公司，工程师，研究方向：防雷服务、防雷检测及技术研发。