防雷接地电阻测量误差诊断研究

防雷接地电阻测量误差诊断研究

马学丽

山东省东营市垦利区气象局 山东东营 257500

摘要：随着我国科学技术的发展进步，各行业各领域都呈现出突飞猛进的态势。接地电阻测量在建筑工程验收和防雷检测中必不可少，由于测量方法及环境因素的影响，对测量结果产生了一定的影响。文章分析了导致接地电阻测量误差的主要原因并提出了减小或者抑制测量误差发生的措施。对于工程技术人员正确测量接地电阻及获得准确的数值提供了技术参考。

关键词：防雷；接地电阻；测量误差；诊断

引言

在接地电阻测量工作中，测量结果的准确性和可靠性受到多个方面因素的影响。但在固定的测量条件下，防雷装置接地电阻的真实值只有一个，具有唯一性。但受到很多因素的影响，其测量值就会出现多个，这不利于测量工作的开展。如何保证接地电阻测量工作的准确性成为了亟待解决的问题。

1接地电阻与测量原理

1.1接地电阻

接地是将电子、电气设备及电力系统的某些部分与大地相连接。这些连接是通过设置接地装置来实施的，接地装置是埋入地下的接地体与接地连线的总和。接地电阻由接地极与引线的连接电阻、接地极本身的电阻、接地极与上壤的接触电阻和接地极周围土壤的体积电阻等四个部分组成。其中接地极以及引线都是铜、铁等导电性良好的金属材料，电阻小，接地极的散流电阻要比接地极和引线电阻大很多，因此通常将接地极及引线的电阻忽略不计。接地极与上壤的接触电阻和接地极周围土壤的体积电阻之和占接地电阻的绝大部分，通常把它们称为散流电阻，近似地看做为接地电阻。

1.2接地电阻的测量原理

测量接地电阻的基本原理是欧姆定律。根据欧姆定律，给待测接地极施加一定的电流I，再测量出该电流产生的电位降U，就得到了接地电阻R=U/I。显然要想求得接地电阻，首先要一个能形成电流回路电流极C；其次还需要一个零电位的电压极P，当接地电流I通过待测接地极以半球面形状向地中流散时，流到足够远的地方，电位降为0，也就是说零电位在距离被测接地极足够远的地方，这显然很难形成闭合回路，难以满足电流的连续性和闭合性规律。因此在电位降法、四极法等接地电阻测量过程中，如何准确的找到零电位也是准确测量接地电阻的关键。一般对于单根待测接地极来说，距离待测接地极20m以外的地方，散流电阻近似为零，电位也趋近于零，接地电阻的测量就是利用了这一结论。

1测量接地电阻产生误差原因

1.1环境因素

受环境因素影响，接地电阻测量过程中，出现误差，例如：相对温度、相对湿度、风力等因素，接地电阻测量作业过程中，周围会产生较大的电磁场，尤其对精密测量仪器会产生一定的干扰，进而影响到接地电阻最终的测量结果。基于此，要求相关测量人员在开展接地电阻测量工作前，必须做好前期的勘察工作，加强对测量区周边水文地质的调查，收集一手数据，记录相关的数据信息，为相关人员进行数据分析提供科学性、可靠性依据，基于环境参数分析角度对影响接地电阻测量误差的控制。若在相对潮湿的环境中开展接地电阻测量工作，电阻值通常会比正常值小一些的；若在干燥环境中且土壤条件稳定的情况下，测量的土壤电阻呈现的是上升的趋势，获得的测量结果也会高出正常值，基于此，在实际测量接地电阻过程中，相关测量人员需要综合考虑多方面影响因素，并结合具体情况进行分析。

2.2材料因素

试验材料因素直接影响到接地电阻测量结果的判断，相关测量人员在实际测量接地电阻过程中，所需的电流线、电压线较长，因此，对测试线质量提出了更高层次的要求；相关人员在试验材料采购上要加强对材料供应商资质的审核，加强对材料抽样检查，确保从材料环节实现对接地电阻测量误差的把控。在试验材料具体应用前，测量人员需要进一步地进行材料检验，将不合格的材料剔除，最大程度上保障测量结果的精确性。同时，测量人员在实际应用试验材料时，要加强对线鼻与焊点磨损情况的控制，防止测试线断裂；若在测试过程中，出现测试线断裂情况，将会严重影响测试结果的判断，难以保证测试数据的准确性，进而出现测量误差。

2.3防雷装置安全检测因素

相关技术运维人员在开展防雷装置安全检测过程中，会受到电流的干扰，测量电路中的电流叠加出现交流信号时，会影响到接地电阻的测量精度；同时，在防雷装置安全检测过程中，若存在地下金属，会改变测量土壤电阻率，改变电流方向，也会影响接地电阻测量精确度，甚至导致接地电阻测量值为0或者是负值。若接地电阻测量区域周边存在大功率移动站时，也会伴有磁场的产生，进而干扰测量结果的产生，致使测量仪器指针读数出现晃动的现象；导致最终的测量结果出现偏差；影响人员的判断。

3防雷接地电阻测量误差诊断方法

3.1了解测量的地质状况

尽可能在接地极与测桩间找到电阻率较好、均匀、可靠的土壤。询问业主单位地下管道的布置和走向,查看防雷接地布置图,使测量仪的电压、电流探棒避开地下金属管线,以避免土壤电阻率坡度变异太大引起的粗大误差。同时,电压、电流探针与接地极间的距离应满足仪器说明书要求的距离。由于注入接地极的电流保持不变,电压探棒距接地极越近,接地极与探棒之间的电压就越小,测量值也随之变小。多次实验表明:当使用国产摇表类接地电阻测试仪时,向接地极注入电流后,在距接地极20m附近,电位已近于零,因此电压极与被测接地极相距约20m为宜,此时测得的接地电阻值接近真值;当使用日产4102型接地电阻测试仪时,因注入的电流相对较小,电压极与被测接地极相距约10m为宜。

3.2多点次测量法

出现尚未被认识的因素导致随机误差时,采用多点次测量法,可限制或减少随机误差。在测量结果的计算过程中,根据莱特准则,残余误差大于标准差3倍的测得值均应剔除或舍去。已选用的准则可重复运用,直至所保留的测得值不再含有粗大误差为止。

3.3排除仪器问题

针对接地电阻测试仪选定的工作频率因仪器老化等原因引起振荡频率改变,不与地电容抗耦合,使测量值偏差于真值的情况,根据计量技术法规要求,将测试仪送国家法定的计量测试机构检定可及时避免这种情况发生,一旦发现仪器问题应当及时检修或淘汰。

3.4地电位的检测和排除

当测量中发现仪表指针摆动不定,说明受地电位的影响。日产4102型有测定地电压的功能,当电压、电流探棒以接地电测试的方式连接好时,按“AC.V”键,地电位被测量;当地电位大于10V时,不允许测量接地装置的接地电阻。如发现附近有电力供电工作接地,可在停止供电时复测地电压,当地电压小于10V时再作接地电阻测量。总之,原则上大摆动不允许,应尽量使读数指针趋于平稳;当读数指针小摆动时,为确保安全可靠,以指针摆到最大时的读数为准。

结语

在实际的操作中，影响接地电阻测量的因素有很多，为了保证测量结果的真实性和有效性，检测人员必须具备熟练的技能，需严格按照仪器的操作使用说明，严格执行检测规范，端正态度，检测前要对测试场所环境作充分的了解，尽量消除各种干扰因素的影响，检测后需做好测量数据的资料累积。

参考文献

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