接地电阻测法.doc

接地电阻测试仪常用知识解答

1． 定义
地电流：在大地或在接地极中流过的电流。
接地导体：指构成地的导体，该导体将设备、电气器件、布线系统、或其他导体（通常指中性线）与接地极连接。
接地极：构成地的一种导体。
接地连接：用来构成地的连接，系由接地导体、接地极和围绕接地极的大地（土壤）或代替大地的导电体组成。
接地网：由埋在地中的互相连接的裸导体构成的一组接地极，用以为电气设备和金属结构提供共同地。
接地系统：在规定区域内由所有互相连接的多个接地连接组成的系统。
接地极地电阻：接地极与电位为零的远方接地极之间的欧姆律电阻。（注：所谓远方是指一段距离，在此距离下，两个接地极互阻基本为零。）
接地极互阻：指以欧姆为单位表示的，一个接地极1A直流电流变量在另一接地极产生的电压变量。
电位：指某点与被认为具有零电位的某等电位面（通常是远方地表面）间的电位差。
接触电压：接地的金属结构和地面上相隔一定距离处一点间的电位差。此距离通常等于最大的水平伸臂距离，约为1m。
跨步电压：地面一步距离的两点间的电位差，此距离取最大电位梯度方向上1m的长度。（注：当工作人员站立在大地或某物之上，而有电流流过该大地或该物时，此电位差可能是危险的，在故障状态时尤其如此）
（架空线防雷保护用）接地极：指一个导体或一组导体，装设在输电线路下方，位于地面或地面上方，但绝大多数在地下，并与铁塔或电杆基础相连。
土壤电阻率：是指一个单位立方体的对立面之间的电阻，通常以Ω·m或Ω·cm为单位。

2．在测接地电阻时，有哪些因素造成接地电阻不准确，如何避免？
A）接地系统（地网）周边土壤构成不一致，地质不一，紧密、干湿程度不一样，具有分散性，地表面杂散电流、特别是架空地线、地下水管、电缆外皮等等，对测试影响特别大。解决的方法是，取不同的点进行测量，取平均值。
B）测试线方向不对，距离不够长，解决的方法是，找准测试方向和距离。
C）辅助接地极电阻过大。解决的方法是，在地桩处泼水或使用降阻剂降低电流极的接地电阻。
D）测试夹与接地测量点接触电阻过大。解决的方法是，将接触点用锉刀或砂纸磨光，用测试线夹子充分夹好磨光触点。
E）干扰影响。解决的方法，调整放线方向，尽量避开干扰大的方向，使仪表读数减少跳动。
F）仪表使用问题。电池电量不足，解决的方法是，更换电池。仪表精确度下降，解决的方法是，重新校准为零。

3．在测高层建筑物接地时，阻值为什么会比地面阻值大。且显示数据跳动严重，是什么原因造成的，如何避免？
  这是因为高层建筑测量时，高层建筑物接地引线与地之间存在着一定的阻值（R地线）另外从高层建筑物上面测量点向地面仪表所引接的测试线，在空中的部分存在线电感。（WL）所以高层建筑接地点测量的阻值为R=R地线+WL+R地。地面测量接地电阻R=R地。
  测量数据比地面测量时跳动要严重，这是因为测试线在空中的加长，如同一根天线将空中一些无线电、电磁杂波等信号通过测试线引向仪表，而产生严重干扰，使测量数据跳动，解决的方法是，用一根同轴线作为测试引线，将同轴线和芯线连接在一起，并接在测试点上。将同轴线另一端的屏蔽线接在仪表的C2端上（即电流极），将同轴线的芯线接在仪表P2端上（即电压极），这样能较好地解决测量高层接地电阻由于引线过长造成干扰影响。

4．为什么在测接地电阻时，要求测量线分别为20m和40m，它与钳形地阻表有什么区别？
  这是因为测接地电阻时，要求测的是接地极与电位为零的远方接地极之间的电阻，所谓远方是指一段距离，在此距离下，两个接地极的互阻基本为零，经实验得出，20m以外距离符合此要求。如果线距缩短，测量误差会逐渐加大。
  钳形地阻表只能测量多点接地，测量结果是，被测地极与多个接地极并联值的和，而测量单点接地时要接辅助电极，使测试电路形成回路，所以测量误差要大一些。但操作方便。

5．被保护的电器设备的接地端是否可以不断开测试，对测试仪表或被保护电器设备有什么影响？
  一般情况下，在测试接地电阻时，要求被保护电器的设备与其接地端断开，这是因为如果不断开被保护的电器设备在接地电阻过大或接触不好的情况下，仪表所加在接地端的电压或电流会反串流入被保护的电器设备，如果一些设备不能抵抗仪表所反串的电压电流，可能会给电器设备造成损坏，另外一些电器设备由于漏电，使漏电电流经过测试线进入仪表，将仪表烧坏。所以一般情况要求断开被保护的电器设备。在接地良好的情况下，可以不断开被保护电器设备进行测量。

6．为什么地阻表的C2P2和C1P1不能调换接线？
  由于地阻表内部电路设计原理C2为测试极准电位，要与后级基准严格相等，因此，需直截接至被测地网电极，P1、P2为信号通道，二者可以互换，C2和C1不能互换。
7．哪些因素影响土壤电阻率测量？
  土壤电阻率不仅随土壤的类型变化，且随温度、湿度、含盐量和土壤的紧密程度而变化。

8. 地阻表工作时显示屏显示"1"与同时显示"1"和"OPEN"有什么区别？如何处理？
  显示屏显示"1"表示仪表选择的量程过小。被测的数值大于所选择的量程，此时应选择合适的量程档。显示屏同时显示"1"和"OPEN"表示被测地极开路或电流极辅助接地电阻过大，与接地极没有形成回路（即开路）。此时应检查C2至C1的测试线是否接通或接触不良；或降低电流极辅助接地电阻。（选择合适的地点打桩或在电流极地桩上浇水）。

9．用接地电阻测量仪测土壤电阻率的方法
　　在被测区域沿直线等距离插入地下4根金属针棒，彼此相距为“a”厘米，金属针棒的埋入深度应为距离“a”的1/20。按图所示连接方法，用4根测试线将4根金属针棒与仪表上的C1，P1，P2，C2四个测试孔相连，选择适当量程，按一下测试按钮“TEST”，电流指示灯亮，显示屏上显示测得的电阻欧姆值。 被测区域的土壤电阻率用下式计算：

10．关于检测接地电阻读数不准确的探讨
　　（一）引起接地电阻检测不准确或示值不稳甚至出现负值的原因。 因接地电阻检测仪是由许多精密的电子元器件构成，有比较长的检测线，在不良环境及操作的影响下，往往引起测量误差，难以确认所测接地电阻的准确值，其主要有以下因素： （1） 地表处存大电位差，多处有独立接地的存在，如工厂、综合楼等的变压器接地，由于多种原因，引起接地电阻变大、变压器本身绝缘变差，产生漏电现象，使接地极周围产生电位差，如果检测棒放在其周围，就将影响测量准确度。 （2） 被测接地极本身存有交变电流（用电设备绝缘不好，部分短路引起的泄漏现象，引下线附近有并接的高压电源干扰）；以前的早期建筑物结构比较混乱，接线零乱，有时甚至地零线电位差在100V电压以上，直影响到接地电阻的测量误差。 （3） 接触不良（包括仪器本身）：接地电阻测试仪接线连接处，由于经常弯曲使用，容易折断，而由于保护套的存在，又很难发现，造成时断时通的现象；另外，由于检测棒及鳄鱼夹使用时间长，有氧化锈蚀现象，也可造成接触不良；如果被测接地极氧化严重去锈不好，则也会影响测量读数。 （4） 附近有发射机、天线等发出的强电磁场存在：在大功率的发射基地附近，如移动、微波、BP机等通信发身场，高压变电所及高压线路附近，大功率设备频繁起动场所。 （5） 接地装置和金属管道所埋地比较复杂时也可引起接地电阻测量不良或不稳，如加油站、化工厂等，由于地下金属管道布置复杂，按照正常检测连线时，地下金属道貌岸然的存在，实际上改变了测量仪各端的电流方向，常引起测量值为零或负值现象，如果同一场地存在不同的土壤电阻率，也可引起这种现象。 （6） 检测高层建筑时，过长的检测线感应出电压而引起检测误差，同时长线本身也有线阻存在。 （7） 用土壤电阻率很大，吸水性特差的砂性土作为整层建筑基础垫层时，往往测出的接地电阻是偏大的。 （8） 操作不按使用说明书规定的方法进行，仪器本身维护不当，使用带病，超检仪器。
　　（二）避免方法 （1） 在检测加油站及液化气站以及高层建筑物接地电阻及静电接地电阻时，因埋入地下的金属（油、气）管和接地装置以及金属器件的布置不是很正确地在图上标出，因此检测接地电阻时的检测表棒的放置方向和距离对测量值影响很大，通常表现为随着方向和距离不同，数值也不一样，有时测量值甚至会出现负值的情况。特别是加油站等金属管道埋地设施场所的检测，常会出现。解决的办法是：检测前了解地下金属管道的布置情况，不仅要查看接地装置图，还要查看其他地下金属管道的布置图，选择影响尽可能小的地方放置P、C接地极。 （2） 接地引下线有断接卡的地方，尽可能断开进行检测，避免其它设备对检测的影响。 （3） 检测时出现异常，应查明原因，或者不同时间、不同方向和地点分别检测对比，得出正确的检测值。 （4） 为了避免在高电磁场下引线受电磁干扰，应相对缩短检测引线，引线的内径使用合格的多股金属线。 （5） 在高电阻率砂石垫层的地方检测接地电阻时，P、C接地极应放在潮湿和与大地导电良好的地方，这样测出的接地电阻相对正确一些。 （6） 检测应按操作规程进行，检测仪器要经常维护，定时检定，不使用超检仪器。

11．使用DER2571B型接地电阻测量仪受现场环境因素影响，采取的简易测试方法。
　　由于受现场测试、场地和地理环境的局限，不能按使用说明书要求测试。据我们和其他用户经验，将简易的测试方法作如下介绍： 将测试线（20m，40m）与金属探针接好后，金属探针平放在水泥地面上，用布包好，用水浇布和金属探针（让水充分渗透水泥地内），此时便能开始测量了。若仪表显示器显示数值“1”和字符“open”,表示辅助接地电阻超过限制值（排除地下地理环境因素影响），而不能正常测量, 应该再浇水或更换测量点，直至显示值能正常显示数值。其测试结果与打地桩测试数据基本上一致。

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接地电阻计算方法

单根垂直接地体（棒形）：

RE1≈σ/l

单根水平接地体：

RE1≈2σ/l

多根放射形水平接地带(n≤12,每根长 l≈60m):

RE≈0.062σ/n+1.2

环形接地带:

RE≈0.6σ/√A

σ值(参考):

土壤类别

Ω.m
较湿时
较干时
黑土、田园土
50
30~100
50~300
粘土

60
30~100
50~300
砂质粘土、可耕地
100
30~300
80~1000
黄土

200
100~200
250
含砂粘土、砂土
300
100~100
>1000
多石土壤

400

砂、砂砾

100
250~1000
1000~2500

接地体及接地线的最小尺寸规格

类别
材料及使用场所
最小尺寸
接地体
圆钢
直径10mm
角钢
厚度4mm
钢管
壁厚3.5mm
扁钢
截面 48mm2 厚度4mm
接地线
圆钢
室内
直径6mm
室外
直径8mm
扁钢
室内
截面48mm2 厚度3mm
室外
截面48mm2 厚度4mm

垂直接地体根数确定：

n≥RE1/ηRE

垂直接地体的利用系数η值（环形敷设）

根数

10
20
30
垂直接地体的间距与其长度比
1
0.52~0.58
0.44~0.50
0.41~0.47
2
0.66~0.71
0.61~0.66
0.58~0.63
3
0.74~0.78
0.68~0.73
0.66~0.71

满足热稳定的最小截面：

Smin=4.52I(1)k