如何快速准确检测接地点接地电阻值

如何快速“准确”检测接地点接地电阻值报告人：王秀全广西天然气管道有限责任公司二○一七年十一月

改进后的测试方法目录

相关标准规范

序言

测试仪原理2413

题外话5

雷电灾害已被联合国有关部门列为最严重的十种自然灾害之一，被中国电工委员会称为“电子时代的一大公害”。如何减少或避免雷电对人身财产等造成损伤是当今社会重点考虑的问题。在众多防护措施中接地是最主要也是行之有效的措施之一。在GB50150—91《电气设备交接及安装规程》和DL/T596—1996《电力设备预防性试验规程》等标准规范中均对接地（即接地系统）的定期测量的周期和接地电阻的大小均有明确规定。而接地电阻测试设备亦被国家计量部门列为每年强制检定设备。一、序言雷电危害一、序言二、相关标准规范1）相关标准规范目录1、《雷电保护第4部分建筑物内电气和电子系统》（GB/T21714.4-2015）

2、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）3、《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）4、《石油化工静电接地设计规范》（SH3097-2000）5、《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303-2015）6、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规》（GB50169-2016）7、《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150-2016）8、《电力设备预防性试验规程》(DL/T596—1996）二、相关标准规范1、《雷电保护第4部分建筑物内电气和电子系统》（GBT21714.4-2015）

2）相关标准规范相关内容４.４基本的SPM（雷电电磁脉冲防护措施）对LEMP(雷电电磁脉冲)的基本防护措施包括：——接地和连接网络（见第５章）接地装置将雷电流传导并泄放到大地。连接网络将最大程度地降低电位差，减少磁场。——磁屏蔽和布线（见第６章）空间屏蔽衰减了雷闪直击建筑物或其附近而在LPZ（雷电防护区）内部产生的磁场，从而减少了内部浪涌。使用屏蔽电缆或屏蔽管道的内部线路屏蔽能使内部感应浪涌减至最小。内部线路合理布线能够最大限度地减少感应回路所包围的面积，从而减少内部浪涌。二、相关标准规范2、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）2.0.6共用接地系统：将防雷系统的接地装置、建筑物金属构件、低压配电保护线（PE）、等电位连接端子板或连接带、设备保护地、屏蔽提接地、防静电接地、功能性接地等连接在一起构成共用的接地系统2.0.12等电位连接

直接用连接导体或通过浪涌保护器将分离的金属部件、外来导电物、电力线路、通信线路及其他电缆连接起来以减小雷电流在他们之间产生电位差的措施。5.1.2需要保护的电子信息系统必须采取等电位连接与接地保护措施。2）相关标准规范相关内容二、相关标准规范5.2.5防雷接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时，接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。（强制规定）5.2.7机房设备接地线不应从接闪带、铁塔、防雷引下线直接引入。或者到得太近。5.3.4.2布置电子信息系统线缆路由走向时，应尽量减少由线缆自身形成的电磁感应环路面积。8.1.2每年在雷雨季节到来之前，应进行一次定期全面检测维护。二、相关标准规范3、《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）表5.2.12接闪器布置2）相关标准规范相关内容建筑物防雷类别滚球半径hr(m)接闪网网格尺寸(m)第一类防雷建筑物

30≤5×5或≤6×4第二类防雷建筑物

45≤10×10或≤12×8第三类防雷建筑物

60≤20×20或≤24×165.3.4专设引下线应沿建筑物外墙外表面明敷，并经最短路径接地；建筑外观要求较高者可暗敷，但其圆钢直径不应小于10mm，扁钢截面不应小于80mm2。5.3.6采用多根专设引下线时，应在各引下线上于距地面0.3m至1.8m之间装设断接卡。二、相关标准规范5、《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303-2015）3.1.7电气设备的外露可导电部分应单独与保护导体相连接，不得串联连接，连接导体的材质、截面积应符合设计要求。（强制要求）24.1.3接闪器与防雷引下线必须采用焊接或卡接器连接，防雷引下线与接地装置必须采用焊接或螺栓连接。2）相关标准规范相关内容4、《石油化工静电接地设计规范》（SH3097-2000）3.6.3下列接地干线或线路不得用于静电接地：

1照明回路的工作零线和三相四线制系统中的中性线；2整流所各级电压的交流、直流保护接地系统；3直流回路的专用接地干线；4防雷引下线（兼有引流作用的金属设备本体除外）。二、相关标准规范2）接地种类

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）2.0.6共用接地系统的名词解释中对接地种类进行了描述：“将防雷系统的接地装置、建筑物金属构件、低压配电保护线（PE）、等电位连接端子板或连接带、设备保护地、屏蔽提接地、防静电接地、功能性接地等连接在一起构成共用的接地系统。”《交流电气装置的接地》（DL/T621一1997）中对接地进行了明确定义“3A类电气装置接地的一般规定3.1按用途接地有下列4种:a)工作(系统)接地；b)保护接地；c)雷电保护接地；d)防静电接地。”

故在实际工作中经常将共用接地系统俗称为四地合一系统。二、相关标准规范2）接地种类——《交流电气装置的接地》（DL/T621一1997）二、相关标准规范2）接地电阻大小及检查周期对于接地电阻大小上述标准均有不同程度的描述，定量描述接地电阻大小的规范有《石油化工静电接地设计规范》、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规》、《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》及《电力设备预防性试验规程》等。

《石油化工静电接地设计规范》仅对静电接地系统的接地电阻进行了规定。如：二、相关标准规范《电气装置安装工程接地装置施工及验收规》、《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》及《电力设备预防性试验规程》等对其他几种接地的接地电阻进行了定量规定，后着同时还规定了检查周期。

阻值大小：四地合一时规范规定“接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定”，目前在实际工作中接地电阻基本分为10欧、4欧和1欧。单独防雷接地为10欧，10kV及以下变压器工作接地基本为4欧，四地合一接地基本为1欧及以下，如LNG接收站接地网。

检查周期：目前基本遵循《建筑物电子信息系统防雷技术规范》“第8.1.2每年在雷雨季节到来之前，应进行一次定期全面检测维护”或更短即半年一次。2）接地电阻大小及检查周期二、相关标准规范

2）接地电阻大小及检查周期《电力设备预防性试验规程》(DL/T596—1996）二、相关标准规范

3）接地电阻大小及检查周期《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150-2016）

对于电桥原理的接地摇表，调节滑线电阻r使检流计（P）指针指零，因为I1·RX=I2·r，则有RX=r·I2/I1。取I2/I1＝n，n称为电桥倍率。只要在测量时，调节滑线电阻r使检流计指针指零，就可以从刻度上直接得到接地电阻值（Rd＝nr）。E－接地体

P－电压极C－电流极r－线圈内阻

R11－附加电阻F－手摇电机

T－试验变压器1）ZC-8型三、接地电阻测试仪原理①优点：经久耐用，既方便又简单。②缺点：工作量大

因为测量时需要敷设两组辅助性质的接地棒。一组用来测量被测接地装置与零电位点（大地）之间的电压，称为接地棒（或称为电压极）；另一组用来构成流过被测接地装置的电流回路，称为辅助接地体（或称为电流极）。同时为了减小测量误差，测量接地点的接地电阻值时要求接地引下线必须与被保护物断开。1）优缺点三、测试仪原理

②缺点：某些场所无法使用，误差大。当接地点四周的地表全铺设成水泥地面时，就会因无法敷设辅助电极而没法测量。对于变压器的工作接地接地点、电动机的外壳保护接地接地电阻的测试，会因设备工作不允许断开而不能测量。1）接地摇表——优缺点将工作中的变压器接地点解开，电力系统中心点将因未接地，电网电压出现漂移，用电设备无法正常工作，且易出现触电事故三、接地电阻测试仪原理

一种由电池供电的手持式钳型仪表，无需使用辅助接地棒，即可测量接地点的接地电阻值。其基本原理就是由仪器自身产生一个交流电压信号，通过电磁感应，在闭合的回路中将产生一个电流信号，接地电阻就是利用回路欧姆定律：R=u/i求得。

钳形接地电阻测试仪测量原理2）钳形接地电阻测试仪三、接地电阻测试仪原理如果R1、R2…Rn电阻器的并联连接远远小于所测接地连接RX：那么RX＝U/I是合理的近似。则测试仪的读数为所测接地点的接地电阻阻值。或者说测试仪的读数即为被测点接地电阻值与其它所有接地点接地电阻值并联值之和。也就是说钳形接地电阻测试仪测出的结果较真实值偏大。2）钳形接地电阻测试仪三、接地电阻测试仪原理①优点：工作量小。

钳型接地电阻测试仪的特点是无需敷设辅助接地极，工作量低，一个人即可完成接地电阻测量工作。2）钳型接地电阻测试仪——优缺点单钳测量三、接地电阻测试仪原理用于测量接地体或接地装置通过土壤构成回路的多接地网接地系统。双钳测量三、接地电阻测试仪原理②缺点：某些场所无法使用。

对没有构成回路的接地点无法测测量或者说测量结果误差极大。如避雷针的防雷接地点、电动机外壳的防静电接地点。2）钳型接地电阻测试仪——优缺点1－水平接地体；2－防雷接地点；3－接地支线型接地电阻测试仪测试2万立金属罐体防雷接地网等效图

由于各个接地点之间通过埋设在土壤中的接地干线构成了直接的电气连接，而将接地电阻短接了，测量时只测到了导体的电阻而没有测到接地电阻，所以虽然仪器有数据显示，但是结果却误差非常大，不能采信。三、测试仪原理1)单接地系统接地电阻的测量——如变压器中心点

用导线将彼此未通过金属连接的接地网（两个不同建筑物的接地引下线）连接起来，构成两个接地系统，再用钳型电阻测试仪卡测接地引下线，测试结果即为两个建筑物的接地电阻之和。当其值小于10欧姆时，即可认为两个接地装置的接地电阻均合格。大于10欧姆，有可能都合格，也有可能其中一个建筑物的接地电阻大于10欧姆，有一个不合格。此时需要再连接一个接地装置。构成了一个由三个接地体（或接地装置）构成的接地系统。分别卡测出如图所示位置的电阻值：记测试点1位置时，仪表读数为a，测试点2位置时，仪表读数为b，测试点3位置时，仪表读数为c，则各个接地装置的接地电阻值可按下面公式算出。四、改进后的测试方法两物体构成的多接地系统测量示意图三个接地体构成的多接地系统原理图由上面三个公式求出R1、R2、R3即可四、改进后的测试方法北海首站发电机房防雷接地平面图2）单接地系统多接地点设备接地点接地电阻的测量1、测量出单接地系统的接地电阻值r。方法：前述钳形接地电阻仪测试法或接地摇表对任意一完好接地的接地点进行测量（不用断开接地卡子）；

2、测量出各个接地点引下线电阻阻Rn`。方法：钳型接地电阻测试仪；3、各个接地点接地电阻值：

Rn=Rn`+r。四、改进后的测试方法3）多接地系统多接地点设备接地电阻的测量

按照钳型接地电阻测试仪的使用说明进行规范操作即可快速准确地得到测试结果来。

但是值得注意的是现在的设备的接地保护都是单接地网保护，只有经过土壤的腐蚀作用才会出现多接地系统，而我们是无法知道设备的哪些接地点是独网的还是共享一个网的，因此我们为了准确起见还是按照前面2的方式进行测量。接地干线遭腐蚀断开多接地系统多接地点单接地系统多接地点1－接地干线；2－防雷接地点；3－接地支线；×－因腐蚀出现的断点四、改进后的测试方法1）接地电阻测量时的技巧五、题外话

1、测量出的接地电阻与上一次相比差别非常大，原因有二：一是测量方法有误；二是埋在地下部分受到外在原因损伤断开。

2、辅助探针法测量时测量结果较大，原因有二：一是接地点接地电阻确实较大；二是探针与土壤接触不良，接触电阻较大。

3、改变辅助探针与土壤接触不良的方法有二：一是在探针处浇水；二是将探针插入潮湿的土壤处。最好的方法是利用附近的与待测接地系统没有通过金属连接的接地体作为辅助探针。

4、做为判定依据时，接地电阻值宁可大不可小。测量接地电阻的基本条件是天气连续晴朗3-5天，土壤干燥，相对雨天测量接地电阻值要大。1）接地电阻测量时的技巧五、题外话

5、防雷接地电阻值测试时不能仅仅只关注测量一个接地电阻值，要关心接地点、接地引线以及避雷带的完好性、截面积、受腐蚀情况。因为在雷电流中用下接地系统各个部件将承受非常大的热效应和动效应。将一个铜丝作为接地引下线和用40*4的扁钢作为引下线所测得的接地电阻一样，但是前者决不能起到防雷的作用。

6、对于测得的接地电阻值要学会应用图表分析接地电阻的变化趋势。通过若干年的测试，会发现接地电阻值变化大致如下图，原因就在于土壤的腐蚀。接地电阻变化趋势图2）辅助探针法测量接地电阻为什么需要解开断接卡子五、题外话在变压器中心点接地接地电阻测量时，接地点存在泄漏电流，泄漏电流叠加在测量电流上将导致测量值较真实值增大。

这种结果从安全考虑是可以接受的。2）辅助探针法测量接地电阻为什么需要解开断接卡子五、题外话在不断开断接卡子情况下测量A、B、C三个接地点，其接地电阻几乎一致。在断开断接卡子情况下，测量A、B两个接地点，其接地电阻几乎一致，C接地点接地电阻较A、B两个接地点非常大，应不合格。3）为什