接地电阻范文

导语：如何才能写好一篇接地电阻，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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摘 要：该文通过介绍接地电阻测量在电力系统、建筑等行业的重要性，并详细阐述接地电阻检测的原理及测量方法，针对检测过程中接地电阻检测结果不准确的情况进行了详细分析，总结出影响接地电阻检测结果的原因并对其进行分析、探讨，提出了相应的避免接地电阻测试不准确的方法，为今后接地电阻检测工作的准确测量提供了一定的依据。保证了检测防雷装置测量数据的准确性，确保了防雷装置的可靠性，保证了工作人员、电力设备、建筑物等的安全。

关键词：接地电阻 检测 分析 数据

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（a）-0064-02

无论是为保障电力系统正常运行所需要设置的接地，如三相系统的中性点接地等；还是为了人身安全将电气设备的金属外壳等接地，保证金属外壳固定为地电位，一旦设备绝缘损坏使外壳带电时不致产生危险的电位升高，引起工作人员触电身亡；还是用来将雷电流顺利泄入地下，以减少雷电所引起的过电压，给电力设备、建筑物、人员造成伤害，都需要我们保证接地电阻值符合国家行业标准的要求，因此保证接地电阻检测的准确性对保证电力设施、人员、建筑物等的安全至关重要。

1 接地电阻测试原理及测试仪的测定原理

1.1 接地电阻测试原理

接地电阻R等于接地点处的电位U与接地电流I的比值。在接地电流一定的条件下，接地电阻R愈高，则接地点电位也愈高，从而地面上的接地物体（如变压器、建筑物等）也就具有了较高的电位，不利于建筑物、电气设备的绝缘和人身安全。为此，必须力求降低接地电阻。接地点的电位U与接地电流I的比值定义为接地电阻R，即R=U/I。

1.2 HIOKI 3151接地电阻测试仪测定原理

测试接地电阻的仪器很多，有老式的如ZC-8型接地电阻测定器，新式的有自动接地电阻测试仪。目前采用的是HIOKI 3151接地电阻测试仪。HIOKI 3151接地电阻测试仪是采用打桩放线的方式进行测量的，即被测量的接地装置作为一个电极（E），一端接电源的电流回路（电流极C），另一端接电压回路（电压极P），为满足测得的值为接地电阻的真值，要求电压极P位于零电位处。根据计算，要求测量误差愈小，则接地极E到电流极C的距离值应该愈大（如图1）。

2 检测数值不准确原因分析

在测量过程中，影响测量数据不准确的情况原因有6个方面。

（1）检修人员的操作不当。在测试时，检修人员将测试仪的E极没有与变电设备的接地极充分接触，经常出现接触不良的状况。

（2）选择使用的检测设备不同。不同的检测仪器，即使相同的测试点，测试的接地电阻值也不尽相同。

（3）连接导线接触不良。由于测试仪的连接线的3个接头处经常弯曲，导线的保护套可能出现破损，失去保护作用，导致导线断裂，在实际检测过程中，会出现检测仪有时能测出，有时测不出的情况；另外测试仪的连接导线很长，经常需要被拖拽、踩踏，导致连接线连接效果较差，也可能影响测量读数。接线敷设辅助电极及接线的接触电阻也会影响接地电阻的测量精度。

（4）选择电压、电流辅助极不合适。

（5）在进行检测操作时，没有按照接地测试仪的说明进行检测，会导致检测数据的不准确。

（6）受检测环境的影响较大。

①接地网上与外界有电的联系的地埋及架空线路会影响测量的精度。

②当需要检测的建筑物用土壤电阻率大，吸水性特差的砂性土作为基础垫层时，检测出的接地电阻值往往会较大。

③检测现场周围如有广播电磁场等交流电磁场产生的干扰电压，也将对接地电阻的测量结果产生影响。

④接地体周围的土壤在干旱、冰冻的情况下，接地电阻会发生很大的变化。

⑤需检测的环境周围现场地下布置有复杂的金属管道或土壤的电阻率不同时，在检测接地电阻时，会发生测量值为零，甚至出现负值的情况。

⑥如果检测的电力设备绝缘性能较差，发生漏电的现象，电力设备的接地极周围会形成相位差，影响接地电阻的测量结果。

3 避免接地电阻测量不准确的方法

（1）检修人员在操作时，将测试仪的E极与接地网的接地极充分接触，同时注意接地网的接地极和测试仪的连接线长度应小于5 m，若需要加长，需要把实测的接地电阻值与加长线的阻值相减，才是测试点的阻值。

（2）根据接地电阻的精确度要求不同，选定合适的测量仪器、检测方法进行多方位，多点测试。

（3）将以往的检测数据与现场的测试数据进行对比，如果现场的测定数据与以往相差较大，则需要对不同地点再分别检测数次，分析是仪器的原因还是接地电阻值本身不符合标准。

（4）选择合适的辅助电流极和电压极。检测接地电阻前，需要了解检测环境周围的情况，按照《电力设备接地设计技术规程》的规定，根据不同的地点采用不同的电极布置图，选择合适的辅助电压电流极的位置。

（5）检测时，使用合格的检测仪器按照接地电阻仪的说明逐步进行操作。

（6）避免周围环境对检测的影响。

①尽可能解除被测接地网上所有与外界连接线路，如果无法将其解除，可将未解除段算在被测地网上，适当延长导线的长度，进行测量消除影响。

②在对高土壤电阻率的建筑物进行检测接地电阻时，电压极和电流极应选在潮湿或导电良好的土地上，检测出的接地电阻数据相对准确。

③在受电磁场干扰严重的环境下，检测时缩短测量导线的长度或尽可能远离产生干扰的设备或与之垂直，以减少电磁场干扰的影响。

④接地电阻应选择在天气晴朗的枯水季节进行测量，连续无雨水天气在一周以上进行，保证测量的接地电阻数据反映实际运行情况。

⑤电极与土壤保持良好的接触，在疏松的土壤中可在电极四周浇灌一些水，使土壤湿润，达到消除接触电阻的影响。

4 结语

总之，接地电阻的检测至关重要，合格的接地电阻可以防止电力设备及仪器发生击穿和漏电对人员、电力设备、仪器及建筑物造成威胁，因此必须严格执行国家有关接地电阻的标准，对测量不合格的数据进行详细分析，避免接地电阻测量不准确的方法，严格保证接地电阻符合要求。随着接地技术的逐步发展，对接地电阻检测的方法也很多，通过对接地电阻的检测，保证了接地电阻的检测过程中测量数据的准确性，确保了接地装置的可靠性，保障了电力设备、仪器、人员的安全。

参考文献

[1] 李景禄.接地装置的运行与改造[M].北京：中国水利水电出版社，2005.

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中图分类号：TN710-34; TM934.14 文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2011)21-0208-03

The Methods of Reducing Grounding Resistance

PENG Zhi-bo, HUANG Zhen-feng

(Mechanical Engineering College of Guangxi University, Nanning 530004, China)

Abstract：

The influence factors of grounding resistance are introduced. Through analyzing the factors affected soil resistivity and the relationship between grounding electrode and grounding resistance value, seven methods ofreducing grounding resistance by reducing the soil resistivity and improving the grounding electrode are summed up. A reference and choice for all kinds of inspections and tests in which the grounding electrode must be required is provided.

Keywords： grounding electrode; grounding resistance; soil resistivity; electrical method inspection

在众多电法类的检测中，如管道渗漏检测、土壤电阻率检测等，需要将电极接地。电极接地无可避免会产生接地电阻。接地电阻是接地电极的对地电阻，对检测结果有着重大的影响。如果接地电阻过大，必然会造成采集的电压或电流值降低，影响采集的准确度。因此在电法类的检测中，需尽量降低接地电极的接地电阻值。电极接地电阻值主要由与接地电极相接触的土壤的电阻率及接地电极的尺寸决定。因此，要降低接地电极的接地电阻，可以从土壤电阻率和接地电极尺寸两方面着手。由此，将降低电极接地电阻的方法分为两类：降低接地电极周围土壤的电阻率；改进接地电极。

1 降低土壤电阻率

影响土壤电阻率的因素有土壤的含盐量、温度、湿度及土壤的紧密度［1］，它们之间的关系图如图1~图3所示。

从图1~图3可知［1］，土壤电阻率随着土壤中含盐量的增加而降低；随着土壤的湿度及温度的上升而降低。因此要降低土壤电阻率，从而降低接地电极的接地电阻，需要从土壤的含盐量、温度、湿度着手。除此之外，土壤的电阻率还与土壤的紧密度有关，还可以从土壤的紧密度方面去降低接地电极的接地电阻。

1.1 增加土壤的含盐量、湿度、温度

表1中列出的是土壤温度在0 ℃以上时\[2\]，常见的黄土和砂土的土壤电阻率随温度及湿度(含水量)变化的情况。从表1可以看出,在含水量一定的条件下，土壤的电阻率随着温度的升高而降低。砂土在含水量为16.2%时，电阻率从3 ℃时的156 Ω•m降至22 ℃时的52 Ω•m，降幅达67%；在温度相同的情况下，土壤的电阻率随着含水量的增加而明显降低。温度为22 ℃时，黄土在含水量为19.6%时的电阻率仅为含水量为4.75%时的3%。温度上升及含水量增加之后，土壤中电解质的溶解度以及电离度都将上升，导致土壤电阻率降低。因而再适当增加土壤中的含盐量，即增加电解质浓度，还能进一步降低土壤的电阻率。

因此在室外进行检测工作时，可选择在夏季或气温较高时进行作业，同时在接地电极附近洒些盐水，增加土壤的湿度和土壤中电解质的浓度。

1.2 增加土壤的致密性

土壤的致密程度对土壤电阻率也产生一定的影响。试验表明，在温度不变的条件下，含水量为10%的粘土，在单位压力由196 Pa增大10倍到1 960 Pa时，土壤电阻率下降到原来的65%［3］。因此，为了减少接地电极的接地电阻值，可以将接地电极四周的土壤夯实，增加土壤的致密性。一方面可以降低土壤电阻率，另一方面还可以使接地极与土壤紧密接触，从而达到减小接地电阻的效果。

1.3 换土法

对于高电阻率的土壤层，增加湿度等方法有时不一定能够有效地降低电极的接地电阻。此时可以考虑运用换土法。换土法［4-5］是用电阻率低的土壤替代电阻率高的土壤。可以在高电阻率土壤及电极难以插入的石砾土壤层上直接覆盖一层电阻率低，湿度高的土壤，然后将检测电极插入低电阻率的土壤层中。将换土法应用于高电阻率土壤中降低电极的接地电阻，能够获得很好的效果。在所换土壤中还可以适当添加食盐来增加土壤中导电离子浓度，降低土壤的电阻率。

在选用换土法时应注意两点［3］：

(1) 所选择的土壤应能与接地电极及原土壤紧密接触，否则效果将大大削弱，甚至比直接将电极插入原土壤的接地电阻更大；

(2) 选用的土壤最好呈中性或碱性。避免使用酸性土壤，否则会腐蚀接地电极，导致接地电阻增加。

1.4 降阻剂法

除了换土法能有效降低接地电极在高电阻率土壤中的接地电阻值外，还可以采用另外一种有效的方法：降阻剂法。降阻剂法是将降阻剂施加在接地电极周围，利用它的扩散和渗透作用来改善土壤电阻率［3,6］。降阻剂由多种成份组成，其中含有细石墨、膨润土、固化剂、剂、导电水泥等。降阻剂是一种良好的导电体，将它使用于接地体和土壤之间，一方面能够与接地电极紧密接触，形成足够大的电流流通面；另一方面随着降阻剂的扩散与渗透，增加土壤中的导电离子的浓度，降低接地电极周围土壤的电阻率。同时降阻剂的吸水性和保水性能够改善并保持土壤导电性能。

降阻剂的种类很多，选用降阻剂主要考虑其降阻性、稳定性、长效性和污染问题。通常选用自身电阻率低、对接地电极的腐蚀率低、降阻效果稳定、长效以及对环境无毒、无污染的降阻剂［7］。

2改进接地电极

在实际的检测工作中，将接地电极插入土壤后，在电极周围浇洒盐水同时夯实土壤，能够显著降低电极的接地电阻。如果在降低电极周围土壤的电阻率的同时，进一步改进接地电极，则电极的接地电阻还能进一步降低。

2.1 电极材料的选择

接地电极一般选用导电性能良好的铁质圆柱状电极，在特殊场合下也可以选用电化学稳定性好的紫铜电极。不应使用带有螺纹的柱状电极，如螺纹钢。因为螺纹卷起的泥土会在电极螺纹面上形成空隙，使电极与土壤不能充分接触，从而提高电极的接地电阻。同时，电极表面的光滑程度也对电极的接地电阻有影响，表面愈光滑，电极与土壤接触愈充分，愈有利于降低电极接地电阻。

2.2 增加电极与土壤的接触面积

垂直接地体接地电阻,如图4所示，可通过式(1)计算。

根据式(1)可知，在土壤电阻率一定的情况下，增加电极的埋地深度可以有效地减小电极的接地电阻，同时适当增加电极的直径，增大电极与土壤的接触面积也能够降低接地电极的接地电阻值。当电极埋深超过40 cm时,随着埋深的增加,接地电阻的减小趋势变缓［9］。所以电极埋深并非越深越好。电极的直径可以选取大一些,但随着电极直径的增加,电极的质量也会显著增加,会给操作带来不便。

从表2可知，在同样的接地环境下，如果扁钢、角钢的宽度与圆钢的直径相等，则圆钢的接地电阻值要比扁钢、角钢的接地电阻值小，因此首选圆钢作为接地电极。同样大小的钢管与圆钢相比，能增加与土壤的接触面积，因此钢管的接地电阻值会比圆钢的接地电阻值小。但从实用角度来看，钢管不如实心的圆钢使用方便。所以在实际应用中接地电极以圆钢为主。

2.3 多个电极并联

除通过增加电极与土壤接触面积来减小电极接地电阻外，还可以采用电极组并联接地的方法［10］。电极组并联接地是几根至十几根接地电极按一定间隔并联垂直插入土壤中，如图5所示。电极组接地电阻大小可通过并联电阻的计算方法得到：

从上述公式可知，电极组接地电阻比单个电极的接地电阻减小了n倍(n是电极数量)。所以在检测工作中，可以采用电极组并联接地的方法减少接地电阻。但是，电极组的各电极间要有一定的间隔，否则电极间电场的相互干扰，反而会使接地电阻增大。一般电极间距大于电极埋深度的两倍时，干扰可忽略不计。

图5 电极组并联接地

在实际应用中，并联接地电极的数目也并不是越多越好，决定检测电流或电压大小是整个系统回路的总电阻，接地电阻仅仅是其中的一部分，因而单纯地追求电极的数目，只会增加工作负担，并不会过多地增加电流或电压大小，要根据检测环境选择适当的电极数目。

3 结 语

在管道渗漏检测、土壤电阻率测试等需要电极接地的电法类检测中，电极的接地电阻对检测结果存在着不可忽略的影响。本文介绍了各种降低电极接地电阻的方法，为检测工作者寻找和选择合适的降低电极接地电阻的方法提供有益的参考。

参考文献

［1］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 17949.1-2000 接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第1部分：常规测量［S］.北京：中国标准出版社，2000.

［2］曹晓斌,吴广宁,付龙海,等.温度对土壤电阻率影响的研究［J］.电工技术学报,2007,22(9)：1-6.

［3］万欣，李景禄.土壤电阻率的影响因素及测量方法的研究［C］//中国高等学校电力系统及自动化专业第二十二届学术会议论文摘要集.南京:\[出版者不详\],2006.

［4］刘中策,何萍.青南地区降低接地电阻的方法［J］.青海科技，2007(5):22-23.

［5］廖华年.浅析降低接地电阻的综合措施［J］.电工技术杂志,2004(4):81-83.

［6］李景禄.关于降阻剂在接地工程应用方面的探讨［J］.电瓷避雷器，2002(5):35-38.

［7］李景禄，杨廷方，周羽生.接地降阻应用及存在问题分析［J］.高压技术，2004,30(3)：65-68.

［8］梅卫群,江燕如.建筑防雷工程与设计［M］.北京：气象出版社,2004.

［9］管绍朋，潘俊峰，能昌信，等.电法填埋场渗漏检测供电电极接地电阻研究［J］.环境科学研究,2008,21(6)：39-42.

［10］李志聃.煤田电法勘探［M］.北京:中国矿业大学出版社,1990.

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关键词：防雷接地装置接地电阻

Abstract: from the grounding device reduce grounding resistance, grounding form, grounding materials, technical measures, construction management, operation and maintenance of various aspects, we analyze the cause of the accident of substationgrounding grip and lightning trigger power grid the cause of the accident, and puts forward some feasible Suggestions. The results show that, take small enough grounding resistance and safe and reliable lightningproof grounding device is the important guarantee of the lightning protection.

Keywords: lightningproof grounding device grounding resistance

中图分类号：TU856文献标识码：A文章编号：

1接地装置

（1）接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾、防止雷击、防止静电损害和保障电力系统正常运行。近年来，国内许多地区连续发生多起因接地网不满足要求而引起的设备损坏事故，同时雷击是导致电网事故的主要自然灾害之一，雷击引发的电网事故占总事故的50%以上，因此良好的接地装置应是防雷的重要措施。

（2）接地装置在防雷中的作用。雷电的破坏作用主要是雷电流引起的，为了防止雷击事故的发生，必须了解接地装置上可能出现的最大电位。一般来说，雷电流通过单根引下线的全部电压降是： UFJ=i×Rch+L0×l×di/dt

式中i-雷电流，kA；Rch-接地装置的冲击电阻，Ω；L0-单位长度的电感，μL/m；L-接地引下线的长度，m；UFJ-电压降，kV；di/dt-雷电流的陡度，kV/μs。

公式表明，在防雷接地装置中，接地电阻阻值越小，则瞬间冲击接地电压降就越小，遭受雷击的危险性就越小。

2接地形式

接地极按其布置方式可分为外引式接地极和环路式接地极。若按其形状，则有管形、带形和环形几种基本形式。若按其结构，则有自然接地极和人工接地极之分。用来作为自然界地极的有上下水的金属管道、与大地有可靠连接的建筑物和构筑物的金属结构、敷设在地下而其数量不少于两根的电缆金属包皮及敷设于地下的各种金属管道（但可燃液体以及可燃或爆炸的气体管道除外）。用来作为人工接地极的有钢管、角钢、扁钢和圆钢等钢材，在有化学腐蚀性的土壤中，则应采用镀锌的钢材或铜质的接地极。电气设备敷设接地装置后当然比没有敷设接地装置时要安全得多，但是接地装置的布置形式如果是单根接地极或外引式接地极，由于电位分布的不均匀，人体仍不免要受到电击的危险。此外，单根接地极或外引式接地极的可靠性也比较差，外引式接地极与室内接地干线相连接仅依靠两条干线，若这两条干线发生损伤时，整个接地干线就与接地极断绝。当然，两条干线同时发生损伤的情况是比较少的。

3接地材料的选择及其应用

（1）接地材料对接地电阻的影响。决定接地电阻R大小的因素很多，我们以接地环作接地主体的情形来分析传统地网的接地公式：

式中ρ-土壤电阻率，Ω・m；d-钢材等效直径，m；S-地网面积，m2；H-埋设深度，m；L-接地极长度，m；A-形状系数。

公式式（1）表明，传统的接地方式在土壤电阻率已经确定的情况下，要想达到设计要求的电阻必须有足够的接地面积，要降低接地电阻只有扩大接地面积，每扩大4倍的接地面积，接地电阻会降低一倍。

公式（2）、（3）表明，要降低接地电阻的另一个方法是加大接地材料的尺寸，但耗材太大，效果并不理想，因此需要运用更好的接地材料和施工设计方法。

（2）接地材料的选择。广泛使用的接地工程材料有各种金属材料、接地体、降阻剂和离子接地系统等。金属材料如扁钢，也常用铜材替代，主要用于接地环的建设，这是大多接地工程都选用的。接地体有金属接地体(角钢、铜棒和铜板)这类接地体寿命较短，接地电阻上升快，地网改造频繁，维护费用比较高。从传统金属接地极（体）中派生出的特殊结构的接地体(带电解质材料)，使用效果比较好，一般称为离子或中空接地系统。另外就是非金属接地体，使用比较方便，几乎没有寿命的约束，各方面比较认可。

（3）接地材料应用。通常防雷接地的接地电阻是10Ω，实际上有弱电设备的感应防雷都要求4Ω或1Ω的接地电阻。常常有个误区，认为作到10Ω、4Ω或1Ω的接地电阻就满足了设计要求，而没有考虑季节因数。因为，土壤电阻率是随季节变化的，规范所要求的接地电阻实际是接地电阻的最大许可值，为了满足这个要求，地网的接地电阻要求达到：

式中：Rmax-接地电阻最大值，就是我们说的10Ω、4Ω或1Ω的接地电阻；ω-是季节因数，根据地区和工程性质取值，常用值为1.45。所以，我们所说的接地电阻实际是：R=6.9Ω（Rmax=10Ω），R=2.75Ω（Rmax=4Ω），R=0.65Ω（Rmax=1Ω）。

这样，地网才是合乎规范要求的，在土壤电阻率最高的时候（常为冬季）也满足设计要求。

（4）各种接地材料性能比较。接地材料是接地的工作主体，材料的选择很重要。不同的接地材料各有优势和局限。工程实践中要因地制宜地合理选用接地材料，用较低的代价达到工程设计要求。几种接地材料方式的比较，见表1。

4降低接地电阻的技术措施和建议

（1）更换土壤。这种方法是采用电阻率较低的土壤(如粘土、黑土及砂质粘土等)替换原有电阻率较高的土壤，置换范围在接地体周围0.5m以内。但这种取土置换方法对人力和工时耗费都较大。

（2）人工处理土壤。在接地体周围土壤中加入化学物，如食盐、木炭、炉灰、氮肥渣、电石渣、石灰等，提高接地体周围土壤的导电性。这种方法虽然工程造价较低且效果明显，但土壤经人工处理后，会降低接地的热稳定性、加速接地体的腐蚀、减少接地体的使用年限。因此，通常是在万不得以的条件下才建议采用。

（3）深埋接地极。当地下深处的土壤或水的电阻率较低时，可采取深埋接地极来降低接地电阻值。这种方法对含砂土壤最有效果。据有关资料记载，在3m深处的土壤电阻系数为100%，4m深处为75%，5m深处为60%，6.5m深处为50%，9m深处为20%，这种方法可不考虑土壤冻结和干枯所增加的电阻系数，但施工困难，土方量大，造价高，在岩石地带困难更大。

（4）多支外引式接地装置。如接地装置附近有导电良好及不冻的河流湖泊，可采用此法。但在设计、安装时，必须考虑到连接接地极干线自身电阻所带来的影响，因此，外引式接地极长度不宜超过100m。

（5）利用接地电阻降阻剂。在接地极周围敷设了降阻剂后，可以起到增大接地极外形尺寸，降低接触电阻的作用。 降阻剂是由几种物质配制而成的化学降阻剂，是具有导电性能良好的强电解质和水分。这些强电解质和水分被网状胶体所包围，网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充，使它不致于随地下水和雨水而流失，因而能长期保持良好的导电作用。这是目前采用的一种较新和积极推广普及的方法。

（6）采取伸长水平接地体。应用表明，当水平接地体长度增大时，电感的影响随之增大，从而使冲击系数增大，当接地体达到一定长度后，再增加其长度，冲击接地电阻也不再下降。接地体的有效长度见表2。

5结束语

良好的接地装置是电网安全稳定运行的重要保证，需要对设计规划论证阶段、接地材料和形式的选择、导体截面热稳定和机械强度的校验、施工过程质量管理、工程交接验收环节的项目，进行检查和周期性运行维护工作。只有这样，才能长期保证接地装置的良好质量，从根本上防止发生电网事故。

参考文献：

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关键词：钳形接地电阻仪；检定；JJG1054-2009《钳形接地电阻仪检定规程》

0 引言

国家质检总局于2009年10月09日了JJF1054-2009《钳形接地电阻仪检定规程》，并于2010年1月9日起正式实施。作为相关的检定单位，我们应该采取怎样的措施去完善我们的检定条件，使之满足新规程的要求呢？下面笔者就钳阻仪检定的相关知识作一初步的分析。

1 接地电阻表简述

接地电阻表是一种常用的计量器具，它广泛应用于电力、防雷、通信、交通等领域的电气设备及传输线路接地电阻的测量，是电气安全检查和接地工程竣工验收必不可少的工具。随着科学的不断发展，接地电阻的的测量方法也在不断进步，接地电阻表发展到现阶段主要有以下三种：①模拟式接地电阻表，这是比较传统的仪表，它的基本原理是采用三点式电压落差法，测量方法是在被测地极的同一侧地上打入两根辅助测试极，三者在同一直线上，辅助测试极与被测地极的距离分别为20m和40m左右，按一定的转速转动摇把，使电阻表内部的电机产生电能，在两端的电极之间产生电流，形成回路，从而在被测电极和辅助电极之间产生一个电压，从而计算出被测接地极的电阻。它的缺点是采用手摇式的，输出电压不够稳定，影响测量结果。②数字式接地电阻测试仪，它的测量方法有两线法、三线法、四线法。三线法的接线方法跟模拟式地阻表相同，但其稳定性远优于前者。两线法测量不需要打辅助接地桩，可以把水管、交流电插座的零线等作为辅助接地。四线法是在三线法的基础上改进而来的，在低值测量和接线对测量结果影响较大的情况下，可以有效消除误差，提高准确性。③钳形接地电阻测试仪，它的测量方法包含单钳法和双钳法，基于两极法测量。钳表的钳口部分包含电压和电流线圈，电压线圈提供激励信号，在被测回路上感应电势E，从而产生回路电流I，对E及I进行测量，得出R，简单来说就是全电路欧姆定律在实际中的体现。它是一种新颖的测量工具，方便快捷，不需要辅助测试极，只需往测地线上一夹，就可得出结果。此外，它还有一个优点是可以在线测量设备的电阻，不像传统仪表要切断电源或断开地线。但它还存在着较大的局限性，它的测量值实际上是包含被测试接地电阻在内的整个环路电阻，且易受外接电磁场干扰，无法测量土壤的电阻率，不能完全代替传统地阻表测量单个接地体的接地电阻。

由此可见，接地电阻的测试技术发展到现阶段，钳形接地电阻表和传统的接地电阻表各有各的优缺点，使用人员在实际的测量过程中，要根据实际情况选择最佳的仪器，接地电阻的测量方法还有很大的发展空间。

2 钳形接地电阻仪的检定

2010年以前，钳形接地电阻仪的检定主要是参照JJG366-2004《接地电阻表检定规程》，但由于钳形接地电阻仪在应用范围、技术要求、检定项目、检定方法等方面与一般的地阻表有所不同， JJG366-2004不能覆盖，从而导致了各地在检定钳形接地电阻仪时，检定项目、检定方法、标准器等方面的要求不能统一。针对这一情况，国家质检总局了JJF1054-2009《钳形接地电阻仪检定规程》，规范和完善了钳形接地电阻仪的检定。 JJF1054-2009《钳形接地电阻仪检定规程》和JJG366-2004《接地电阻表检定规程》相比，在具体的检定要求上有什么不同呢？计量检定单位现有的检定接地电阻表的条件能否用于检定钳形接地电阻仪呢？带着这些问题，笔者通过对两本规程的学习和对比，总结出以下几点（由于钳阻仪均为数显仪表，在新规程实施之前，其检定都是参照数字式地阻表的技术要求进行的，故此处对比对象只是数字地阻表，模拟式地阻表的检定无可比性）：

2.1 检定环境条件 JJF1054-2009在JJG366-2004的基础上增加了“0.5m内应无任何电磁干扰设备”一条。由于钳阻仪测量原理的局限性，其测量结果极易受到周围电磁场的干扰，由此，其检定的环境条件较一般接地电阻表的要求要高。

2.2 检定用设备 JJF1054-2009所需要的标准器为“标准电阻器或接地电阻仪检定装置”，就本单位而言，原有的用于检定一般地阻表的JD-1B型接地电阻表检定装置可以满足规程的要求。

2.3 检定项目 与JJG366-2004相比，JJF1054-2009增加了仪器分辨力、显示能力、偏心位置影响、测量重复性、报警临界值设定误差五个检定项目，删除了绝缘电阻、辅助接地电阻的影响这两个检定项目。

2.3.1 偏心位置影响。由于钳阻仪的构造特殊，连接导线置于近似钳头几何中心位置与连接导线偏离钳头几何中心位置往往存在着较大的误差，故增加偏心位置影响误差的测量是很有必要的。偏心位置影响误差不能超过钳形接地电阻仪允许误差的五分之一。

2.3.2 示值误差的检定。与一般地阻表采用直接跟标准电阻器连接，直接比较的方法不同，钳阻仪的检定方法是用钳阻仪钳住标准电阻器输出端的连接导线，连接导线应置于钳头几何中心位置，并与钳圈垂直，按选取的检定点调节标准电阻器的电阻值，记下钳阻仪显示读数值。两者的误差表示形式相同，在准确度等级的划分方面，钳阻仪增加了10级、20级两个准确度等级，这是由于钳阻仪测量原理的局限性，会产生较大误差所决定的。

2.3.3 报警临界值设定误差。采用标准电阻器法，接线方法与示值误差检定的方法相同，在电阻值1Ω、4Ω、10Ω、30Ω、100Ω点进行检定。

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关键词 雷暴日；直击雷；接地系统

中图分类号TN929 文献标识码A 文章编号1674-6708（2011）50-0067-02

0 引言

在建筑机电、通信安装工程中，接地工作常被认为其技术含量不高、工艺简单、范围狭小，而容易被施工人员忽视，在施工过程中出现不规范作业或纰漏。移动基站的雷电防护是确保通信传输安全的重要环节。目前国内为研究和使用单位对此十分重视。开发一种简捷、有效的安全监测与防护系统，及时、准确地掌握基站运行情况，确保施工安全、提高工作效率，降低运营成本的有效措施之一。

1 移动基站接地系统现状

1.1 移动基站接地的一般原则

移动通信基站必须采用联合接地，站内等电位连接、馈线接地分流、雷电过电压保护和直击雷防护的综合防雷措施；地网的建设应根据基站构筑物的形式、周边环境、土壤组成、土壤电阻率、地形以及地网的有效冲击半径等因素，确定地网的边界和形状。

1.2 接地引入线和室内接地的处理

接地引入线的长度不宜超过30m，材料为40mm×4mm的热镀锌扁钢，或截面积为95mm2的多股铜缆。接地引入线应从机房地网环形接地体引到机房环形接地汇集线（或总接地汇流排）；接地引入线与地网的连接点宜避开避雷针的雷电引下线及铁塔塔脚。

1.3 移动基站设置在高层建筑物屋顶的接地

基本情况：高层建筑物在接地设计中一般是指接地引入线距离大于40m，从大地直接引入地线至移动基站超出了设计要求范围的建筑物，因其海拔高，发射信号不容易阻挡，建筑物楼顶常常是移动基站选址的理想场所，然而因其接地引入线距离过长。接地电阻自然很难达到设计要求。

1.4 接地网处理方法

1）将大楼基础题钢筋充分利用起来做基础地网，将一些关键位置的钢筋全部焊接起来，而不是简单绑扎起开；2）在建筑物的挖地沟，并按接地标准规定的密度打下一定深度的角钢，争取加大垂直接地体的深度，同时与建筑物的桩连接起来；3）在建筑物的挖地沟，并按接地标准规定的密度打下一定深度的角钢，争取加大垂直接地体的深度，同时与建筑物的桩连接起来。

1.5 移动基站设置在建筑物地下室的接地

1.5.1 基本情况

通信设备部分因重量较大，而现有建筑物大多为办公、住宅用建筑物，起初建设时并没有考虑通信设备的承重问题，选择将移动基站建设在建筑物地下室从而避开设备承重问题也是移动基站选址的一个重要参考原因。

1.5.2 接地网处理方法

这类情况可以参照移动基站设置在高层建筑物屋顶的地网建设方法，只是基础钢筋网应选在地下室的钢筋网。

1.6 移动基站设置在特殊土壤中的接地

1.6.1 基本原理

众所周知，一个接地装置的接地电阻往往有3部分组成：第一部分是接地体本身的电阻，由于接地体都是钢铁、铜等金属组成的；第二部分是接地体金属与土壤接触面的接触电阻；第三部分是电流经接地体流入土壤后散布时的电阻。

1.6.2 操作施工方法

稀土降阻剂一般以水泥浆状形式应用于地网中，首先是挖好所有该放降阻剂的地沟和孔洞，地沟深度和宽度应遵照一般移动基站的接地网工程施工要求。然后，按照说明书要气将粉末降阻剂和水按比例调和，搅拌均匀；将调好的降阻剂倾注在所有水平和垂直接地体周围。最后，给地沟和空洞回填导电性能较好的新黏土，再用重物将所有地沟和孔洞压实，按规定恢复地面。

移动基站接地系统存在的问题：通过对现有移动通信基站的实际调查，发现移动基站在接地系统上都或多或少存在不少严重的接地问题，这给移动基站的正常运行带来了很大的隐患，一旦遭受雷击，后果不堪设想。这些基站大多是建设在上述特殊位置，接地网不宜建设。主要有以下问题：1）没有建设接地网；2）没有接地引入线；3）无法施工；4）有接地，但是接地电阻达不到接地要求。

2 移动基站接地系统解决方案

如果按照施工种类来划分，可以有4种施工类型：

第一种：属于接地网不符合要求需要改造，不需要做引下线，但是需要对机房的连接进行处理的情况。比如说在利用天馈引下线做主引线时，需要对机房连接到主网的引线做特殊技术处理，以防止由于引线在泄流过程中流入机房，造成烧毁设备。这类施工主要是地下和地面施工，含有局部的特种空中作业。主要包括，开槽、钻孔、焊接，接地极植入、降阻剂敷设，电气连接，表面恢复等工程；第二种：楼顶起抱杆，机房在楼上与抱杆在同一侧，同侧具备施工条件（有施工场地和引下连接路径）的，可以采用离子棒加纳米粒子接地模块加降阻剂的方式来构成接地网，用镀锌扁铁或圆钢来做引下线，引下线外面做绝缘美化处理。并按规范要求设置接地断卡。这类施工主要是：地下、地面施工和大量高空作业。主要包括，开槽、钻孔、焊接，接地极植入、降阻剂敷设，电气连接，引下线敷设与美化、表面恢复等工程；第三种楼顶增高架和楼内机房均无接地，就近不具备施工条件，需要多次转接，才能实现的。此种情况耗费材料和人工都较多，需要根据每个现场的不同情况来做，采用离子棒或电铸铜棒或接地模块配合降阻剂构成接地网，采用镀锌扁铁和铜缆来连接增高架和机房，引下线外面做绝缘美化处理并按照规范要求设置接地断卡。

第四种增高架或抱杆无接地，机房在楼下也无接地，建筑物作业面面临主要街道，需要地面和室内走线特殊处理的。

3 结论

本项目的创新之处主要在于：鉴于雷电防护监测系统建设的特殊性和独立性等特点，在各个防护点上安放雷电信号检测的网络节点端机。设计由变频电源及其控制单元、数据采集单元、数据处理单元及远程通信的功能三部分组成的网络监测平台，进一步提高基站系统的雷电耐受水平，降低雷击跳闸率，为提高运行的可靠性和稳定性提供依据。

参考文献

[1]吴坤君.移动通信基站接地问题研究[J].重庆邮电学院学报：自然科学版，2006(4).

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关键词:变电站;接地;降阻;接地网

中图分类号:TM862文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)24-0053-02

接地网在变电站安全运行中起着十分重要的作用,它不仅为变电站内各种电气设备提供一个公共的参考地,在系统故障时还能迅速排泄故障电流并降低变电站的地电位升,因而接地网接地性能的优劣直接关系到变电站内工作人员的人身安全和各种电气设备的安全及正常运行。在我国,一方面随着电力工业的发展,接地网在运行中出现的安全问题越来越多,另一方面接地网设计仍然使用传统的方法,从而造成接地网设计与实际安全运行的矛盾非常突出,迫切需要提出新的更为有效的接地网安全性设计方法。

接地网是变电站安全运行的重要保证,其接地性能一直受到设计和生产运行部门的重视。近年来,随着超高压输电线路的建设以及城市电网改造的大规模进行,在我国变电站设计和运行中,接地网的安全问题越来越突出。

一、降低接地电阻的方法

我国的许多地区土壤电阻率很高,在江西部分地区土壤电阻率可能达到500Ω・m甚至更高,一些风景区地质为花岗岩结构,土壤电阻率也达到300Ω・m左右,在这些地区建设变电站必须要采取适当的措施降低接地网的接地电阻,才能达到电力系统规程要求的跨步电势及接触电势标准,保证变电站内设备的安全运行及运行人员的人身安全。工程上一般常用的降低接地电阻的措施主要有以下七种:

(一)采取深井接地

有条件时可以采用深井接地,用钻机钻孔,把钢管接地极打入井孔内,并向钢管和井内灌注降阻剂。采用深井式接地极时要求对接地装置及其四周测出垂直方向上的土壤电阻率分布。单个深井式接地极接地电阻可按下式计算:

式中:ρ――平均视在土壤电阻率,Ω・m;

l―垂直接地极的长度,m;

a―垂直接地极的半径,m;

R―接地电阻,Ω。

该方法优点:可减少占地,接地装置的接地电阻受气候影响较小;减少施工时与周围农民发生关系,避免麻烦,因此在电力系统中广泛使用。不足之处是由于深井式接地极之间有屏蔽现象,相互间的间距应达到接地极长度的2～3倍,才能取得较好的降阻效果;深井式接地极对以防雷为主的接地效果不大。

(二)对土壤添加化学物质

要使土壤产生化学变化,可以在接地体周围土壤中加食盐、木炭、电石渣、石灰等化学物,此类化学物品与土壤产生反应,提高土壤导电性。该方法优势是效果显著,成本低廉。缺点是不能保证降阻性能的稳定性,同时化学物质会造成接地体腐蚀,减少接地体的使用年限。

(三)接地极地下深埋处理

接地极深埋可以降低接地电阻值,尤其是当地下深处的土壤电阻率较低或有水时。此方法适用砂壤土地质,可以不考虑土壤冻结和干枯所增加的电阻系数。缺点是施工困难,土方量大,造价高,在岩石地困难更大。

(四)更换土壤

这种方法是用电阻率较低的土壤替换原有电阻率较高的土壤,置换范围在接地体周围0.5m以内和接地体的1/3处。但这种置换方法对人力和工时耗费都很大。

(五)使用降阻剂

一般在接地要求较高的地方进行接地设计时采用这种方法。在接地体周围敷设降阻剂后,可增大接地体外形尺寸,降低接地体与周围大地介质之间的接触电阻,可在一定程度上降低接地体的接地电阻。降阻剂用于小面积的集中接地小型接地网时,降阻效果较为显著。降阻剂是由几种物质配制而成,具有导电性能良好的强电解质和水分。这些强电解质和水分被网状胶体包围,网状胶体和空格又被水解和胶体填充,使它不至于随地下水和雨水流失,因而能长期保持良好的导电作用。这是目前较为常用的一种方法。

(六)污水引入

为降低接地体周围土壤的电阻率,在条件允许的情况下可将无腐蚀的污水引到埋设接地体处。接地体采用钢管,在钢管上每隔20cm钻一个5mm的小孔,使水渗入士壤中增加接地体周围含水量,以增强导电性及降低接地电阻。

(七)外延水平接地体

如果接地体附近有导电良好土壤、河流、湖泊等可采用此法。但在设计、施工时,必须考虑到连接地极干线的自身电阻所带来的影响,因此外引长度不宜超过100m。

二、改善接地电阻方法

以某地区220kV变电站的接地网为例进行分析,变电站接地网如图1所示。表1中的土壤电阻率是采用Wenner四极法测量后得到的分层情况。

接地网的长度约为90m,宽度为50m,埋深0.8m,采用钢结构的导体铺设。通过使用“变电站接地网性能分析软件”计算可以得到这一接地网的接地电阻为1.44+j0.015Ω,远远高于要求的小于0.5Ω的标准。因此必须采取适当的措施降低接地电阻。

在上面介绍的七种措施中,由于2、6会对接地网造成腐蚀,3、4工程量巨大,一般不常采用。主要采用铺设外引网或者深井接地极的措施来改善接地电阻,下面分别进行分析。

(二)铺设外引网

铺设外引网在变电站附近存在河流湖泊等电阻率低的区域常采用的方式,或者在空旷的郊外也可以采用这种方式。它的原理与增大变电站的接地网面积类似。

对图1的接地网进行分析,在当地的土壤电阻率情况下,采用R≈0.5ρ/ 估算,接地网面积必须达到40000m2,才能保证接地电阻符合要求。图2给出了一种设计方案,铺设了距离主网150m面积为120m×120m的辅助接地网,经计算接地电阻达到0.496+j0.0349Ω。但是建设这样大的辅助接地网投资巨大,因此针对这个变电站不建议采用这种方式。

如果在变电站附近存在湖泊,采用这种方式较为合适,可以通过铺设较小的辅助接地网就可以达到降低接地电阻的目的。铺设外因网虽然可以降低接地电阻,但是在高阻地区必须要足够大的面积,成本较高。

(三)采用深井接地极

由表1可看出,当地地表的土壤电阻率较高,但是地下深处土壤电阻率较低,较适合采用这种方法。在图1的接地网的不同位置打了8根垂直接地极,如图3所示,深度30m。

经计算,采用8口30m接地深井后,接地电阻由1.44+j0.015Ω降到了0.4291+j0.0279Ω,满足0.5Ω的接地要求。从计算结果可以看出,接地极的主要作用一方面是将土壤深处的低电位引入,另一方面是利用土壤深处含水层的电阻率较低,能够提高电流散流能力。在采用这种方法时,必须综合考虑接地极深度与数量的关系,并尽量利用接地网范围内土壤电阻率较低的地方,减少工程量。

三、结语

在接地网附近没有土壤电阻率较低的池塘或湖泊时,采用外引网的方式不可取;这主要是因为外引网的铺设复杂,并且要考虑对人身安全的影响等因素,同时需要增加的地网面积较大,工程造价高。实际上有时采用借用变电站临近杆塔的接地网作为外引网,既降低造价也降低对人身安全的影响,但是这种方法只是对于接地电阻与标注要求相差不大的情况,当两者相差较大时,由于杆塔的接地网面积太小,效果并不明显。因此一般工程建设中建议采用加深垂直接地极,并在导体周围加少量降阻剂的方法来降低接地网接地电阻;垂直接地极对于降低接地电阻的效果较好,与外引接地网相比更为经济,采用少量降阻剂可以使导体与周围土壤的接触良好,降低接触电阻。

参考文献

[1]乐佳.新建电站接地装置接地电阻偏大问题的探讨[J].浙江水利科技,1997,(2).

[2]王鸿钰,凌庆军.接地电阻及其测量[J].通信电源技术,1999,(2).

[3]王文勇.接地装置运用中几个值得注意的问题[J].科技信息,2009,(1).

[4]刘玲,黄文刚.浅谈降低接地电阻的方法[J].新世纪水泥导报,2003,(3).

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关键词：接地；电力系统； 220kV变电站；降低接地电阻

1、引言：

随着我国电力事业的飞速发展，电网规模不断扩大，系统电压等级不断提高，系统容量不断增大，接地短路电流亦越来越大，一个安全有效的接地系统显得越来越重要。

电力标准DL/T621-1997《交流电气装置的接地》中规定有效接地和低电阻接地系统中变电站的接地电阻应满足 R≤2000/I 欧，如不符合上式要求时，可通过技术经济比较，把接地电阻放宽到小于等于5欧，但要将转移电位、接触电压和跨步电压限制在安全范围内。

在高土壤电阻率地区往往难以达到国家有关规程的规定和要求，这时就需要采取措施把接地电阻、接触电压和跨步电压限制在规定的范围内，才能保障电力系统的安全可靠运行。

2、站址工程地质概况

合川220kV星寨（清平）变电站所选老龙洞站址位于合川区三汇镇老龙村。所选站址为单斜地质构造单元喀斯特溶蚀地貌，斜坡地形。根据地勘报告，变电站测区内出露基底岩石全部为三叠系下统嘉陵江组（T1j）灰色块状角砾岩、白云岩夹灰岩及深灰色薄～中厚层灰岩、泥质灰岩夹泥灰岩、页岩的浅海相沉积建造。第四系为黄褐色至褐色残坡积粉质粘土。 本站站区土壤电阻率高，接地条件非常差。

3、接地降阻方案分析

通过对国内外有关降低接地电阻方法的资料进行收集和分析，现将其国内外各降低接地电阻的方法综述如下：

（1）扩大接地网面积及增加接地网埋深

均匀土壤条件下，变电站接地网的接地电阻与接地网面积的平方根近似成反比，接地网面积越大接地电阻越低。采用此方案对于在均匀土壤条件下是降低接地电阻的一种行之有效的方法。

（2）外引接地

外引接地是指将变电站主接地网与在主接地网区域以外某一低土壤电阻率区域敷设的辅助接地网相连，以达到降低整个接地系统接地电阻的目的。采用引外接地的必要条件是必须能在主接地网附近找到土壤电阻率相对较低的区域。

（3）变电站接地网互连法

变电站接地网互连法是指当两个变电站距离很近时，且在同一个电压等级下，可以把它们的接地网用导线连接起来，以实现共同降阻的目的。考虑冲击电阻的影响，单个接地网的接地电阻不能太高，两网之间的距离不应超过 2000m。

（4）垂直接地极

在水平接地网基础上敷设垂直接地极以构成“三维接地网”是降低接地电阻的有效方法。特别是地下有含水层或低电阻率土壤层的地方，在水平接地网四周敷设垂直接地极，入地电流可以经垂直接地极通过含水层或低电阻率土壤层流散，能有效的降低整个接地系统的接地电阻。

（5）深井接地

采用接地井来降低接地电阻。就纵深来说，不同深度土壤的电阻率是不同的，土壤越深越稳定。有地下含水层的地方，接地体可以深入穿透水层，这时降阻效果将更好。

（6）电解离子接地极

电解离子接地极内部能不断地自动释放出活性电解离子，从而大大地降低了土壤电阻率，使周围土壤的导电性能可以始终保持在较高的水平，雷电流或故障电流能很轻易地扩散到周围土壤中，充分发挥整个接地系统的作用。

（7）接地降阻剂

在接地体周围的土壤中加入降阻剂，可以改善土壤的导电性能，从而降低接地电阻。在高土壤电阻率地区，如有岩石层等，可以使用接地降阻剂，并适当配合其它降阻方法，以达到降低接地电阻的目的。

（8）局部换土

土壤电阻率的高低直接影响接地电阻的大小。对于某些高土壤电阻率地区的接地装置，可以采用局部换土的方法用电阻率较低的土壤(粘土、黑土)或低电阻率材料来置换接地装置周围的高电阻率土壤。

4、降阻方案的选择

星寨220kV变电站站址处土壤多为岩石结构，土壤层较薄，土壤电阻率较高。一般降阻方法难以实施，选择不合适的降阻方法往往会造成浪费，同时其降阻效果也会不理想。本文根据星寨220kV变电站站址的实际情况对降阻方案进行具体分析，以选择合适的降低接地电阻的方案。

根据计算，星寨220kV变电站最大入地短路电流I＝10.76kA，经计算本站接地网应在任何季节接地电阻应不大于2000/I=0.19Ω。本站根据地勘报告，土壤电阻率按2000Ω.m取值，接地装置采用以水平接地体为主的人工接地网，埋深0.8m。据此计算，本站接地电阻为 Ω，不满足接地电阻小于2000/I（0.19Ω）的要求。

本站的允许最大接触电位差为：

式中： Ut——接触电位差，V；

ρf——人脚站立出地表面的土壤电阻率，本站为 2000 Ω·m；

t——接地短路（故障）电流的持续时间，取主保护动作时间0.15s。

计算得：

V

本站的最大接触电压计算值为

Utmax =37278.3V

本站的允许最大跨步电位差为：

式中： Us——接触电位差，V；

ρf——人脚站立出地表面的土壤电阻率，本站取2000Ω·m；

t——接地短路（故障）电流的持续时间，取主保护动作时间0.15s。

计算得：

Us =4064.05 V

本站的最大跨步电压计算值为

Usmax =12992.86V

由以上计算结果可知，本站的接地电阻、最大跨步电位差、最大接触电位差均不满足要求。

根据勘测、地质专业资料得知，本站址基底第四系残坡积土层比较薄，基岩为石灰岩，接地条件非常差。根据电力标准DL/T621-1997《交流电气装置的接地》的规定，本站考虑将转移电位、接触电压和跨步电压限制在安全范围内的同时，使接地电阻放宽到小于等于5欧。

根据站址实际情况，且结合以上国内外降低接地电阻方法的原理与特点的分析，采用局部换土的方式，对星寨220kV变电站进行降低接地电阻设计。

5、具体降阻设计实施方案与计算论证

由于地网之间的相互屏蔽作用，全部采用换土降阻效果不理想，可采用最外框地网四周置换良地网降阻技术，为了充分发挥外框换土部分的降阻效果，置换土的地网沟需增大开挖深度，并将地网沟的截面开挖成矩形，只将置换地网沟的土壤换成改良后的土壤。

在地网四周开挖降阻坑后, 坑里铺设水平接地极, 坑中填满置换土壤, 并联10个降阻坑, 环变电站接地外网四周将其等距分布, 由于降阻坑的间距已超过30 m, 可不考虑屏蔽的影响。

设接地坑长8 m, 宽 4 m, 深 4 m, 令置换截面的直径d1 = 4m, 每个水平接地体的长度 = 8 m , 直径 d = 0.03 m, 置换土壤的电阻率为 = 30Ω·m。

计算论证

局部换土后，根据实际经验与已知理论, 埋深为h 的水平接地体的接地电阻为

式中 d1 ---内切于置换截面的直径, m

d ---接地体等效直径, m

--原土壤电阻率, 2000Ω·m

--置换材料的电阻率, 30Ω·m

经计算，其接地电阻值为 R =3.75Ω，10个降阻坑并联后电阻为0.375Ω。将其与原地网电阻并联, 由于降阻坑内接地极的方向垂直于原地网, 所以与原地网间屏蔽作用很小, 可以忽略,得最终地网电阻为

// = 0.37Ω

其中 为 16.1Ω。

由此计算出：

变电站的最大接触电位差为

Utmax =856.75V < Ut =1327.14 V

变电站的最大接触电位差为

Usmax =856.75V < Us =4064.05 V

可看出变电站的最大接触电位差与最大跨步电位差均满足要求。

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关键词：接地电阻测量仪 大口径 薄钳口 接地线

1概叙

优良的接地系统是电力、电信、电气设备安全可靠运行的重要保证。接地电阻的大小是接地系统品质优劣的重要评判依据。精确、快速、简捷、可靠的接地电阻测量方法，已成为防雷接地领域内技术进步的迫切需要。钳式接地电阻测量仪适用于电信、电力、气象、机房、电力配电线路、铁塔输电线路、加油站、工厂接地网、避雷针等。

钳形地阻表是一种新型的测量工具，它方便、快捷，外形酷似钳形电流表，测试时不需辅助测试桩，测试时只需往被测地线上一夹，几秒钟即可获得测量结果，极大地方便了地阻测量工作。钳形地阻表还有一个优点是可以对在用设备的地阻进行在线测量，而不需切断设备电源或断开地线。但是在实际的检测过程中会遇到各种各样的接地线（扁钢、圆钢和角钢），有些接地线靠墙敷设，有些接地线的截面尺寸会稍大些，这些情况都会给检验人员带来检测的不便。因此，研制一种专门应用于这些特殊情况的钳式接地电阻仪具有重要的现实意义。本文对钳式接地电阻仪的检测原理做了阐述，并就此做了关于钳头部位的改进设计方案。

2拟研制的接地电阻测试仪的测量原理介绍

钳式接地电阻测试仪主要用于测量带有导电回路的接地系统的接地电阻值。如图1所示，钳头又称电磁变换器，是有两个独立的环形钳口组成，主要用于产生测量信号源和采集信号源；显示屏主要用于显示测量读数，操作面板，进行功能或工作模式设定；扳柄，主要用于打开钳头。

测量时，钳形接地电阻表利用电磁感应原理通过其前端卡口（内有电磁线圈）所构成的环向被测线缆送入一恒定电压E，该电压被施加在被测的接地回路中，钳形接地电阻表可同时通过其前端卡口测出回路中的电流I，根据E和I，即可计算出回路中的总电阻。

钳式接地电阻测试仪主要是为了克服测量接地电阻时需要打辅助接地极的困难而研制的，其钳头（电磁变换器）内主要为两个独立的电压线圈Ng和电流线圈Nr。工作时，先由电压线圈N生一内部高压e，利用电磁感应原理使被测接地回路中产生一个恒定电压E，其中E=e*Ng，让E使被测接地回路产生感应电流I由RX处流出并经由接地回路从RS接地极分支流回仪表处。电流线圈Nr则可通过表内检流计、运算放大器，计算出感应电流I值，经过比较、再运算，即计算出环形导体或接地回路电阻，显示器可显示出RL=E/I并求得RL的值。

3大口径薄钳口接地电阻测量仪的钳头部位改装设计方案

3.1 改装设计的可行性原理分析

改变钳头部分的形状，达到方便夹持各种常规接地线（扁钢、圆钢和角钢）的目的，从而能够使用接地电阻测量仪方便快捷的测量起重机的接地电阻。钳式接地电阻测试仪主要是为了克服测量接地电阻时需要打辅助接地极的困难而研制的，其钳头（电磁变换器）内主要为两个独立的电压线圈和电流线圈。如图2所示，工作时，先由电压线圈产生一内部高压，利用电磁感应原理使被测接地回路中产生一个恒定电压，让该恒定电压使被测接地回路产生感应电流，该感应电流由钳头部分的电流线圈感应并流回仪表内，通过表内检流计、运算放大器，计算出感应电流值，经过比较、再运算，即计算出环形导体或接地回路电阻，显示器可显示出接地电阻的值。

产生的感应电动势E=nΔΦ/Δt（其中，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率）， 其中Φ=BS。

3.2 设计方案

图3为设计方案路线图，采取的实验方案如下：

1、根据已设计的起重机械专用接地电阻检测仪的钳口内部铁心形状和尺寸制 造新产品中的铁心模块。

2、检验两个铁心模块之间的贴合度，当调整好模块之间的贴合度后，将线圈 缠绕在铁心模块上。

3、因为电压线圈和电流线圈是在同一钳口中，会产生电磁干扰现象，为了防止振荡电压与感应电流之间的相互干扰问题，拟在电压线圈和电流线圈之间设置多道屏蔽层。

4、联系生产厂家委托定制相关配件，再将感应部分的电压线圈及电流线圈和钳身中的对应电路部分相接合。

5、组装完毕后，检验改装后的钳式接地电阻仪的测量精度，如果有较大的测量误差，再重新调整参数n、s的值以及屏蔽层的设置布局，直到达到所需的测量精度要求。

4. 结论

在现有的实际检测中，会遇到各种各样的接地线（扁钢、圆钢和角钢）,并且每个生产厂家敷设的接地线的方法各不相同，有些厂家把接地线靠墙敷设，有些厂家为了更安全起见，接地线的截面尺寸会稍大些，在利用钳式接地电阻测量仪检测时，这些情况都会给检测人员带来很大的不便，限制了钳式接地电阻测量仪的使用。如果能够根据现场的实际情况设计并研制一种专门应用于检测那些靠墙敷设的接地线或者截面尺寸稍大的接地线， 改变钳头部位的形状，适当减薄钳口的厚度并增大钳口的尺寸，则可以扩大它的应用范围，为检验人员在实际的检测过程中提供很大的方便。因此为了实际检测中的方便起见，对于现有的钳式接地电阻测量仪进行不断的改进具有重要的现实意义。

参考文献：

[1] 周继荣，陈锡根. 谈谈钳形接地电阻测试仪的使用. 通信电源技术. 2001年6月 第2期

篇9

【关键词】防雷检测；接地电阻；气象；设备

一、接地电阻的定义

接地电阻实际指电流从接地装置流向大地然后再流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻。接地电阻分为工频接地电阻与冲击接地电阻。工频接地电阻是把接地体的流经电流作为工频电流从而得到的接地电阻；而冲击接地电阻是把接地体的流经电流作为冲击电流进而得到的接地电阻值，这在有雷电电流流过的情况下非常有研究价值。我们在平时工作中测得的接地电阻值数值为工频接地电阻值，所以通常若没有指明是哪一种接地电阻，都是指的工频接地电阻。我可以通过计算公式来转换接地电阻以衡量其是不是符合规程要求。转换计算公式为：R=ARi。

二、防雷检测中接地电阻的重要性分析

检测接地装置优劣的重要指标即为接地电阻的大小，一般来说，接地电阻越小，雷电发生时，其流散的速度越快，一旦物体被雷击中，其产生的高电位持续的时间也就越短，防雷装置上产生的雷击高电位也就相应的越低，降低了对人及各种设备的威胁。

根据有关的电学原理，当发生雷击时，产生的雷电流在通过防雷装置时，接地电阻上的高压与接地电阻的关系呈正比，也就是冲击接地电阻的值越小，电压（电压反击跨步电压和接触电压）对人或物的威胁性就越小，由此可以看出，接地电阻可作为重要指标对接地装置的优劣进行衡量。在各类有关的防雷规范中，在用途不同时对接地电阻的要求较明确。如在《防雷技术标准规范汇编》（以下简称《规范汇编》）中，分别对防雷类型为一、二、三类的防雷建筑物的接地电阻进行了具体规定，一、二类的电阻应小于10Ω，三类的电阻应不小于30Ω，而电力变压器或发电机的工作接地电阻不得大于4Ω。因此，应高度重视接地电阻的相关检测工作。

目前，随着防雷及接地技术的逐渐发展，在对接地电阻进行检测的过程中，应该对其他因素进行综合考虑，如还需要对等电位连接措施及接地装置的结构属性等是否符合规范要求进行详细检测。根据《规范汇编》的有关规定，在土壤电阻率高的地区，对当地的经济条件及该地区的施工难度进行综合考虑，应重点对铁架与霹雷针之间及公共接地系统的连接状况进行检查，而对于医疗设备、计算机系统就要重点考虑等电位连接状况。

三、防雷检测中接地电阻的影响因素及其解决对策

（一）影响因素

1.气象条件。由于在规范汇编里没有具体规定在进行接地电阻的检测时应该具备的气象条件，所以当进行实际的电阻检测时，要对当地的气象条件（例如湿度，温度等）有所了解，然后根据这些来明确接地电阻和气象条件之间存在的关联。接地电阻和土壤的电阻率之间的关系呈正比，换句话说就是当土壤的电阻率越高，接地电阻的阻值也越大。土壤中的化学成分，相对湿度和温度，以及土质的紧密程度等都会对土壤的电阻率产生影响，在这些因素里，会给电阻率造成最为严重影响的因素就是土壤的相对湿度和温度。

2.检测设备。在规范汇编中要求检测的电阻是冲击接地电阻，而在大多数的气象台站中用的是日本生产的摇表式地阻仪，通过这种地阻仪所检测出的叫做工频接地电阻，与规范汇编中要求的不符合。因此在进行电阻仪的测试时，重点测试土壤中的电位梯度近似为0的地方，也就是将电阻仪放置在零点的区域内，以避免出现误差，从而使测试出的接地电阻值更为精确和有效，但是在实际的测试中很难做到。我国大部分的防雷检测机构在进行接地电阻的检测时，较常使用钳形接地电阻仪来检测，这种电阻仪的检测速度相对更快并且无须用到辅助接地棒，更加易于使用。在现实的接地体电阻的检测中，不能测量出被作为测试极的接地体和要进行测试的接地体间的距离，在一些特殊情况里，这两个接地体间的距离十分短，不能达到测量的标准，并且在还没掌握接地装置的内部结构的情况下，这两个接地体己经和地下电气沟通，在这个时候测试出的电阻值不具备可靠险，所产生的误差也很大。

3.随机因素。在实际检测接地体的电阻值过程中，一定要保证没有不利因素的干扰，使测量出的数据更加精确，有效。在进行接地电阻的测试时，会随机出现一些不利因素给检测过程带来影响，例如检测时使用的地阻仪在测量过程中产生的电流量较小，会使测量出的数据不够准确。除了这些干扰因素外，还会出现一些人为因素对检测过程造成影响，对于这些因素一定要有足够的重视，一定要最大限度的保障测量过程不被影响因素干扰。

另外，在接地电阻的检测中，会出现给高层建筑物的防雷设备的接地电阻进行检测的情况，在检测时会用到很长的测试线，而这也会使检测误差偏大，例如一些高层建筑物的防雷工程做得很好，但是在检测接地电阻时出现了较高的误差。所以为了避免这种情况的发生，工作人员要考虑到超过标准长度的测试线所产生的电阻和感抗以及电流量带来的干扰电动势等因素。

（二）解决对策

1.接地电阻值在很大程度上受检测人员的操的影响，在检测时应注意：检测仪的三极要在一条直线上并且与地网垂直；地网测试点和测试仪的连接线长度最好小于5m。若需加长，应把实测接地电阻值与加长线阻值相减，然后填人表格等。

2.接地电阻受检测环境的影响较大，检测时，接地电阻测试仪的接地引线及其他导线应将高、低压供电线路避开，防止造成危险和干扰；若地网带电对检测产生影响，应其原因查明，把带电问题解决后再测量，或者换个检测位置测量；若在测量时因为高频干扰、工频漏流、杂散电流等因素，以至于接地电阻表读数不稳定，可以把地网测试点和测试仪的连线改为屏蔽线，或选用能够改变测试频率、具有窄带滤波器或选频放大器的接地电阻表检测，使其抗干扰的能力得以提高；按DL475-92《接地装置工频物性参数的测量导则》规定，当大型接地装置或地网对角线D≥60m需要采用大电流测量，施加电流极上的工频电流应≥30A，以排除干扰使误差减少。

3.根据实际检测对象对接地电阻的要求精确度选定检测方法。通常可采用三极法，但若有较高的接地电阻精确度的要求，就必须采用四极法，并进行方位、多点测试。

4.在检定合格有效使用期的检测仪器才能使用，测量仪器与测试仪器要符合国家计量法规的规定，检测仪器见《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T21431―2008附录E。同时检测仪器的选用要依据实际检测对象的接地方式进行，在检测时要注意要测地网是不是单点接地，被测地线与设备是不是已连接，有没有可靠的接地回路，从而选择相应的测量仪器。

5.接地电阻值的检测应在土壤未冻结和非雨天时进行，天气气候条件要能够使正常检测得以进行。

四、结语

综上，接地电阻是衡量防雷检测中的接地装置性能和防雷工程质量的主要指标，在实际的检测过程中，会出现各种因素对检测数据造成干扰，从而使得检测出的接地电阻不够准确，真实。而接地电阻能够达到要求，是确保防雷装置可靠性的关键，因此从中可以看出，防雷检测中接地电阻起着十分重要的作用。

参考文献

[1]应征，王挥蜃，刘春.接地电阻的测量与降低[J].移动电源与车辆，2012（01）.

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关键词：线路铁塔 接地电阻 运行现状 技术措施

随着现代科学技术的发展，一些新技术、新设备的应用给我们的安全生产创造出更大的经济效益。尤其作为企业重要的电力生产管理部门，提高供电的可靠性，确保安全生产是首要任务，是电力技术发展的必然趋势。

1 线路运行现状概况分析

作为雷电灾害频繁的供电区域，防止雷击事故是我电力单位技术研究的主要努力方向。因此为确保供电系统安全稳定供电，近年来我们主要对输电线路防雷工作进行调研和分析。

我们重点针对以下环境的输电线路进行分析，一是线路布置在山上或跨越山谷，地形条件复杂，并容易产生畸变；二是线路运行区域所处地势高，雷电活动相当频繁，易发生雷击跳闸事故；三是杆塔所处位置地质条件较差，土壤电阻率高，线路铁塔接地电阻偏高；四是杆塔周围土质差，多属岩石分布，导致铁塔的接地极及接地引线锈蚀严重，甚至部分铁塔接地极出现断裂的情况等。通过对我输电线路目前运行现状的调研和分析，重点研究以降低输电线路铁塔接地电阻的技术契机，以提高线路防雷水平为目的，从而保证输电线路安全稳定运行。

例如：我们通过对上述地理环境中的输电线路进行调研，由于运行环境恶劣影响，在每年的春检线路维护检修过程中，发现线路铁塔接地问题非常突出。一是铁塔的接地电阻值超标现象严重，大部分铁塔接地电阻值远远达不到正常运行所要求接地电阻值。二是铁塔接地引线锈蚀严重，并且部分引线由于锈蚀，导致断裂等等问题，对线路安全稳定运行构成极大的威胁，特别是在雷电等恶劣天气情况下，很可能由于接地电阻较大、接地不良等情况造成雷电导通率降低，导致事故的发生。

综上所述，这些都对我输电线路的安全稳定供电构成了极大的威胁，尤其是线路在雷击情况下，由于铁塔接地不好而导致跳闸事故的发生。因此接地技术改造是确保输电线路安全供电首要工作。

2 线路铁塔接地技术的应用

为确保电网的安全稳定供电，防止雷电灾害，提高供电可靠性，保证安全供电。我针对上述安全隐患及时进行调研分析。一是通过现场调研，分析问题成因；二是通过与技术专家进行沟通和网上查阅资料，掌握新技术；三是结合目前我输电线路实际运行现状，采用新技术、新设备，降低杆塔接地电阻，提高线路防雷水平。

2.1 输电线路铁塔接地电阻要求。

根据对架空线路杆塔的接地电阻和型式在电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、L/T621-1997《交流电气装置的接地》中都提出了具体的要求。是设计、安装和改造架空线路杆塔接地的依据。

有避雷线的线路杆塔的工频接地电阻

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从以上数据可以看出，在多雷区，如是联络线路或重要线路，杆塔接地电阻最好能处理到10Ω以下，因为只有这样才能提高线路的耐雷水平，有效地限制雷击跳闸率，从而保证电网的安全稳定运行。因此降低杆塔接地，是有效提高线路耐雷水平的重要手段，同时也是最经济的手段。针对各变电站进出线段的前六基杆塔接地电阻＞10Ω的杆塔，要进行降低杆塔接地电阻改造。

2.2 通过调研与分析，我们及时采用新技术、新设备以达到降低铁塔接地电阻的目的。

①线铁塔接地极进行改造，即采用目前接地极新产品——REX雷克石接地极，降低接地电阻。

REX“雷克石”接地极新技术的应用是降低线路铁塔接地电阻首要选择。它是一种高强度无腐蚀性的硅酸盐无机矿物接地模块，是天然导电矿物的高压一体成型水凝硅酸盐，属于水泥基质。尤其REX雷克石ES系列接地模块与金属接地体相比，在同等面积的情况下降阻效果增加30%，如与铜包钢接地棒相比，大约只需要其50%的费用，可以节省50%的成本费用。

主要原理如下：

一是与金属接地电极相同，以接触形成电子导电的传导电流放电。它具有0.0098Ω·m低电阻率的优良导电性能，通过其导电相材料与土壤中的金属矿物接触形成电子导电的传导电流通路。

二是金属接地电极所不具备的离子电介质导电的位移电流放电，但这是大地土壤导电的最主要方式。接地电阻要求在10Ω以下时金属接地电极会显得比较困难，金属接地电极需要量会不成比例的大量增加。而雷克石接地极自身具有很强的碱离子性，遇水水化产生大量导电性能极优的碱离子电介质，与土壤中的电介质离子形成离子导电的位移电流通路，同时在潮湿的土壤长期养护下会产生二次水化，二次水化的碱卤产物碱离子，不但会强化其自身的强度及传导电流的能力，还能以钟乳石效应的方式碱卤化固化其周围的土壤，不断地强大其释放电流的体积及能力，所以接地电阻要求在10Ω以下时更显优势，不但如此，还会有很好的后续降阻能力。

这些都充分说明REX雷克石接地极的两种释放电流的方式与大地土壤的电性完全匹配对应，并且它自身纯无机矿物材质与土壤完全亲和没有电位差电化学腐蚀的问题，是当今最佳的革命性接地材料。因此输电线路采用的REX雷克石接地极新技术符合实际环境应用，可有效降低线路铁塔接地电阻，提高供电可靠性。

②采用放射式接地极。对于地形开阔、不受限制的地段，采用6～8根总长不超过500m的放射形接地体，呈均匀散射形，每根接地体的长度见表。对于地形复杂、不便施工的杆塔，可沿巡线山路做长度不大于100m的射线，同时可在放射线中间结合地形和土质情况做放射分支线（即树枝状放射线），水平接地体的埋深大于0.8m。

杆塔放射形接地极每根的最大长度

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