接地电阻的测量

接地电阻常用接地电阻测试仪或电压-电流表测试法进行测量。

1.接地电阻测试仪简介

接地电阻测试仪简称接地摇表，主要用于直接测量各种接地装置的接地电阻值和土壤电阻率。常用国产接地电阻测试仪技术数据见表 1。

表1 常用国产接地电阻测试仪技术数据

ZC8型接地电阻测试仪由手摇交流发电机、电流互感器、相敏整流及测流计组成，它带有三个旋钮（E.P.C）。当以120r/min的转速用手摇动发电机时，便会产生 112 ～ 116Hz的交流电，电流经互感器一次绕组、接地极、大地和探针后再回到发电机，由互感器产生的二次电流将使检流计指针偏转，同时借助调节电位器可使检流计达到平衡。在检流计电路中接入隔直电容器，故在测试时不受土壤电解极化影响。接地电阻测量仪的主要附件是三条测量地线和两支测量电极，一支为电压电极，一支为电流电极。接地电阻测量仪有E、P、C 三个接线端子或 C2、P2、C1、P14 个接线端子，测量时，在离被测接地体一定的距离向地下打入电流极和电压极；将 C2、P2 端并接后或将 E 端接于被测接地体，将 P1 端或P端接于电压极，将 C1 端或 C 端接于电流极；选好倍率；以120r/min左右的转速不停地摇动摇把 （使用 ZC8或 ZC29-1型接地电阻测量仪时） 或接通电子交流电源 （使用 ZC34A 型晶体管接地电阻测试仪时），同时调节电位器旋钮至仪表指针稳定地指在中心位置时，即可从刻度盘读数和倍率得到被测接地电阻值。测量接地电阻的接线如图 1所示。

图 1 测量接地电阻的接线

测量土壤电阻率按图 2 接线，具体测量方法与测量接地电阻时相同。被测地区的平均电阻率可按下式计算，即

ρ =2πdR

式中 ρ———实测土壤电阻率，Ω·m；

d———四支探针相互之间的距离，m；

R———接地电阻测试仪的读数，Ω。

图 2 测量土壤电阻率的接线

2.测量注意事项

① 测量时因为在电流极上会产生很大的电压降，此电压降之值等于测量时的电流和电流极电阻相乘之值，因此在电流极的 30 ～ 50m 半径的范围内，不要有人和动物靠近，以免发生危险或影响测量结果。

② 为减小测量误差，应正确选择测量电极位置，如图3所示。

接地网与电压极、电流极可直线排列 ［如图 3（a） 所示］或三角排列［如图 3（b）所示］。对于占地面积较大的网络接地体，宜取 Sc 为接地网对角线 D 的 4 ～ 5倍，有困难时可减为 D 的 2 ～ 3 倍，且对于直线排列时，应取 Sp≈0.5 ～0.6Sc。对于占地面积不太大的复合接地体，宜取 Sc=80m，对于单一垂直接地体或占地面积很小的复合接地体，可取 Sc=40m。在后两种情况下，直线排列时电流极与电压极之间的距离取 20m；三角排列时取 Sp 或 Sc 的 1/2。

③ 测量前应检查接地电阻测量仪及其附件是否完好，必要时做一下短路试验，以检查仪表的误差。注意不准开路摇动手把，否则将损坏接地电阻测试仪。

④ 不准带电测试接地装置的接地电阻值。

⑤ 测量电极的排列应避免与地下金属管道平行，以保证测量结果的真实性。

⑥ 下雨后和下雨时不应进行测量工作。

图 3 接地电阻测量电极位置

3.电压表-电流表测试法

（1）测量原理 这种测量方法比采用接地电阻测试仪的方法复杂，且需外加电源，但准确度较高，不受测量范围的限制，一般用来测量 0.1Ω 及以下的接地电阻。测量时的接线如图 4所示。其中接地体 2是用来测量被测接地体与零电位间的电压的，称为电压极；而辅助接地体 3是用来构成被测接地体的电流回路的，称为电流极。（//www.shop-samurai.com版权所有）电流极一般用一根或 n根钢管组成，钢管直径为 50mm，长度为 2.5 ～ 3m，每根钢管间的距离为 3 ～ 5m，并用直径为 10mm 圆钢或 25mm ×4mm 的扁钢焊接起来。电压极一般用一根长为 0.7 ～ 3m，直径为25mm 的圆钢制成。

电流极与被测接地网边缘的距离如图 4中的 a 所示，一般为被测接地网最大对角线的 4 ～ 5倍；电压极与接地网边缘的距离，如图 4 中的 b所示，为电流极与被测接地网边缘距离的 0.5 ～ 0.6倍，即 b=0.5 ～ 0.6a。

图 4 用电压表-电流表测量接地电阻线路示意

1—被测接地体；2—接地体 （电压极）；3—辅助接地体 （电流极）

为了校核所测得的电压是否正确，通常将电压极移动 3次，移动的方向是垂直于电流极与接地网的连接方向。移动的距离是电流极与接地网距离的 5% 左右，这样当 3次测得的数据完全相等或接近时，说明电压极的位置是正确的，那么电压表的读数就是接地网的电压降 U，而电流表的读数就是回路电流 I，接地网的接地电阻 Re 为Re=U/I=U/KII′

式中 U———接地网的电压降，V；

I———回路电流，A；

KI———电流互感器的变化；

I′———有电流互感器时电流表读数，A。

（2）测量注意事项① 回路电流 I通常取接地短路电流的 1/5左右。② 电 源 一 般 用 独 立 的 5 ～ 10kVA 的 电 源，电压 为65 ～ 225V。

③ 电压表应选用高内阻的，而且电压表内阻要大于被测接地网的接地电阻的 50倍，否则要经过校正。校正公式为

U =Uv（1 +Rpv /Rv）

式中 U———实际电压值，V；

Uv———电压表的读数，V；

Rpv———电压极接地电阻，Ω；

Rv———电压表内阻，Ω。

④ 电流极的接地电阻要尽可能小，而且电流极接地电阻要小于被测接地网接地电阻的 50倍，即

RpI≤50Re

式中 RpI———电流极接地电阻，Ω；

Re———被测接地网的接地电阻，Ω。当电流极采用此电阻值时，应使测量电流不得小于 1A。

（3）测量方法

① 将电流极与电压极打入地中，管端露出地面约 100 ～150mm。如果电流极采用多根接地体，应将各接地体用扁钢焊接起来。

② 准备独立的交流电源，可用 380/220V 照明变压器或电焊变压器，该电源变压器线圈不能接地。

③ 开关 Q 合上前，要用电压表检查测量回路是否有外来电压存在，若电压表指针摆动，则应设法消除外界电压对测量结果的影响。

④ 合上开关 Q，慢慢调节可变电阻 R 使达到额定的电流，并使电压表指针指示在刻度的后半段，若电流表与电压表的量程和电源容量许可，则可将变阻器 R 短路；如变阻器短路后，电流和电压值仍达不到仪表量程的后半程，那么就应该增加电流极的接地体。

⑤ 待电压表与电流表的指针稳定地指示在所要求的数值上时，就应迅速地读取两表的指示值。

⑥ 重复测量 3 ～ 4次，取其平均值作为测量的结果。⑦ 利用上述方法再测量出电流极与电压极的接地电阻，看其是否符合要求。