接地点接地电阻测量方法的改进_接地电阻的测量方法

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接地点接地电阻测量方法的改进

介绍了两种测量接地电阻设备的工作原理以及接地网在土壤中的发展变化趋势，找出接地电阻测试设备的各自使用优缺点，提出一种快速且准确地测出接地电阻的一般方法。

王秀全/中国石化管道储运分公司洪荆输油处维修队

到接地电阻值（R d =nr ）

。

在涉及发电、配电和用电的地方，必须采取一定的安全措施才能保护人们的生命财产安全。在许多情况下，这些安全措施都是必须定期检查的国家和国际法规，而接地无疑是出现故障时最根本的安全保护措施。在GB 50150—1991《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》里，都对接地系统的定期测量时间和接地电阻的大小有明确规定，其中真实、准确测出接地系统的接地电阻尤为重要。

两种不同原理的测量方式

（1）接地绝缘电阻表

传统测量接地电阻的设备是接地绝缘电阻表，如按比率计原理制成的接地绝缘电阻表（MC —07、08型）和按电桥原

接地绝缘电阻表的优点是既方便又简单，也不需要另外配备独立电源。缺点是

理制成的接地绝缘电阻表（ZC —8型）。不管用哪种型号设备，在测量时都要敷设其原理分别如图1a 、1b 所示。对于比率两组辅助性质的接地体。一组用来测量被

关键词/Keywords

接地电阻·接地绝缘电阻表·钳型接地电阻测试仪·

计型绝缘电阻表，比率计指针偏转的角度与流入两框架式线圈里的电流比成正比即I 2（r +R 11）

=I 1R X 或R X =I 2（r +R 11）/

I 1。所以，只要事先将比率计的刻度用电阻校准，测量时就可以直接读出接地电调节滑线电阻r 使检流计（P ）指针指零，因为I 1R X =I 2r 。取I 2/I1=n ，n 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

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）。此外为了减小测量误差，测量接地点的接地物断开。这些既给测量工作带来了极大的工作量（需要多人协作），也限制了其使用范围。如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

阻。而对于电桥原理的接地绝缘电阻表，电阻值时要求接地引下线必须与被保护

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没法测量，又如变压器的工作接地点、电动机的外壳保护接地电阻的测试，就会因不允许断开而不能测量。

（2）钳型电阻测试仪

它是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。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求得。原理如图2所示。

物所起的作用不同，造成设备或建筑物对接地装置（接地网）的敷设有了不同的要求。如在GB 15599—1995《石油与石油设施雷电安全规范》中规定：金属油罐必须作环型防雷接地，其接地点不应少于两处，其间弧形距离不应大于30m ，接地体距罐壁的距离不大于3m 。DL /T5091—1999途和不同电压的电气设备，除另有规定者外，应使用一个总的接地系统，接地电阻应符合其中最小值的要求。独立避雷针（线）应设独立的集中接地装置，接地电阻不宜超过10Ω。

图3所示为某车间接地网示意图，由于它只有一个接地网，其中每个电气设备只有一个接地点，厂房有两个接地点。图中电气设备的接地称为单接地网单点接地保护。而对于厂房，称为单接地网多点接地。毫无疑问，独立避雷针也属于单接地网单点接地，且其接地网不与其他设备或建筑物共享。如图4所示的2万m 3金属罐体防雷接地网一般为单接地网多点接地

。

其基本原理为由仪器自身产生一个交流电压信号，《水力发电厂接地设计技术导则》中规定：不同用

U 1=R X +（1）I 111

++…+R 1R 2R n

如果R 1、R 2、…、R n 电阻器的并联连接远远小于所测接地连接R X ，则

1

R X

111++…+R 1R 2R n

那么R X =U /I是合理的近似，即测试仪的读数即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他所有接地点接地电阻值并联值之和。

钳型接地电阻测试仪的优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。缺点是对没有构成回路的接地点无法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。

对于这些类型的接地方式，只要按照设备的说明书进行操作，无论哪种接地绝缘电阻表均能准确测出接地点的接地电阻值。如果用钳型接地电阻测试仪却不能测量或所测结果误差非常大。但是若干年之后，当接地线、接地干线遭到腐蚀，

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接地点保护类型及测量

由于接地装置（接地网）对各种设备或建筑

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2万m 3金属罐体防雷接地网将变成图5所示情形时，钳型接地电阻测试仪却可以测量了，而且测试结果比较准确，原因在于图5所示的罐体的接地是多接地网多点接地保护。对于单接地网单点接地，当用钳型接地电阻测试仪去卡测时，由于没有构成回路，就感应不出电流，或者说感应出的电流为零，此时R X 趋于无穷。如图5中A 接地点。对单接地网多点接地电阻进行测量时，如用钳型接地电阻测试仪测图6中任意一个接地点，由于各个接地点之间通过埋设在土壤中的接地干

下线的电阻，从而为改进测试方式提供了可能。改进的测量方法如下：

（1）对于独立避雷针之类设备接地电阻的测量

用导线将两个不同建筑物的接地引下线连接起来，构成两接地系统，如图7所示，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10Ω时，即可认为两个接地装置的接地电阻均合格。大于

10Ω时，有可能都合格，也有可能其中一个建筑

线构成了直接电气连接，而将接地电阻短接了，物的接地电阻大于10Ω，有一个不合格。此时需测量时只能测到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。原因如图4所示

。

要再连接一个接地装置，构成一个由三个接地体（或接地装置）构成的接地系统，如图8所示。分别卡测出图中所示位置的电阻值：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得

a =R 1+b =R 2+c =R 3+

R 2R 3R 2+R 3R 1R 3R 1+R 3R 2R 1R 2+R 1

改进后的测量方式

按照国标定义，接地点接地电阻值等于接地引下线电阻、接地装置电阻和接地装置的杂散电阻三者的总和。对于多设备共享的接地网，由于只有一个接地网、一个接地装置，也就造成了每个设备、每个接地点接地电阻中接地装置的杂散电阻和接地装置电阻是相同的，不同的是接地引下线（接地干线）的阻值不同。而钳型接地电阻测试仪刚好能够快速、准确地测出接地点接地引

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由上式求出R 1、R 2和R 3即可，这里不再赘述。如果没有第三个建筑物辅助测量，则只能费时费力地使用接地绝缘电阻表测量。

（下转第85页）

油区配电网电能质量问题的改善

称的三相电压，从而明显改善配电网的电能质量，所提方法切实可行。

参考文献

［1］Collins E R．A distribution network analyzer for power

．11th International Conference on quality studies ［C ］

Harmonics and Quality of Power ，2004：642-646．［2］王志群，朱守真，周双喜．分布式发电对配电网电

压分布的影响［J ］．电力系统自动化，2004，28（16）：56-60．

［3］孙涛，王伟胜，戴慧珠，等．风力发电引起的电压波

实现了改善电能质量的问题，达到了预期的控制效果。

动和闪变［J ］．电网技术，2003，27（12）：62-66．［4］王兆安，杨君，刘进军，等．谐波抑制和无功功率

补偿［M ］．2版．北京：机械工业出版社，2006．［5］姜齐荣，赵东元，陈建业．有源电力滤波器———结

构·原理·控制［M ］．北京：科学出版社，2005．［6］Hirofumi Akagi ，Edson Hirokazu Watanabe ，Mauricio

Aredes．瞬时功率理论及其在电力调节中的应用［M ］．北京：机械工业出版社，2009．

［7］徐德鸿．电力电子系统建模及控制［M ］．北京：机

械工业出版社，2006．

［8］谭智力．不平衡及非线性条件下三相四线UPQC 的

控制策略研究［D ］．武汉：华中科技大学，2007．

（收稿日期：20100815）EA

结束语

针对油区的配电网电压质量问题，通过分析

形成电能质量问题的原因，提出了通过串联型有源滤波器结合快速储能注入功率的方法来调整配电网电压；通过分析串联型有源滤波器的控制原理，采用了相应的控制策略针对配电网电压出现暂降和谐波情况分别进行了仿真分析，并针对配电网电压谐波的情况进行了实验分析。仿真及实验结果表明，所提出的带储能的串联型有源滤波器及其控制策略控制效果理想，能够得到平滑对

櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒（上接第40页）

（2）单接地系统多接地点设备接地电阻的测量由上述分析可知，此时用钳型接地电阻测试仪卡测出来的是各个接地点接地引下线的电阻，现在只要再用接地绝缘电阻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），将得到的测量值分别加上前面用钳型接地电阻测试仪所测的值即为各个接地点接地电阻值。

（3）多设备共享的单接地系统单接地点设备接地电阻的测量

由于各个设备均是单接地点保护，可以像上述方法一样用金属导线将各个设备裸露在地面上的接地引下线连接起来，构成上述的单接地系统多接地点“设备”，即可用上述方法快速测量各个设备接地点的接地电阻。

（4）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。但值得注意的是，现在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，而无法知道设备的哪些接地点是独网还是共享一个网，因此为了准确起见还是按照上述方式（2）进行测量。

结束语

经过上述分析可知，要想准确地测量出接地点的接地电阻值，按照设备的使用方法进行规范测量只是一个方面。只有在认识接地网发展变化趋势的基础上，有针对性地改进测量的方式、方法，有机地将接地绝缘电阻表和钳型接地电阻测试仪结合起来，才能既快速又准确地测出接地电阻值，不至于因“正确”测量而造成错判、误判，以至酿成严重的事故。

（收稿日期：20090830）EA

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