防雷接地电阻测量误差及在线诊断研究

防雷接地电阻测量误差及在线诊断研究

李佳城、江泽、杨超、李新、陈伟、贾春明、崔宁

中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局 ， 655000

摘要：近些年，伴随科技的发达以及社会的进步，促使各个行业都得到了超前的发展，随着新型技术手段的更新迭代，促使接地电阻测量的精准程度有了明显的提升，接地电阻测量误差诊断作为防雷接地测量工作中不可缺少的内容，在实践中经常会受限于多方因素的制约，难以保证测量误差被控制在标准范围之内。鉴于此，本文主要围绕防雷电阻测量误差的形成原因，对在线诊断办法做出了阐述与研究，以供参考。

关键词：防雷；接地电阻；测量误差；在线诊断；研究

1防雷接地电阻概述

所谓的接地电阻，指的是电流从接地设备向着大地流动以后，然后分别向着远方扩散或者流向其他接地电阻之上。通常状况下，接地电阻主要有两类：其一，冲击接地电阻；其二，工频接地电阻。针对后者来讲，其主要的工作原理是将流经电流视为工频电流，进而得到接地电阻。在测量接地电阻的时候，测量所得到的电阻值也被称为工频接地电阻值。所以，倘若没有清楚地说明，一般提到的接地电阻都属于工频接地电阻。

2接地电阻的重要性

从电学角度分析，在雷击现象产生时，出现的雷击电流在流经防雷设备时，接地电阻中的高压与接地电阻之间形成了正比例的关系，这表明了冲击接地电阻值的参数越小，那么电压（电压反击跨步电压和接触电压）对人或物的造成的危害程度也会越小，可见，接地电阻值可以表示接地设备的优劣性能。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。现如今，班队防雷接地技术的更新迭代，在实际检测对接地电阻时，相关技术人员应当对其他因素做出全方位地考虑，以防止测量误差问题的产生。

3防雷接地电阻测量误差形成的原因

3.1环境因素

受周围自然环境条件因素，在接地电阻检测过程中，存在误差，比如:相对于气温、相对湿度、风速等因素影响，在接地电阻检测作业过程中，对周围会形成危害很大的周围环境电磁场综合分析，尤其对精密检测仪表也会形成一定的危害，从而直接危害到对接地电阻结果的检测结果。正是由于如此，国家要求有关检测技术人员，在进行接地电阻检测工作之前，应当先进行前期的自然环境勘探工作，并做好对检测区域及周围水文地质环境条件的调查研究，以获取第一手数据，记录下相应的环境条件数值信号，为有关技术人员开展环境条件数据分析工作提出了科学化、安全可靠的根据，以及根据环境参数分析角度对影响接地电阻计算误差范围的限制。如果在比较潮湿的自然环境中进行接地电阻检测工作，电阻值一般都会比正常值范围小一点的；如果在干旱自然环境中且土壤条件稳定的情形下，所检测的土壤电阻出现的或者是逐渐增加的态势，所得出的检测结论就会超过了正常值，由于此原因，在实际检测接地电阻过程中，各检测人员都必须综合考量多种危害因素，并根据情况加以分析^[1]。

3.2材料因素

测试材料因素直接影响着对连接电阻测试结果的质量判定，因为有关检测人员在实际检测连接阻力流程中，所需要的电流信号线、电压输入线路一般较长，所以，就对测试线质量提了更高的需求；有关技术人员必须在测试材料购买方面做好了对材料供货商资格的严格审查，以提高了对材料抽样检查，以保证了在材料环节中做到了对连接电流计算误差的严格把控。在测试材料具体使用之前，检测人员就必须更加深入地做好材质检测工作，把不合格的材质全部去除，以最大程度上保证了检测结果的准确性。同时，检测人员在实际使用测试材料时，也要做好了对导线鼻和焊点等损坏状况的严格监控，以避免将检测线折断；如果在测量流程中，发生测量线路断开情况，就会严重影响测量结果的确定，无法确定测试数据的正确性，从而产生测量误差。

3.3检测设备因素

为了可以迅速得到准确有效的接触电阻值，要采用低冲击接触电阻，对土壤电位梯度靠近零点的区域也要加以重点检测和综合考虑，即在检测的时候，应该把电流仪插到近电位零点的地方，以避免偏差，但在现实生活中因为各种不可避免的原因，而达到了不成理想的效果。目前中国国内在测试接地电阻的时候，很多防雷测试机构都采用了钳形接地电阻仪，这个电阻仪的最大好处就是可以快速使用而且简单，也无须另外采用连接棒作辅助，可以直接在下线上将电阻检测仪卡住后就可以进行测试。在实际测量接地电流的过程当中，通常无法判断被测量极与接地体之间的距离，在某些特定的环境下，两者之间由于相距过短而使得检测要求无法完成。在不能清楚理解连接设备内部组成构造的情况下，所测试的连接体和地下电气设备相互之间进行了交流，使得最终测量的结论并不现实，产生了很大的偏差。但是，在实际测量接触电阻时，往往需要首先对所使用的测量仪表的基本原理进行大致的认识，并考虑现场的地质结构等，因此需要在实际测量时需要先从多种角度进行多次测定，后取平均值

^[2]。

4接地电阻的影响因素的在线诊断办法

4.1降低人为因素的影响

操作人员的技术水平对接地电阻的检测结果有着很大影响，一旦操作人员的有关操作不够准确，就会对检测结果产生很大的误差。所以，在实际操作时应注意以下几个方面：（1）检测仪的三根电极需要按照顺序排列在同一条直线上，垂直插入地网。（2）导线越短越好，特别是地网和检测仪之间的导线最好不超过五米。如果有特殊情况需要增长导线，那么需要对增长之后的导线电阻大小、电感进行测量，对得到的结果进行修正，以确保结果的精确性。

4.2降低环境因素的影响

由于我国疆域广阔，不同地区的环境条件都存在着很大差异，这就需要我国在进行防雷检测时充分考虑环境这一影响因素。一方面，检测接地电阻的检测仪的接地导线和其他连接线应通过高压低压分开处理，避免压强不同引发危险。另一方面，检测过程中的地网会有一些电量。因此，一旦地网带电，需及时寻找原因并给予处理，这是因为带电测量引起的误差会比较大。也可以检测不带电的地方，从而杜绝带电地网引起的误差。要是测量时存在高频电压、工频漏流现象以及地网中有杂散电流的现象，读数会不稳定，就不能够确定出准确的检测结果。遇到这种情况时可以更换导线，通常采用屏蔽线或选择变频型，具有窄带滤波和频率放大设备的电阻仪进行测量，从而加强其抗干扰能力^[3]。

4.3降低检测方法的影响

因不同地区的现实情况和检测对象的性质都不相同，这就需要选择科学合理的检测方法进行检测，从而对检测工作的各种操作进行完善，这样不仅可以减小误差，还能够确保检测的准确性。我国目前检测接地电阻主要采用三级法，用三根电极检测，如果对检测结果的准确性有特殊的要求，那就要采用其他检测方式，进而确保检测结果的精度满足要求。通常情况下，可以使用四极法等各类方法。

结束语

总而言之，接地阻力是评价防雷测试过程中的接地装置特性以及防雷质量的重要指标，在现实的测量工作过程中，会存在各种原因对测试数据产生的负面影响，比如气象条件，试验设备和随机因素等，从而导致现实测量出的连接阻力并不准确，真实。而连接阻力能否满足需求，则是保证防雷设备安全可靠的关键，因而从中可以发现，在防雷测试过程中连接阻力起着非常关键的作用。

参考文献：

[1]张乐. 接地电阻测量仪电源技术研究与系统实现[D].扬州大学,2020.

[2]姜龙杰. 风电场接地系统接地电阻计算与测量的研究[D].东北电力大学,2019.

[3]刘洁,罗莉,汪亚芬.影响接地电阻测量因素的分析及改善措施研究[J].科技资讯,2018,16(18):38+40.