宋 威 王友利 張艷龍 秦冬旭 劉建國(guó)/鐵嶺縣氣象局

防雷檢測(cè)中接地電阻的重要性及其影響因素

宋 威 王友利 張艷龍 秦冬旭 劉建國(guó)/鐵嶺縣氣象局

【摘 要】防雷檢測(cè)是基層氣象臺(tái)站的一項(xiàng)基本業(yè)務(wù)，是防雷中的重點(diǎn)和主要內(nèi)容，也是整個(gè)防雷裝置安全性能所要獲取的重要技術(shù)指標(biāo)。防雷檢測(cè)中，接地電阻的大小意義重大。本文首先說(shuō)明了接地電阻的定義，然后分析了防雷檢測(cè)中接地電阻的重要性，最后探討了防雷檢測(cè)中接地電阻的影響因素及其解決對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】防雷檢測(cè)；接地電阻；氣象；設(shè)備

一、接地電阻的定義

接地電阻實(shí)際指電流從接地裝置流向大地然后再流向另一接地體或向遠(yuǎn)處擴(kuò)散所遇到的電阻。接地電阻分為工頻接地電阻與沖擊接地電阻。工頻接地電阻是把接地體的流經(jīng)電流作為工頻電流從而得到的接地電阻；而沖擊接地電阻是把接地體的流經(jīng)電流作為沖擊電流進(jìn)而得到的接地電阻值，這在有雷電電流流過(guò)的情況下非常有研究?jī)r(jià)值。我們?cè)谄綍r(shí)工作中測(cè)得的接地電阻值數(shù)值為工頻接地電阻值，所以通常若沒(méi)有指明是哪一種接地電阻，都是指的工頻接地電阻。我可以通過(guò)計(jì)算公式來(lái)轉(zhuǎn)換接地電阻以衡量其是不是符合規(guī)程要求。轉(zhuǎn)換計(jì)算公式為：R=ARi。

二、防雷檢測(cè)中接地電阻的重要性分析

檢測(cè)接地裝置優(yōu)劣的重要指標(biāo)即為接地電阻的大小，一般來(lái)說(shuō)，接地電阻越小，雷電發(fā)生時(shí)，其流散的速度越快，一旦物體被雷擊中，其產(chǎn)生的高電位持續(xù)的時(shí)間也就越短，防雷裝置上產(chǎn)生的雷擊高電位也就相應(yīng)的越低，降低了對(duì)人及各種設(shè)備的威脅。

根據(jù)有關(guān)的電學(xué)原理，當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，產(chǎn)生的雷電流在通過(guò)防雷裝置時(shí)，接地電阻上的高壓與接地電阻的關(guān)系呈正比，也就是沖擊接地電阻的值越小，電壓（電壓反擊跨步電壓和接觸電壓）對(duì)人或物的威脅性就越小，由此可以看出，接地電阻可作為重要指標(biāo)對(duì)接地裝置的優(yōu)劣進(jìn)行衡量。在各類(lèi)有關(guān)的防雷規(guī)范中，在用途不同時(shí)對(duì)接地電阻的要求較明確。如在《防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范匯編》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)范匯編》）中，分別對(duì)防雷類(lèi)型為一、二、三類(lèi)的防雷建筑物的接地電阻進(jìn)行了具體規(guī)定，一、二類(lèi)的電阻應(yīng)小于10Ω，三類(lèi)的電阻應(yīng)不小于30Ω，而電力變壓器或發(fā)電機(jī)的工作接地電阻不得大于4Ω。因此，應(yīng)高度重視接地電阻的相關(guān)檢測(cè)工作。

目前，隨著防雷及接地技術(shù)的逐漸發(fā)展，在對(duì)接地電阻進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)其他因素進(jìn)行綜合考慮，如還需要對(duì)等電位連接措施及接地裝置的結(jié)構(gòu)屬性等是否符合規(guī)范要求進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)。根據(jù)《規(guī)范匯編》的有關(guān)規(guī)定，在土壤電阻率高的地區(qū)，對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件及該地區(qū)的施工難度進(jìn)行綜合考慮，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)鐵架與霹雷針之間及公共接地系統(tǒng)的連接狀況進(jìn)行檢查，而對(duì)于醫(yī)療設(shè)備、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就要重點(diǎn)考慮等電位連接狀況。

三、防雷檢測(cè)中接地電阻的影響因素及其解決對(duì)策

（一）影響因素

1.氣象條件。由于在規(guī)范匯編里沒(méi)有具體規(guī)定在進(jìn)行接地電阻的檢測(cè)時(shí)應(yīng)該具備的氣象條件，所以當(dāng)進(jìn)行實(shí)際的電阻檢測(cè)時(shí)，要對(duì)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件(例如濕度，溫度等)有所了解，然后根據(jù)這些來(lái)明確接地電阻和氣象條件之間存在的關(guān)聯(lián)。接地電阻和土壤的電阻率之間的關(guān)系呈正比，換句話說(shuō)就是當(dāng)土壤的電阻率越高，接地電阻的阻值也越大。土壤中的化學(xué)成分，相對(duì)濕度和溫度，以及土質(zhì)的緊密程度等都會(huì)對(duì)土壤的電阻率產(chǎn)生影響，在這些因素里，會(huì)給電阻率造成最為嚴(yán)重影響的因素就是土壤的相對(duì)濕度和溫度。

2.檢測(cè)設(shè)備。在規(guī)范匯編中要求檢測(cè)的電阻是沖擊接地電阻，而在大多數(shù)的氣象臺(tái)站中用的是日本生產(chǎn)的搖表式地阻儀，通過(guò)這種地阻儀所檢測(cè)出的叫做工頻接地電阻，與規(guī)范匯編中要求的不符合。因此在進(jìn)行電阻儀的測(cè)試時(shí)，重點(diǎn)測(cè)試土壤中的電位梯度近似為0的地方，也就是將電阻儀放置在零點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)，以避免出現(xiàn)誤差，從而使測(cè)試出的接地電阻值更為精確和有效，但是在實(shí)際的測(cè)試中很難做到。我國(guó)大部分的防雷檢測(cè)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行接地電阻的檢測(cè)時(shí)，較常使用鉗形接地電阻儀來(lái)檢測(cè)，這種電阻儀的檢測(cè)速度相對(duì)更快并且無(wú)須用到輔助接地棒，更加易于使用。在現(xiàn)實(shí)的接地體電阻的檢測(cè)中，不能測(cè)量出被作為測(cè)試極的接地體和要進(jìn)行測(cè)試的接地體間的距離，在一些特殊情況里，這兩個(gè)接地體間的距離十分短，不能達(dá)到測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)，并且在還沒(méi)掌握接地裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，這兩個(gè)接地體己經(jīng)和地下電氣溝通，在這個(gè)時(shí)候測(cè)試出的電阻值不具備可靠險(xiǎn)，所產(chǎn)生的誤差也很大。

3.隨機(jī)因素。在實(shí)際檢測(cè)接地體的電阻值過(guò)程中，一定要保證沒(méi)有不利因素的干擾，使測(cè)量出的數(shù)據(jù)更加精確，有效。在進(jìn)行接地電阻的測(cè)試時(shí)，會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)一些不利因素給檢測(cè)過(guò)程帶來(lái)影響，例如檢測(cè)時(shí)使用的地阻儀在測(cè)量過(guò)程中產(chǎn)生的電流量較小，會(huì)使測(cè)量出的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。除了這些干擾因素外，還會(huì)出現(xiàn)一些人為因素對(duì)檢測(cè)過(guò)程造成影響，對(duì)于這些因素一定要有足夠的重視，一定要最大限度的保障測(cè)量過(guò)程不被影響因素干擾。

另外，在接地電阻的檢測(cè)中，會(huì)出現(xiàn)給高層建筑物的防雷設(shè)備的接地電阻進(jìn)行檢測(cè)的情況，在檢測(cè)時(shí)會(huì)用到很長(zhǎng)的測(cè)試線，而這也會(huì)使檢測(cè)誤差偏大，例如一些高層建筑物的防雷工程做得很好，但是在檢測(cè)接地電阻時(shí)出現(xiàn)了較高的誤差。所以為了避免這種情況的發(fā)生，工作人員要考慮到超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的測(cè)試線所產(chǎn)生的電阻和感抗以及電流量帶來(lái)的干擾電動(dòng)勢(shì)等因素。

（二）解決對(duì)策

1.接地電阻值在很大程度上受檢測(cè)人員的操的影響，在檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意：檢測(cè)儀的三極要在一條直線上并且與地網(wǎng)垂直；地網(wǎng)測(cè)試點(diǎn)和測(cè)試儀的連接線長(zhǎng)度最好小于5m。若需加長(zhǎng)，應(yīng)把實(shí)測(cè)接地電阻值與加長(zhǎng)線阻值相減，然后填人表格等。

2.接地電阻受檢測(cè)環(huán)境的影響較大，檢測(cè)時(shí)，接地電阻測(cè)試儀的接地引線及其他導(dǎo)線應(yīng)將高、低壓供電線路避開(kāi)，防止造成危險(xiǎn)和干擾；若地網(wǎng)帶電對(duì)檢測(cè)產(chǎn)生影響，應(yīng)其原因查明，把帶電問(wèn)題解決后再測(cè)量，或者換個(gè)檢測(cè)位置測(cè)量；若在測(cè)量時(shí)因?yàn)楦哳l干擾、工頻漏流、雜散電流等因素，以至于接地電阻表讀數(shù)不穩(wěn)定，可以把地網(wǎng)測(cè)試點(diǎn)和測(cè)試儀的連線改為屏蔽線，或選用能夠改變測(cè)試頻率、具有窄帶濾波器或選頻放大器的接地電阻表檢測(cè)，使其抗干擾的能力得以提高；按DL475-92《接地裝置工頻物性參數(shù)的測(cè)量導(dǎo)則》規(guī)定，當(dāng)大型接地裝置或地網(wǎng)對(duì)角線D≥60m需要采用大電流測(cè)量，施加電流極上的工頻電流應(yīng)≥30A，以排除干擾使誤差減少。

3.根據(jù)實(shí)際檢測(cè)對(duì)象對(duì)接地電阻的要求精確度選定檢測(cè)方法。通常可采用三極法，但若有較高的接地電阻精確度的要求，就必須采用四極法，并進(jìn)行方位、多點(diǎn)測(cè)試。

4.在檢定合格有效使用期的檢測(cè)儀器才能使用，測(cè)量?jī)x器與測(cè)試儀器要符合國(guó)家計(jì)量法規(guī)的規(guī)定，檢測(cè)儀器見(jiàn)《建筑物防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》GB/T21431—2008附錄E。同時(shí)檢測(cè)儀器的選用要依據(jù)實(shí)際檢測(cè)對(duì)象的接地方式進(jìn)行，在檢測(cè)時(shí)要注意要測(cè)地網(wǎng)是不是單點(diǎn)接地，被測(cè)地線與設(shè)備是不是已連接，有沒(méi)有可靠的接地回路，從而選擇相應(yīng)的測(cè)量?jī)x器。

5.接地電阻值的檢測(cè)應(yīng)在土壤未凍結(jié)和非雨天時(shí)進(jìn)行，天氣氣候條件要能夠使正常檢測(cè)得以進(jìn)行。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上，接地電阻是衡量防雷檢測(cè)中的接地裝置性能和防雷工程質(zhì)量的主要指標(biāo)，在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)各種因素對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)造成干擾，從而使得檢測(cè)出的接地電阻不夠準(zhǔn)確，真實(shí)。而接地電阻能夠達(dá)到要求，是確保防雷裝置可靠性的關(guān)鍵，因此從中可以看出，防雷檢測(cè)中接地電阻起著十分重要的作用。

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