/ 廈門市計量檢定測試院

0 引言

接地電阻測試是電氣設(shè)備、電氣線路安全試驗的主要項目之一，目的是確保設(shè)備接地點或保護(hù)接地連接端子與大地可靠連接，保證人身和設(shè)備安全。傳統(tǒng)的接地電阻測試設(shè)備很多，包括手搖接地電阻測試儀、指針顯示接地電阻測試儀和數(shù)字顯示接地電阻測試儀等，但是這些設(shè)備在測試時都需要打地樁，測試過程比較麻煩。近幾年來，市場上出現(xiàn)了可以直接卡接在接地體上的鉗形接地電阻儀（以下簡稱鉗阻儀），可以非常方便地進(jìn)行測試，在各企事業(yè)單位中使用非常普遍，因此，計量的需求也越來越大[1]。

1 鉗阻儀的工作原理及特點

鉗阻儀測量接地電阻的基本原理其實就是測量回路電阻。如圖1所示，鉗口部分由電壓線圈和電流線圈組成，電壓線圈產(chǎn)生激勵信號，并在被測電阻回路上感應(yīng)一個電勢E。在電勢E的作用下將在被測電阻回路產(chǎn)生電流I。鉗阻儀內(nèi)部對E及I進(jìn)行測量，根據(jù)歐姆定律從而換算出回路電阻R=E/I[2]。

圖1 鉗阻儀基本測試原理

傳統(tǒng)接地電阻測試儀采用電壓電流法，必須在土壤中打輔助接地電極，測量準(zhǔn)確度取決于電極之間的距離，接地電阻之間有相對位置要求。

比較兩者，鉗阻儀在測試使用中具有以下優(yōu)點：

1）使用便捷：只要有接地環(huán)路，鉗阻儀只須鉗接在被測接地線上，無需斷開接地線、無需打地樁即可測得接地電阻值；而傳統(tǒng)方法需要在土壤中打相對位置的輔助電極，受環(huán)境影響較大。

2）測量準(zhǔn)確度高：傳統(tǒng)測量方法受到輔助電極位置影響，可能產(chǎn)生布局誤差，使得測量結(jié)果具有一定的分散性，從而降低測量結(jié)果的可信性。鉗阻儀不受這些因素影響，測量重復(fù)性好，準(zhǔn)確度更高。

3）使用場合更廣：鉗阻儀測量的是整個接地系統(tǒng)的綜合接地電阻，而傳統(tǒng)方法只能測量單個接地體的接地電阻，對于多點接地系統(tǒng)，傳統(tǒng)方法無法測量接地故障，無法完整評價整個接地系統(tǒng)。

4）數(shù)字顯示、自動換檔，較傳統(tǒng)手搖接地電阻測試儀更直觀。

2 接地電阻的一般要求及鉗阻儀的應(yīng)用

接地一般指電力系統(tǒng)和電氣裝置的中性點、電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分和裝置外導(dǎo)電部分通過導(dǎo)體或?qū)Ь€與大地相連，根據(jù)它的用途可分為工作接地、保護(hù)接地、防雷接地和防靜電接地這四類。DLT 621-1997《交流電氣裝置的接地》要求：對于A類電氣裝置，接地電阻一般要求不大于5Ω，防雷和防靜電接地電阻不大于30Ω；對于B類電氣裝置，接地電阻一般不大于4Ω，非公用接地裝置，一般不大于10Ω。一般情況下，大部分的接地電阻要求滿足：

1）建筑的防雷保護(hù)接地電阻應(yīng)不大于10Ω[3]。

2）共用接地體(聯(lián)合接地)接地電阻應(yīng)不大于1Ω[4]。

3）獨立的安全保護(hù)接地電阻應(yīng)小于等于4Ω[4]。

4）獨立的交流工作接地電阻應(yīng)小于等于4Ω[5]。

5）防靜電裝置接地電阻一般要求小于100Ω[6]。

鉗阻儀準(zhǔn)確度等級可達(dá)2.0級，一般測量范圍可從0.01～1200Ω，完全可滿足接地電阻的測量。因此，鉗阻儀可以廣泛應(yīng)用在電力、電信及防雷測試中，它可以很方便地用來測量輸變線路桿塔接地電阻、變壓器中性點接地電阻、建筑機(jī)房接地電阻、發(fā)射塔接地電阻以及加油站接地系統(tǒng)等。

3 對JJG1054-2009規(guī)程部分條款的解讀

按照檢定規(guī)程要求，使用符合規(guī)程要求的直流電阻箱或者接地電阻檢定裝置，可以滿足鉗阻儀的檢定校準(zhǔn)。以下是對JJG1054-2009中的幾個條款的理解，供參考。

1）4.1.2條款說明在儀器定級時，相鄰量程準(zhǔn)確度等級必須是相鄰的，準(zhǔn)確度等級系數(shù)a和b必須滿足a/b≥5。市場上大部分鉗阻儀技術(shù)指標(biāo)是按照ΔR=±（a%Rx+n）來表達(dá)，n換算出b系數(shù)并不滿足該條件，所以在檢定時需要檢定員按此條件嚴(yán)格判斷，而不能以說明書技術(shù)指標(biāo)來嚴(yán)格定級。

2）6.1.2條款對標(biāo)準(zhǔn)電阻器的要求，大部分實驗室具備0.05級電工電阻箱或者0.1級接地電阻儀檢定裝置，均能滿足檢定要求。

3）6.3.4條款顯示能力的檢查，可以避免斷碼等造成顯示結(jié)果誤讀（大部分鉗阻儀采用數(shù)碼管顯示，容易斷碼）。

4）6.3.6條款通過重復(fù)性測試，可以排除鉗口的張合影響，同時確保線圈正常工作。

5）6.3.7.1條款說明對于其他準(zhǔn)確度等級的測量范圍選擇不少于2個檢定點，一般可以選擇量程20%、50%、90%作為檢定點，也可選取10的整數(shù)次冪點或其相近整數(shù)倍值作為檢定點，方便校準(zhǔn)。

4 鉗阻儀檢定或校準(zhǔn)注意事項

1）開機(jī)時，鉗阻儀鉗口不能鉗在被測電阻回路中，否則會影響校準(zhǔn)結(jié)果。

2）開機(jī)時可用隨機(jī)配套標(biāo)準(zhǔn)環(huán)形電阻，檢驗設(shè)備是否正常。

3）確保鉗口完全閉合，否則影響校準(zhǔn)結(jié)果，尤其在電阻較大時（一般大于100Ω），影響更大。可以在校準(zhǔn)前，先把鉗口張合幾次，必要時用酒精擦拭鉗口，確保鉗口良好閉合，再開機(jī)。

4）校準(zhǔn)所使用的連接導(dǎo)線應(yīng)小于5mΩ,減少連接導(dǎo)線電阻對小量程校準(zhǔn)的影響。必要時可以采用修正方式去除導(dǎo)線影響。

5）校準(zhǔn)時，注意接線導(dǎo)線偏心位置影響，尤其是校準(zhǔn)較大和較小電阻時的影響更大。

6）注意量程切換點的影響。有些鉗阻儀在量程切換點附近誤差值可能較大，可以在校準(zhǔn)或檢定時，從大量程值逐步遞減至小量程值來測量，以減少影響。必要時，可對同一測量點多次校準(zhǔn)，取平均值作為最終結(jié)果。

5 結(jié)語

鉗阻儀作為常用測量接地電阻的儀器之一，具有不打樁方便測量的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在防雷檢測、建筑安全檢測等部門。計量工作者在檢定過程中需掌握其工作特點，避免干擾因素的影響，確保其量值溯源的可靠性。