接地電阻的測量及影響因素分析

彭天宇

摘 要 接地網對于電力電子系統的安全運行是必不可少的，而接地網的性能又與接地電阻有著密切的關系。由于受到測量方法及環境等多方面因素的影響，接地電阻的測量往往具有一定的難度。本文從接地系統的應用背景出發，詳細闡述了接地電阻測量的基本原理，并對實際接地網進行了試驗分析。論文最后對影響接地電阻測量的主要因素進行了深入的分析，并提出了相應的應對措施。本文的研究可以為相關領域的工程技術人員提供理論參考和實踐指導。

關鍵詞 接地網;接地電阻;測量

1接電電阻測量原理

1.1 電位降法

電位降法早在幾十年前就已經得到廣泛應用，是測量接地電阻的最常用的方法之一。目前電位降法已成為ANSI/IEEE標準推薦使用的接地電阻測量基本方法，也是我國相關工程應用的標準方法之一，在業內受到了廣泛的認可。電位降法測量接地電阻的基本原理如圖1所示。

上圖中，G代表接地裝置，它通常可以被看成半球形的電極;D代表接地網的大小;P代表電壓極;C代表電流極;dop代表接地網到電壓極的距離。在測量時，首選向接地裝置G中注入一定的電流，然后用電壓表測出G點與P點之間的壓降。接著可以反復調節電壓極的位置并記錄相應的壓降值，即可得到接地網與P極之間的電位分布曲線。曲線中變化率為零處對應的電阻就是待測接地網的接地電阻值。

但是，測量過程中往往會受到電流場畸變的影響，因而需要引入輔助電極來改善測量效果。另外，由于實際的接地裝置以半球形電極為主，且土壤電阻率并不是一個常數，這也會給測量結果帶來較大的誤差。工程上一般通過加長電流極引線來解決這一問題。

綜上所述，電位降法的應用是以大量假設為前提的，但工作現場往往是復雜多變的，這意味著采用電位降法對接電電阻進行測量并非完全準確。為了對電位降法進行優化，于是產生了補償法[1]。

1.2 補償法

補償法實際上是對電位降法的一種改進和優化，經過長期的實踐，已經成為一種較成熟的接地電阻測量方法。該方法的基本思路是通過引入電流極制造畸變電場來計算G與電C之間的零電位面。由于引入了電流極，零電位面將有可能出現在接地網與電流極之間，只需要測量零電位面的接地電阻即可直接得出待測接地電阻值。補償法避免了長引線的使用，使可操作性大大增強。

2接電電阻的測量

本文采用AI-6310自動抗干擾地網電阻測量儀對某電網系統的地網接地電阻進行了測量試驗。測量原理如圖2所示。

測量過程采用了直線法來進行。首先，需要保持接地電網G、電流極C和電壓極P在同一直線上，然后將電壓極P在該直線上反復移動，當連續H次測量結果的誤差不超過5%時，就認為找到了地網的零電位點。另外，為了盡量減少測量誤差，電流極安裝在大于5D倍的距離之外[2]。

3測量影響因素分析

3.1 測量方法的影響

不同的測試方法有不同的原理，需要在不同的條件下進行測量，最終的測量精度自然也不一樣。這意味著測量方法的選擇對測量準確性的影響是一個大的因素。例如選擇了電位降法，從原理上講，接地極、儀表電壓極與電流極三者之間應保持在一條直線上，但受到場地的限制，這個要求往往不能得到滿足，這就會對測量結果產生較大的影響。

3.2 測量環境的影響

測量環境因素首先表現為土壤電阻率的不均勻性，土壤電阻率并不是均勻分布的，它在不同的地方會有一定程度的起伏，在一些特殊地形中甚至可能出現突變。即使土壤電阻分布比較均勻，在不同的天氣條件下，不同的填埋深度中，土壤電阻率也不一樣。例如當土壤含水量增加或溫度升高時，其電阻率就會相應下降。其次是待測地點附近的地基或管道等金屬物對測量結果的影響。

3.3 電磁干擾的影響

現場附近有大功率發射塔、天線等強磁場設備存在時，接地系統中往往會受到高電平干擾信號、雜散電流及工頻干擾信號等問題的影響。高壓配電線、鐵路等附近區域可能出現較大的漏電流，造成電場畸變，使地電位分布失衡。對于不同干擾源可以采取不同的措施來減輕干擾效應。

4結束語

本文僅對接地電阻的測量方法和影響因素進行了一些主要的分析，在實際的現實測量中，還會有各種各樣的影響因素。為了提高測量結果準確性，測量人員不但要有熟練的技能，還需要有豐富的現場經驗，檢測前應充分了解測量現場的各種情況，盡量消除各種因素對測量結果的影響

參考文獻

[1] 葛欣宏，賀庚賢，寧飛.防靜電工作區接地電阻的測量不確定度評定[J].電測與儀表，2013，50（09）：124-128.

[2] 李家啟，陳宏.接地電阻測量環境影響機理及其對策[J].氣象科技，2012，40（06）：1013-1017.