/ 廈門(mén)市計(jì)量檢定測(cè)試院

0 引言

接地電阻測(cè)試是電氣設(shè)備、電氣線路安全試驗(yàn)的主要項(xiàng)目之一，目的是確保設(shè)備接地點(diǎn)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(cè)試設(shè)備很多，包括手搖接地電阻測(cè)試儀、指針顯示接地電阻測(cè)試儀和數(shù)字顯示接地電阻測(cè)試儀等，但是這些設(shè)備在測(cè)試時(shí)都需要打地樁，測(cè)試過(guò)程比較麻煩。近幾年來(lái)，市場(chǎng)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(jiǎn)稱鉗阻儀），可以非常方便地進(jìn)行測(cè)試，在各企事業(yè)單位中使用非常普遍，因此，計(jì)量的需求也越來(lái)越大[1]。

1 鉗阻儀的工作原理及特點(diǎn)

鉗阻儀測(cè)量接地電阻的基本原理其實(shí)就是測(cè)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(lì)信號(hào)，并在被測(cè)電阻回路上感應(yīng)一個(gè)電勢(shì)E。在電勢(shì)E的作用下將在被測(cè)電阻回路產(chǎn)生電流I。鉗阻儀內(nèi)部對(duì)E及I進(jìn)行測(cè)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(cè)試原理

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

比較兩者，鉗阻儀在測(cè)試使用中具有以下優(yōu)點(diǎn)：

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

2）測(cè)量準(zhǔn)確度高：傳統(tǒng)測(cè)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(cè)量結(jié)果具有一定的分散性，從而降低測(cè)量結(jié)果的可信性。鉗阻儀不受這些因素影響，測(cè)量重復(fù)性好，準(zhǔn)確度更高。

3）使用場(chǎng)合更廣：鉗阻儀測(cè)量的是整個(gè)接地系統(tǒng)的綜合接地電阻，而傳統(tǒng)方法只能測(cè)量單個(gè)接地體的接地電阻，對(duì)于多點(diǎn)接地系統(tǒng)，傳統(tǒng)方法無(wú)法測(cè)量接地故障，無(wú)法完整評(píng)價(jià)整個(gè)接地系統(tǒng)。

4）數(shù)字顯示、自動(dòng)換檔，較傳統(tǒng)手搖接地電阻測(cè)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(diǎn)、電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分和裝置外導(dǎo)電部分通過(guò)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(lèi)。DLT 621-1997《交流電氣裝置的接地》要求：對(duì)于A類(lèi)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(duì)于B類(lèi)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(dú)立的安全保護(hù)接地電阻應(yīng)小于等于4Ω[4]。

4）獨(dú)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(jí)可達(dá)2.0級(jí)，一般測(cè)量范圍可從0.01～1200Ω，完全可滿足接地電阻的測(cè)量。因此，鉗阻儀可以廣泛應(yīng)用在電力、電信及防雷測(cè)試中，它可以很方便地用來(lái)測(cè)量輸變線路桿塔接地電阻、變壓器中性點(diǎn)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(duì)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(duì)JJG1054-2009中的幾個(gè)條款的理解，供參考。

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

2）6.1.2條款對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電阻器的要求，大部分實(shí)驗(yàn)室具備0.05級(jí)電工電阻箱或者0.1級(jí)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(guò)重復(fù)性測(cè)試，可以排除鉗口的張合影響，同時(shí)確保線圈正常工作。

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

4 鉗阻儀檢定或校準(zhǔn)注意事項(xiàng)

1）開(kāi)機(jī)時(shí)，鉗阻儀鉗口不能鉗在被測(cè)電阻回路中，否則會(huì)影響校準(zhǔn)結(jié)果。

2）開(kāi)機(jī)時(shí)可用隨機(jī)配套標(biāo)準(zhǔn)環(huán)形電阻，檢驗(yàn)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(shí)（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(shí)用酒精擦拭鉗口，確保鉗口良好閉合，再開(kāi)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(duì)小量程校準(zhǔn)的影響。必要時(shí)可以采用修正方式去除導(dǎo)線影響。

5）校準(zhǔn)時(shí)，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(shí)的影響更大。

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

5 結(jié)語(yǔ)

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