單金梅 柴曉玲 李俊波 曹勇勇

摘要：所謂接地電阻，就是指電流經(jīng)接地裝置后，進(jìn)入大地時(shí)所能檢測(cè)到的接地極電阻，它主要受土壤和接地極表面電阻以及接地電極附近的土壤電阻影響。在防雷設(shè)施的檢測(cè)過(guò)程中，接地電阻的量化值，是判斷防雷裝置性能的重要指標(biāo)。而在對(duì)接地電阻進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于各種不確定因素的存在，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差。如果技術(shù)人員熟悉其測(cè)量原理，并能正確進(jìn)行操作，合理選擇接地極的位置，就可能有效減小檢測(cè)的誤差，避免接地電阻值的不穩(wěn)定，從而保證了檢測(cè)工作的準(zhǔn)確性。因此，非常有必要對(duì)可能影響接地阻值測(cè)量結(jié)果的因素進(jìn)行科學(xué)全面的分析。

關(guān)鍵詞：防雷;接地電阻;測(cè)量誤差;診斷;研究

引言

在測(cè)量接地電阻時(shí)，其結(jié)果的可靠性會(huì)受到人為因素、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件、設(shè)備性能、輔助延長(zhǎng)線(xiàn)使用情況等因素的影響。在一定的環(huán)境條件下，只有真實(shí)的測(cè)量值，才能有效衡量和確定避雷裝置的接地電阻。但由于各種因素的影響，其測(cè)量值存在非常大的誤差。相關(guān)技術(shù)人員要從理論和實(shí)踐基礎(chǔ)上全面分析測(cè)量誤差因素，充分認(rèn)識(shí)誤差產(chǎn)生的來(lái)源，努力消除和減少誤差源造成的影響。努力提高接地電阻的測(cè)量精度，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，確保電阻測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1、防雷接地電阻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1.1實(shí)時(shí)接地電阻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

接地電阻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要由接地電阻測(cè)量裝置、電子監(jiān)測(cè)主板、服務(wù)器和監(jiān)測(cè)終端組成。接地電阻測(cè)量?jī)x，通過(guò)輔助接地極對(duì)相關(guān)接地裝置進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量值通過(guò)通訊傳輸至監(jiān)控板。監(jiān)控板定時(shí)與電阻測(cè)量裝置進(jìn)行交互，不僅檢查監(jiān)控板與電阻測(cè)量裝置的連接，還定時(shí)發(fā)送接地電阻測(cè)量指令，實(shí)現(xiàn)了定時(shí)自動(dòng)測(cè)量接地電阻值。另外監(jiān)控板還具備一定的邏輯計(jì)算功能，不僅能利用通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接收到接地電阻信息，并傳輸?shù)街醒敕?wù)器，同時(shí)還可以提前設(shè)置報(bào)警值。當(dāng)接地電阻的測(cè)量值，超過(guò)設(shè)定值時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)及時(shí)將預(yù)警信息，上傳至服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了靈敏高效的預(yù)警功能。

檢測(cè)接地電阻的方法有很多種，有歐姆定律法和電橋法。具體使用的方法取決于防雷裝置。當(dāng)測(cè)量接地電阻的操作空間有限時(shí)，會(huì)使用輔助極法進(jìn)行測(cè)量。該方法在多個(gè)接地裝置檢測(cè)時(shí)特別有效。為避免雷電風(fēng)暴引起事故，技術(shù)人員必須對(duì)接地電阻進(jìn)行測(cè)量。使用電流表和電壓測(cè)量的方法，是依靠歐姆定律來(lái)獲得特定的測(cè)量結(jié)果。在測(cè)量過(guò)程中，技術(shù)人員需要保證被測(cè)電路在交流電源下連接，其操作須結(jié)合實(shí)際的測(cè)量情況進(jìn)行。另外可以采用非接觸式測(cè)量方法，它是利用測(cè)量接地電阻的相關(guān)裝置來(lái)完成電阻的測(cè)量工作。根據(jù)歐姆定律測(cè)量閉合電路的電阻，使用輔助電極測(cè)量接地電阻，以充分保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2、接地電阻測(cè)量誤差的原因

2.1電磁場(chǎng)的影響因素

輻射的電磁場(chǎng)直接影響系統(tǒng)測(cè)量值。例如漏電中接地裝置周?chē)嬖陔娢徊?，被測(cè)接地極有交流電，用電設(shè)備與短路引起的絕緣不良，附近有高電源電壓等。當(dāng)電源的防雷接地裝置不平衡，防雷接地裝置周?chē)泄ぷ麟妷汉徒拥貢r(shí)，當(dāng)高壓變電站、高壓線(xiàn)路和大功率設(shè)備發(fā)射時(shí)，工作地電位會(huì)有所增加。隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化，這導(dǎo)致在測(cè)量中觀察到的接地電阻測(cè)試儀的指標(biāo)是錯(cuò)誤的，直接影響了接地電阻。

2.2環(huán)境因素

在環(huán)境因素的影響下，測(cè)量電阻時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤差，如溫度、濕度和風(fēng)向等。通過(guò)測(cè)量接地電阻，會(huì)產(chǎn)生很大的電磁場(chǎng)，對(duì)于精密測(cè)量?jī)x器，這會(huì)影響測(cè)量地電阻的結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，測(cè)量人員在測(cè)量接地電阻前應(yīng)做好調(diào)查工作，加強(qiáng)測(cè)量區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查，收集原始資料，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而控制影響接地電阻的測(cè)量誤差。如在潮濕的環(huán)境中測(cè)量土壤電阻，電阻值一般會(huì)低于正常值。如果在干燥的環(huán)境中，土壤條件相對(duì)穩(wěn)定，測(cè)得的阻力有增加的趨勢(shì)。在實(shí)際測(cè)量接地電阻時(shí)，測(cè)量人員必須考慮影響因素，并結(jié)合情況進(jìn)行分析。

2.3檢測(cè)防雷裝置安全性的因素

在防雷過(guò)程中會(huì)干擾電流，當(dāng)測(cè)量電流重疊出現(xiàn)交流信號(hào)時(shí)，會(huì)影響地電阻測(cè)量的準(zhǔn)確性。在檢查防雷裝置時(shí)，如果地下有金屬，會(huì)改變被測(cè)土壤的電阻率，并將直接改變電流方向，影響接地電阻測(cè)量的準(zhǔn)確性，造成接地電阻測(cè)量值為0。如果接地電阻測(cè)量周?chē)写蠊β室苿?dòng)設(shè)備，也會(huì)有磁場(chǎng)的產(chǎn)生，將直接干擾測(cè)量結(jié)果，造成儀器讀數(shù)的波動(dòng)，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差。

3、減少接地電阻測(cè)量誤差的方法

3.1防雷接地電阻位置的檢測(cè)

為了提高接地電阻的檢測(cè)效率，相關(guān)的測(cè)量人員必須了解防雷接地裝置的設(shè)計(jì)原理。在進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)接地電阻時(shí)，應(yīng)監(jiān)測(cè)與接地隔離板的距離，確保與地面的距離為1.5米左右。應(yīng)分別檢查連接的上下端和底部，如果重新測(cè)試后阻值仍然沒(méi)有變化，則測(cè)試接地正確，否則接地隔離板的連接有問(wèn)題。相關(guān)測(cè)量人員應(yīng)及時(shí)處理接地?cái)嚅_(kāi)，以保證連接效果。對(duì)于獨(dú)立的接閃桿，可在引下線(xiàn)過(guò)程中直接測(cè)量接地電阻，將接地裝置連接在一起，并降低導(dǎo)電性到中心位置的測(cè)量接地電阻。必須為檢查周期制定定期檢查計(jì)劃，相關(guān)人員應(yīng)定期檢查，按照測(cè)量地點(diǎn)的原則進(jìn)行接地電阻測(cè)量，便于參數(shù)的進(jìn)一步比對(duì)。在對(duì)比分析數(shù)據(jù)過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)異常，需要從不同的測(cè)量點(diǎn)提取相關(guān)信息，確保數(shù)據(jù)分析人員具有可靠性的判斷依據(jù)，方便制定針對(duì)解決方案。

3.2地電位的檢測(cè)和排除

測(cè)量時(shí)儀表指針有波動(dòng)，說(shuō)明受地電位影響。電氣接地測(cè)試時(shí)連接電壓和電流探頭，測(cè)量地電位。當(dāng)本地電位大于1OV時(shí)，在接地裝置無(wú)法測(cè)量接地電阻時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)附近有工作接地連接，可在停電時(shí)測(cè)量地電壓，當(dāng)本地電壓小于1OV時(shí)可進(jìn)行電阻測(cè)量，確保檢測(cè)讀數(shù)指針盡量穩(wěn)定，當(dāng)讀數(shù)指針出現(xiàn)了輕微擺動(dòng)時(shí)，盡量在指針波動(dòng)時(shí)進(jìn)行。

3.3接地電阻檢測(cè)時(shí)機(jī)

在檢測(cè)接地電阻中，為增加防雷功能的有效性，應(yīng)做好防雷系統(tǒng)的排查工作，減少雷擊對(duì)設(shè)備的損害。防雷裝置一旦被雷擊，檢查人員要做好檢查和維護(hù)工作。此外，應(yīng)根據(jù)接地電阻本身的特性，相關(guān)部門(mén)進(jìn)行測(cè)試，以最大限度發(fā)揮防雷裝置的應(yīng)用特性。在干旱地區(qū)進(jìn)行接地電阻測(cè)量中，土壤中的含水量直接影響接地電阻數(shù)據(jù)的精度。由于防雷裝置的檢測(cè)，要加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的評(píng)價(jià)，做好數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，判斷測(cè)量防雷裝置接地電阻并及時(shí)糾正，確保防雷裝置檢測(cè)[1]。

3.4了解被測(cè)區(qū)域的地質(zhì)條件

在接地極和測(cè)試極之間找到良好且可靠的接地，全面了解地下管道的位置和方向，檢查防雷接地，確保檢測(cè)儀表的電壓和電流傳感器可以有效的繞過(guò)地下金屬管道，以避免地面坡度變化較大造成的檢測(cè)數(shù)據(jù)的誤差。電壓電流傳感器與接地極的距離應(yīng)與設(shè)備使用要求距離相對(duì)應(yīng)。由于輸入接地的電流保持恒定，電壓探頭離接地電極越近，電極和探頭之間的電壓越低，將直接造成測(cè)量值也越低。使用電流產(chǎn)生的測(cè)試儀接地表時(shí)，將電流引入接地極后，距接地極20m處的電位接近于零，使用接地電阻測(cè)試儀時(shí)，由于輸入電流較小，電壓電極應(yīng)與被測(cè)地保持10m左右的距離[2]。

3.5診斷接地電阻錯(cuò)誤的技術(shù)措施

為改善接地網(wǎng)土壤的特性，保證土壤電阻率測(cè)量的準(zhǔn)確性，可在附近的土壤中加入適量的化學(xué)試劑，引入導(dǎo)電物質(zhì)，以提高土壤的電導(dǎo)率。通過(guò)應(yīng)用化學(xué)試劑，改變土壤的性質(zhì)，避免電阻測(cè)量過(guò)程中電阻過(guò)高的問(wèn)題。為保證接地設(shè)計(jì)中防雷裝置接地結(jié)構(gòu)的科學(xué)性，采用建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃，在主體接地過(guò)程中，應(yīng)將主體建筑結(jié)構(gòu)的主筋連接到接地網(wǎng)，擴(kuò)大接地面積。相關(guān)人員必須準(zhǔn)確測(cè)量接地網(wǎng)的深度，保證導(dǎo)電效果。在深埋接地過(guò)程中，結(jié)合地形和水文地質(zhì)情況進(jìn)行考慮，以保證深埋體的接地效果[3]。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，防雷裝置的接地電阻，是衡量其接地質(zhì)量的重要參數(shù)。它的接地電阻由接地體本身的電阻、與大地接觸部分的電阻和電流通過(guò)接地極流向大地的電阻組成。接地裝置的接地電阻，主要由后兩種決定。其測(cè)量誤差也與土壤的電阻系數(shù)有關(guān)系。由此可知，防雷裝置接地電阻測(cè)量時(shí)的誤差，體現(xiàn)在接地電阻不均而引起的。為有效避免測(cè)量錯(cuò)誤，其根本方法是增加工程技術(shù)檢測(cè)人員的專(zhuān)業(yè)水平。通過(guò)專(zhuān)業(yè)化培訓(xùn)，檢測(cè)人員要學(xué)會(huì)消除檢測(cè)操作中的錯(cuò)誤，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)控制程序，以減少電阻測(cè)量誤差。這不僅是滿(mǎn)足工作檢測(cè)方法的基本條件，也是技術(shù)規(guī)范的要求。只有減少電阻測(cè)量誤差，才能保證法律和技術(shù)監(jiān)測(cè)的公平、公正性。

參考文獻(xiàn)：

[1]邢文圣，劉國(guó)勛，夏瑞瑞，羅航，劉富文，劉居輝.接地電阻和土壤電阻率及隱蔽泄流地網(wǎng)測(cè)量的輸電桿塔防雷技術(shù)[J].電網(wǎng)與清潔能源，2018，34（07）：25-30.

[2]胡顯哲.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分布式桿塔接地電阻檢測(cè)裝置的研究[D].山東建筑大學(xué)，2018.

[3]韋泰奎，阮小飛，徐金鵬.鐵路通信機(jī)房防雷接地電阻實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及影響因素分析[J].鐵道通信信號(hào)，2018，54（01）：93-95.

作者簡(jiǎn)介：?jiǎn)谓鹈罚?988.02.28-），女，漢族，甘肅平?jīng)?，本科，甘肅民安現(xiàn)代防雷技術(shù)有限公司，工程師，研究方向：防雷服務(wù)、防雷檢測(cè)及技術(shù)研發(fā)。