工频接地电阻的测量方法

1.三极测量法

采用DER2571型数字地阻仪、ZC-8型接地电阻测试仪或K-7型地阻仪等测量接地电阻均属三极测量法。测量原理如图9-13所示。在测量时都要埋设两个辅助接地极：一个用来测量被测接地体或接地网（G）与零电位间的电压，称为电压极（P）；另一个用来构成流过被测接地体的电流回路，称为电流极（C）。

图9-13　三极测量法原理图

被测接地体或接地网和两个辅助接地极之间的相互位置与距离对测量结果有很大影响。常用的辅助接地极布极法是直线布极法。

1）直线布极法

直线布极法就是地网边缘的中间位置与电压极和电流极在一条直线上，如图9-14所示。

9-14 直线布极法测接地电阳

电流极C与接地网G边缘之间的距离dGC一般取接地网最大对角线长度D的4～5倍。电压极P到接地网边缘的距离dGP约为电流极到接地网边缘距离dGC的50%～60%。测量时，沿接地网和电流极的连线移动3次，每次移动距离为dGC的5%左右，三次测得值接近即可。

若dGC取值4D～5D有困难，在土壤电阻率较均匀的地区，dGC可取值2D，dGP取值D；在土壤电阻率不均匀的地区或城区，dGC可取值3D，dGP取值1.7D。

此外，假如被测接地体G、电压极P和电流极C均为单极且G、P、C这3点在一条直线上，则GP间最小距离为20 m，GC间最小距离为40 m。

当向单极接地体注入电流时，其电流以半球形从接地体向周围土壤中扩散，由于半球形的球面积在离接地体越近的地方越小，越远的地方越大，因此离接地体越远的地方电阻越小，相应地电压降越小。实验证明，在离单极接地体20 m远的地方，电位已趋于零。这个电位为零的地方，称为电气地。GP间用于测量被测接地体与零电位之间的电压，电压极P在土壤中应处于零电位，故GP间最小距离应有20 m。

2）用ZC-8型接地电阻测试仪测量接地电阻

ZC-8型接地电阻测试仪又称接地电阻摇表，其俯视图及测量地网接地电阻的接线图如图9-15所示。图中，调整旋钮：用于在检流计指针调零测量前把检流计指针调到与中心线重合；倍率盘：显示测试倍率（×0.1、×1、×10）；标度盘：标示所测接地电阻读数；测量盘旋钮：测试时调节这个旋钮使检流计指针指于中心线；倍率盘旋钮：调节测试倍率；发电机摇把：手摇发电，为接地电阻测试仪提供交流测试电源；端钮C2和P2：在测量接地电阻时用金属连接片可靠接通。该地阻仪还附带辅助接地极棒2支、绝缘导线3根。

图9-15　ZC-8型接地电阻测试仪

用ZC8型地阻仪测量地网接地电阻的操作方法如下。

（1）把地阻仪置于被测地网近旁平整的地方，按前面讲述的布极要求，在地网外的适当位置把钢质电流接地极和电压接地极打入地中40 cm，接好测试线。

（2）选择最大倍率，慢慢转动摇把，同时旋动“测量盘旋钮”使检流计指针指向中心线。当检流计的指针接近中心线时，加快发电机摇把的转速，使其为均匀的每分钟120转，调整“测量盘旋钮”使指针指在中心线上，得出标度盘读数。当标度盘的读数小于1时，选择较小倍率，再重新调整“测量盘旋钮”以得到正确的测量结果。

（3）被测接地电阻值（Ω）＝标度盘读数×倍率。例如，标度盘的读数为5，倍率是1，则被测接地电阻为5 Ω。

2.非接触测量法

采用钳形接地电阻测试仪测量接地电阻，属于非接触测量法，又称在线测量法。其测量原理如图9-16所示。图中 XR为被测接地电阻。测量时也需要辅助接地极，其接地电阻为 ZR，辅助接地极用以构成测量时电流的闭合回路。测试仪通过电压钳口在接地连接线上产生特定频率的感应电压，电流钳口感应接地连接线上与电压钳口同频率的电流，自动计算被测接地回路的总电阻值。当 ZR＜＜RX时，可近似认为回路总电阻就是被测接地电阻。电压钳口与电流钳口应平行。(www.xing528.com)

图9-16　非接触法测量原理图

非接触测量法可以非常方便地测量多点接地系统中某一接地体的接地电阻。多点接地系统如高低压架空避雷线接地、通信电缆接地，由于它们通过架空地线或通信电缆的屏蔽层连接，因此不需要另接辅助接地极，所有其他电杆的接地电阻并联后的等效电阻为 ZR，从工程角度有理由认为RZ≈0。这样，所测的回路电阻就是被测电杆接地体的接地电阻XR（见图9-17）。

图9-17　用钳形地阻仪测多点接地系统（架空避雷线接地）中某一接地体的接地电阻

顺便指出，如果采用三极测量法来测量多点接地系统中某一接地体的接地电阻，则测量前必须将该接地体与接地系统中的其他部分断开。

非接触测量法由其测量原理所决定，只能测量回路电阻，对于单独的接地体或接地网，如果不接辅助接地极，就无法测出接地电阻。但对接地网而言，又很难找到一个接地电阻值比地网接地电阻还小得多的辅助接地极。这时若被测接地系统附近有两个独立的接地系统，则可利用它们来进行测试。

如图9-18所示，所要测量的是接地系统A的接地电阻AR，如果能找到另外两个独立接地系统B和C（例如两个建筑物，其地网的接地电阻分别是未知的 BR和 CR），那么，第一步，可将A和B用一根导线连接起来，用钳形接地电阻测试仪测得第一个读数 1R。

图9-18　利用附近接地系统测接地电阻示意图

第二步，将B和C用导线连接起来（撤去A、B间的连线），再用钳形接地电阻测试仪在B处或C处测得第二个读数R2。

第三步，将C和A用导线连接起来（撤去B、C间的连线），再用钳形接地电阻测试仪在A处测得第三个读数 3R。

上面每一步所测得的读数都是两个接地电阻的串联值。这样，就可以很容易地计算出每一个接地装置的接地电阻。

由于

R1=RA+RB

R2=RB+RC

R3=RC+RA

因此接地体A的接地电阻值为

同时也可以计算出另外两个参照接地系统的接地电阻值：

RB=R1-RA

RC=R3-RA

每年应定期对通信局（站）的工频接地电阻值进行测试，并做记录，主要考察接地电阻值的变化情况。移动通信基站宜在干季、雷雨季各测一次。接地电阻不宜在雨天或雨后测量，以免测量结果不准确。