测量接地电阻的方法与注意事项

接地就是用金属导线将电气设备和输电线路需要接地的部分与埋在土壤中的金属接地体连接起来。接地体的接地电阻包括接地体本身电阻、接地线电阻、接地体与大地的接触电阻和大地的散流电阻。由于前三项电阻很小，可以忽略不计，所以接地电阻一般就指散流电阻。

接地电阻测量线路原理图如图4-35所示。在被测接地体E几十米以外的地方向地中插入辅助接地极C，并将交流电压加于E、C端，于是将有电流I通过电极和大地，从接地体E出来的电流路线分散在各个不同的方向，离开E极越远，电流密度越小。由于在距接地体E越远的地方电阻越小，而距接地体E越近的地方电阻就越大，所以电压大部分降落在接地体附近的地带。

在进行测量时，为了防止外界杂散干扰和把辅助接地极的电阻包括在内，一般采用两个电极，一个是把电流引入地中，称为电流极C，与被测接地体相距较远；另一个用来测量电压，称为电位极P，测量时E、P、C三极必须在一条直线上。

图4-35 接地电阻测量线路原理图

图4-36 用补偿测量接地电阻的原理电路及电位分布图

常用的测量接地电阻的方法有电流电压表法（即伏安法）、电桥法和接地电阻测量仪法等，而其中尤以第三种最简单，因而得到广泛应用。

1.接地电阻的测量原理

图4-36是用补偿法测量接地电阻的原理电路。图中，E为接地电极，P为电位辅助电极，C为电流辅助电极。E接接地体，P、C分别接电位探测针和电流探测针，三者应在一条直线上，间距不小于20m。被测接地电阻R_x就是E、P之间的土壤散流电阻，不包括电流辅助电极C的接地电阻。

交流电源的输出电流I经电流互感器TA的一次绕组到接地电极E，通过大地和电流辅助探针、电流辅助电极C构成闭合回路，在接地电阻R_x上形成电压降IR_x，IR_x的电位分布如图4-36所示。电流互感器TA的二次绕组感应电流kI，并经电位器R构成回路，电位器左端电压降为kIR_S。当检流计指针偏转时，调节电位器使检流计指针为零，则此时有

k是互感器TA的电流比。可见，被测接地电阻R_x的测量值仅由电流互感器电流比和电位器的电阻R_S决定，而与辅助电极的接地电阻无关。

2.ZC-8型接地电阻测量仪

接地电阻测量仪又称接地绝缘电阻表，是专门用于直接测量各种接地装置接地电阻的便携式仪表。其基本结构是由手摇发电机、电流互感器、调节电位器及检流计等组成，全部机构装在铝合金铸造的携带式外壳内，附件有两根探测针及3根连接导线。

ZC-8型接地电阻测量仪是按补偿法的原理制成的，内附手摇交流发电机作为电源，其外形和内部原理电路如图4-37所示。

该测量仪有三端钮和四端钮两种。其中，有四个端钮的测量仪，一般应将“P₂”、“C₂”短接后再接到被测接地体，而三个端钮的测量仪通常已在内部将“P₂”、“C₂”短接，再引出一个“E”端钮，测量时直接将“E”端接到接地体即可。端钮“P₁”、“C₁”分别接电位探测针和电流探测针，两探测针按要求的距离插入地中。为了扩大测量仪的量程，电路中接有三组不同的分流电阻R₁～R₃和R₅～R₈，用来实现对电流互感器二次电流以及检流计支路的分流。分流电阻的切换利用联动的转换开关S同时进行。对应于转换开关有三个k值，当转换开关置于“1”档时，k=1；当转换开关置于“2”档时，I₂=I₁/10，k=1/10；当转换开关置于“3”档时，I₂=I₁/100，k=1/100。电位器的旋钮在测量仪的面板上，并带有读数盘。调节电位器时检流计指针指零，则被测接地电阻的值为R_x=kR_S。

3.接地电阻测量仪的使用

（1）使用方法和步骤

1）将仪表水平放置，检查指针是否指于中心线零位上，否则应将指针调整至中心线零位上。

2）确定被测接地极E′，并使电位探测针P′和电流探测针C′与接地极E′彼此相距20m，且在同一直线上，将电位探针P′和电流探针C′打入地下，上端露出地面约100～150mm，然后用导线将E′、P′和C′与仪表相应的端钮E、P、C连接。三端钮、四端钮测量仪的接线分别如图4-38a、b所示。

3）将“倍率标度盘”置于最大倍数，慢摇发电机手柄，同时旋动“测量标度盘”，即调节电位器RP使检流计的指针指于中心线零位上。当检流计的指针接近平衡时，加快发电机手柄的转速，使其达到额定转速120r/min，调整“测量标度盘”，使指针稳定指于中心线零位上。这时，接地电阻=倍率×测量标度盘读数。

图4-37 ZC-8型接地电阻测量仪

a）外形 b）原理电路图

4）若“测量标度盘”的读数小于1，应将“倍率标度盘”置于较小的倍数，再重新进行测量。

5）当用0～1～10～100Ω规格的仪表测量小于1Ω的接地电阻时，宜使用四端钮接地电阻测量仪进行测量，以消除接线电阻和接触电阻的影响。测量时应将C₂、P₂间的连片打开，分别用导线连接到被测接地体上，并将端钮P₂接在靠近接地体一侧，如图4-38c所示。

图4-38 接地电阻测量仪的接线图

a）三端钮测量仪的接线 b）四端钮测量仪的接线 c）测量小接地电阻的接地

（2）使用注意事项

1）当测量电气设备保护接地的接地电阻时，一定要将被保护的电气设备断开，否则会影响测量的准确性。

2）当接地极E′和电流探针C′之间的距离大于20m时，电位探针P′的位置允许插在离开E′和C′之间的直线几米以外；当E′、C′之间的距离小于20m时，则应将电位探针P′正确地插在E′、C′的直线中间。

4.常用的接地电阻测试仪几种产品

（1）4105A接地电阻测试仪（数字接地电阻）

采用最新的电路设计。因此操作时几乎不受接地电压及辅助接地棒的接地电阻影响，电力消耗低，最大只有12V/100mA，从刻度盘上可直接读取接地电阻值，与C及P端子连接线及适当辅助接地电阻可由“OK”灯来检测。(www.xing528.com)

检查C及E端子连接线，如果接好的话，则“OK”灯会亮起来。

1）产品特点。

①符合IEC60529IP54防尘及防水的规范。

②除了精确的测量能力之外，也附有标准附件，即符合精简的两线测量系统的测试专线（可挂在脖子上以作简易测量）。

③设计符合IEC 61010—1安全标准。

④可以测量接地电压。

⑤当辅助接地棒上的电阻超过容忍限度会自动警示。

⑥精巧、质轻、耐用。

2mA的测量电流允许接地电阻测试时不会使被测线路上的接地泄漏电流断路器跳脱。

2）4105A接地电阻测试仪技术参数见表4-28。

表4-28 4105A接地电阻测试仪技术参数

（续）

（2）ERT-S接地电阻测试仪

1）无需辅助地极（可选），方便在已铺混凝土的地面进行测量接地电阻值。

2）无需断开地线测量，自产生125Hz测试电流，过滤高低频的干扰电流有效记录数据——可存储500个数据，如图4-39所示。

3）数据管理方便、安全，提高管理效益，可与计算机连接，应用专用软件综合打印测试报表。多用途接地电阻的测试方法见表4-29，针对不用同用户不同的困难，相对的解决方案见表4-30。

图4-39 ERT-S接地电阻测试仪

表4-29 多用途接地电阻的测试方法

表4-30 接地电阻仪测试的解决方案

（续）

（3）MIT400系列绝缘电阻测试仪

仪器的所有操作都非常简单，所有的功能都通过量程选择开关选择和显示屏下面的按钮来进行操作。MIT400系列绝缘电阻测试仪如图4-40所示。显示屏是一个大型的能显示三位半数字的LCD显示屏和模拟显示屏。主要的测试信息以大号数字显示，频率、泄漏电流、绝缘阻抗或电路电压等信息显示在显示屏幕的右下角。MIT400系列绝缘电阻测试仪技术参数见表4-31。

图4-40 MIT400系列绝缘电阻测试仪

表4-31 MIT400系列绝缘电阻测试仪的技术参数

（续）