对地电阻如何测量方法

本文详细介绍了对地电阻测量的12种核心方法，涵盖传统三极法、选择性测量、钳形表技术等专业手段，并深入解析土壤电阻率测试、季节性影响因素及测量精度控制要点，为电力系统接地装置安全评估提供系统性技术指导。

       接地电阻测量的基础原理

       接地电阻的本质是电流通过接地装置向大地扩散时遇到的阻力，其数值直接关系到电力系统故障时电流的泄放能力。根据国际电工委员会（IEC）标准61557-5规定，合格接地系统的电阻值需满足设备保护和安全操作的双重要求。测量原理基于欧姆定律，通过向接地极注入已知电流并测量产生的电压降来计算电阻值，这种原理在实际应用中衍生出多种标准化测量方法。

       三电极电压降法

       作为最经典的测量方法，三电极法采用辅助电流极C和电压极P构成测量回路。具体操作时，电流极C需打入距接地极E至少30米远处，电压极P则在E-C连线上移动，寻找电位零区以获取准确读数。国家电网企业标准Q/GDW 480-2010明确规定，在土壤均匀条件下，电压极应布置在接地极与电流极间距的62%位置，该点位能有效消除互感效应带来的测量误差。

       选择性接地电阻测试

       对于多接地极并联的系统，选择性测试采用特殊电流钳表实现在线测量。该方法通过在接地引下线施加特定频率的测试电流，并同步测量电流值和产生的电压差，无需断开接地连接即可获得单个接地极的独立电阻值。根据IEEE标准81-2012指南，这种方法特别适用于电信基站、数据中心等需要持续运行的关键设施。

       钳形接地电阻测试技术

       采用电磁感应原理的钳形表无需辅助电极，通过同时测量回路中的电压和电流计算电阻值。这种方法的局限性在于需要形成闭合测量回路，适用于有多条并联接地路径的场合。中国电力科学研究院发布的《接地装置特性参数测量导则》指出，钳形法测量结果实为整个接地系统的回路电阻，需结合其他方法进行验证。

       土壤电阻率测量

       采用温纳四极法进行土壤电阻率测绘时，四根电极以等间距直线排列，通过向外部电极注入电流，测量内部电极间的电位差来计算视在电阻率。根据国家标准GB/T 17949.1-2000要求，测量深度一般为电极间距的1.5倍，通过改变电极间距可获得不同深度的土壤电阻率分布，为接地系统设计提供关键数据。

       两极法测量

       作为一种简易测量方法，两极法利用现有已知接地极作为辅助电极，主要适用于快速初步检测。由于该方法将辅助电极的电阻包含在测量结果中，测量精度相对较低。国际电工委员会IEC 60364-6建议，仅在无法使用三极法且辅助接地电阻远小于被测接地电阻时采用此方法。

       频率选择与抗干扰

       现代接地电阻测试仪通常采用94Hz或105Hz等特定频率作为测试信号，这种设计能有效避开50Hz工频及其谐波干扰。根据国家计量检定规程JJG 366-2018要求，测试频率与工频的偏差应大于10Hz，同时测试电流应保持在3mA以上以确保测量信噪比，在强电磁干扰环境中需采用频率可调设备。

       接地系统有效性评估

       完整的接地评估不仅包括电阻测量，还需考虑接地导体的载流能力、热稳定性和机械强度。电力行业标准DL/T 475-2017规定，对于发电厂和变电站接地网，需采用大电流注入法测试接地阻抗，测试电流不应小于实际故障电流的10%，同时需评估地表电位分布是否符合接触电压和跨步电压安全限值。

       季节性影响因素控制

       土壤含水量和温度变化会导致接地电阻值产生显著季节性波动。测量时应记录当时的气象条件，对于年度对比测量，应选择土壤条件相近的季节进行。国家标准GB 50169-2016要求，在干燥地区测量时可采用人工浇灌方式创造标准测量条件，浇灌范围应覆盖接地极周围5米区域，水量以土壤充分湿润但不积水为原则。

       测量电极布置优化

       辅助电极的打入深度和方向直接影响测量准确性。电压极应使用直径不小于10毫米的镀锌钢棒，打入深度不少于0.5米，与土壤保持良好接触。当测量大型接地网时，电流极与接地网边缘的距离应不小于接地网最大对角线长度的3-5倍，这个要求在城市变电站测量中往往难以实现，需要采用反向测量等特殊技术。

       数字测量仪器校准

       使用数字接地电阻测试仪前，需检查电池电量并进行开路和短路校准。根据JJG 1054-2009规程，仪器应每年送计量部门检定一次，日常使用中可采用标准电阻箱进行验证，验证点应覆盖0.1Ω、10Ω、100Ω三个典型量程，测量误差不应超过仪器标称精度的1.5倍。

       测量安全防护措施

       测量前需确认接地装置与运行设备完全断开，使用电压检测器验证无残余电压。测试区域应设置警戒围栏，特别是在变电站内测量时，要防止测试电流通过金属管道、电缆铠装等并行路径形成回路，这种旁路效应会导致测量值严重偏低，必要时可采用绝缘垫隔离措施。

       数据处理与报告编制

       完整测量记录应包括测量时间、气象条件、土壤状况、仪器型号和测量人员信息。对于大型接地网，应绘制电阻值分布图，标注测量点位置和方向。根据NEPA 70国家电气规范要求，接地电阻测量报告需保存至下次测量周期，电阻值变化超过20%时应进行原因分析并采取改进措施。

       特殊地质条件应对

       在岩石地区或高电阻率土壤中测量时，可采用深井电极或添加降阻剂的方法改善测量条件。中国电力企业联合会标准CECS 391-2014建议，在岩石地区可使用柔性石墨接地体，并采用变频测量技术消除电磁耦合影响，测量电极应尽量选择土壤较深厚的区域布置。

       测量误差分析与控制

       主要误差来源包括电极位置误差、互感耦合、地下金属构件干扰和仪器本身误差。采用夹角法布置电极时可减少互感影响，当电流极与电压极夹角为30°时，测量回路面积最小，能有效降低电磁感应造成的误差。对于重要测量，应采用不同极间距多次测量，绘制电阻-极间距曲线确定真实接地电阻值。

       智能化测量技术发展

       新一代智能接地电阻测试仪集成全球定位系统（GPS）定位、自动温度补偿和云端数据存储功能，可通过移动应用程序生成标准化报告。这些设备采用先进数字信号处理（DSP）技术，能自动识别并抑制干扰信号，测量精度可达±1%±2个字，极大提高了测量效率和可靠性。

       通过系统掌握这些测量技术要点，工程技术人员能够根据不同现场条件选择适当的测量方法，获得准确可靠的接地电阻数据，为电力系统安全运行提供坚实基础保障。实际操作中应严格遵循相关标准规范，结合多种方法相互验证，确保测量结果的科学性和权威性。