一种新的起重机接地电阻测量方法

李式真

（福建省特种设备检验研究院宁德分院，福建 宁德 352100）

根据《系统接地的型式及安全技术条件》的规定，将接地的型式分为TN、TT及IT三类系统。TN接地型式的系统又可具体分为三种：TN-C-S、TN-S、TN-C。这些接地型式，只适用于标称电压为交流220/380V的低压电网。接地的主要作用是避免电气设备的漏电等故障从而引起人身触电伤害或发生火灾、爆炸等事故。

TN系统中，重复接地是在采用接零保护系统中，将零线的一处或多处通过接地装置与大地做再次连接成为重复接地，是确保接零保护安全、可靠的重要措施。TT系统中，保护接地是为了防止在绝缘损坏时使人员免受触电的危险，将电气设备在正常情况下不带电的外壳或架构同接地体之间做良好的金属连接，为保证电气设备正常工作和人身安全而采取的一种用电安全措施。IT系统存在风险一般分为第一次接地故障和第二次异相接地故障。分析接地型式是否安全，可以通过以下两点进行判断：第一，在发生接地故障时，能够在规定的时间内自动切断供电电源；第二，电气设备的金属外壳上的对地电压始终不超过安全电压，满足上述条件之一，则可认为接地型式是安全的。

1 传统接地电阻的测量方法

1.1 常规方法对接地电阻的测量

常规的电流表、电压表方法测量接地电阻时，应该把接地点连接的线路断开，再运用接地电阻测试仪对接地电阻进行测量。测量时应避免测量线加长或卷绕在一起，特别是连接接地体的测量线若卷绕在一起，由于电感量大，会造成测量结果比实际值高出很多。在现有的工厂厂区内，地面大多为水泥地面，其特点是硬化程度较高，使用接地电阻测试仪的时候需要在附近进行打桩测量，这样就很难找到理想的测量点，而且现场难以操作，因此，采用断开接地线进行接地电阻测量的方法实施难度很大。主要有以下几方面的因素影响接地电阻的测量结果。

（1）探针的位置，其一是电流极探针与电压极探针的相对位置；其二是探针与接地网(或单根接地体)的相对位置。（2）当测量地存在架空电缆、地下水管和地下电缆时会对测量结果产生较大的影响。（3）接地电阻测试仪的电压极和电流极探针的深度及其与土壤的接触状况。

1.2 测量方式的缺点

以TN系统为例，测量重复接地电阻时，首先应把零线先断开，让零线和接地装置分离。然而，就目前国内工厂所现有的状况来看，所采用的TN电源重复接地系统，对其测量的难点在于将零线从接地装置上断开，并且恢复后，连接线是否可靠。由于存在上述缺点，此种方法受到了一定程度的限制。在腐蚀性较大的工作场所，门式起重机的连接接地点在轨道侧，一般采用焊接的形式，而且较易腐蚀，一旦不进行有效的除锈等方式，重新连接后的电阻势必会比较大，当大于10Ω的情况下，就不符合检验规范的要求。所以此种方法容易产生过大的风险。

2 水泥地面接地电阻的测量方法

起重机检规要求检查接地型式，检规中对接地电阻值要求如下：（1）当系统为TN接地系统时，零线重复接地每一处接地电阻不大于10Ω。（2）采用TT接地系统时，起重机设置漏电保护装置，电气设备的外露可导电部分（电源保护接地线）的接地电阻不大于4Ω。（3）采用IT系统时，起重机电气设备的外露可导电部分不大于4Ω。

下面就水泥地面（或沥青地面）的重复接地电阻测量方法进行阐述。

2.1 钳形表法

由于断开零线测量方法在水泥地面测量时难以实施，当接地系统为多点接地时，可采用钳形接地电阻测试仪（以下简称钳形表）测量接地电阻，钳形表的工作原理一般为电流互感器，这种测量方法不需要断开接地线，可直接测量接地点电阻，其测量原理如图1所示。

图1 钳形电阻测试仪测量示意图

一般厂区均采用图1所示的电气系统等点位连接模式，多点接地能够极大程度的降低接地总电阻，测量如图1所示，将接地线置于钳形口内，可以通过钳形表电压线圈提供激励信号，在接地线内产生感应电势E，在感应电势E的作用下，回路中产生电流值I，可以计算得出接地电阻值R=E/I，测量所得接地电阻值为RX与R1、R2……Rn的并联值之和，当接地点足够多时，后者数值可忽略不计，测得值即为接地点电阻值RX。这种方法相对于传统方法来说操作较为简便，避免了断开接地线的问题，在多处接地的接地系统中，测量结果更加精确，可以广泛使用。当使用钳形表测量接地电阻时，应了解测量的影响因素，除了仪器的分辨率之外，环境的湿度与温度、外部电场与磁场，接地网环路内的干扰电流对测量精度均有影响，需要按照使用说明书的方法及时修改。

2.2 二线法

当接地系统采用单点接地且无法打辅助地针时，可采用二线法进行接地电阻的测量，测量时的接线图如图2所示。先将被测接地点的线路断开，测试仪的接线柱E与被测接地体相连接，接线柱 P、C与公共地线或零线相连进行测量，所得数值为被测接地体接地电阻和公共地线或零线接地电阻之和，由于公共地线或零线接地电阻阻值较小，可将测量结果近似作为被测接地体的接地电阻。在测量过程应注意以下3点。

（1）该方法仅限于单点的接地系统，并且要求现有的接地线接地良好。（2）在整个测量过程中应注意测量线的使用，不要让连接接地体的测量线发生卷绕现象,因为发生缠绕后会使电感量增大，导致测量结果比实际值高。（3）采用二线法测量接地电阻时，电压极和电流极接入电网零线，如果电网电压波动较大或三相不平衡零线存在较高的工频电位，零线上的工频电压信号叠加在测试仪的电压信号上，会对测量仪器产生较大的干扰，引起较大的测量误差，数值显示不准确。

图2 二线法测量示意图

在水泥地面的接地电阻测量时，接地电阻本身为连接在大地之上的电阻，也会受到大地电阻率的影响，大地电阻率越高，接地电阻也会越高。季节不同土壤的温度和所含水分也不尽相同，所以在各个时段所测得的电阻率是有所不同的，因而在测量接地电阻或分析误差原因时也应充分考虑环境的因素。

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