一種新的起重機(jī)接地電阻測量方法

李式真

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院寧德分院，福建 寧德 352100）

根據(jù)《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)條件》的規(guī)定，將接地的型式分為TN、TT及IT三類系統(tǒng)。TN接地型式的系統(tǒng)又可具體分為三種：TN-C-S、TN-S、TN-C。這些接地型式，只適用于標(biāo)稱電壓為交流220/380V的低壓電網(wǎng)。接地的主要作用是避免電氣設(shè)備的漏電等故障從而引起人身觸電傷害或發(fā)生火災(zāi)、爆炸等事故。

TN系統(tǒng)中，重復(fù)接地是在采用接零保護(hù)系統(tǒng)中，將零線的一處或多處通過接地裝置與大地做再次連接成為重復(fù)接地，是確保接零保護(hù)安全、可靠的重要措施。TT系統(tǒng)中，保護(hù)接地是為了防止在絕緣損壞時使人員免受觸電的危險，將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的外殼或架構(gòu)同接地體之間做良好的金屬連接，為保證電氣設(shè)備正常工作和人身安全而采取的一種用電安全措施。IT系統(tǒng)存在風(fēng)險一般分為第一次接地故障和第二次異相接地故障。分析接地型式是否安全，可以通過以下兩點(diǎn)進(jìn)行判斷：第一，在發(fā)生接地故障時，能夠在規(guī)定的時間內(nèi)自動切斷供電電源；第二，電氣設(shè)備的金屬外殼上的對地電壓始終不超過安全電壓，滿足上述條件之一，則可認(rèn)為接地型式是安全的。

1 傳統(tǒng)接地電阻的測量方法

1.1 常規(guī)方法對接地電阻的測量

常規(guī)的電流表、電壓表方法測量接地電阻時，應(yīng)該把接地點(diǎn)連接的線路斷開，再運(yùn)用接地電阻測試儀對接地電阻進(jìn)行測量。測量時應(yīng)避免測量線加長或卷繞在一起，特別是連接接地體的測量線若卷繞在一起，由于電感量大，會造成測量結(jié)果比實(shí)際值高出很多。在現(xiàn)有的工廠廠區(qū)內(nèi)，地面大多為水泥地面，其特點(diǎn)是硬化程度較高，使用接地電阻測試儀的時候需要在附近進(jìn)行打樁測量，這樣就很難找到理想的測量點(diǎn)，而且現(xiàn)場難以操作，因此，采用斷開接地線進(jìn)行接地電阻測量的方法實(shí)施難度很大。主要有以下幾方面的因素影響接地電阻的測量結(jié)果。

（1）探針的位置，其一是電流極探針與電壓極探針的相對位置；其二是探針與接地網(wǎng)(或單根接地體)的相對位置。（2）當(dāng)測量地存在架空電纜、地下水管和地下電纜時會對測量結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。（3）接地電阻測試儀的電壓極和電流極探針的深度及其與土壤的接觸狀況。

1.2 測量方式的缺點(diǎn)

以TN系統(tǒng)為例，測量重復(fù)接地電阻時，首先應(yīng)把零線先斷開，讓零線和接地裝置分離。然而，就目前國內(nèi)工廠所現(xiàn)有的狀況來看，所采用的TN電源重復(fù)接地系統(tǒng)，對其測量的難點(diǎn)在于將零線從接地裝置上斷開，并且恢復(fù)后，連接線是否可靠。由于存在上述缺點(diǎn)，此種方法受到了一定程度的限制。在腐蝕性較大的工作場所，門式起重機(jī)的連接接地點(diǎn)在軌道側(cè)，一般采用焊接的形式，而且較易腐蝕，一旦不進(jìn)行有效的除銹等方式，重新連接后的電阻勢必會比較大，當(dāng)大于10Ω的情況下，就不符合檢驗(yàn)規(guī)范的要求。所以此種方法容易產(chǎn)生過大的風(fēng)險。

2 水泥地面接地電阻的測量方法

起重機(jī)檢規(guī)要求檢查接地型式，檢規(guī)中對接地電阻值要求如下：（1）當(dāng)系統(tǒng)為TN接地系統(tǒng)時，零線重復(fù)接地每一處接地電阻不大于10Ω。（2）采用TT接地系統(tǒng)時，起重機(jī)設(shè)置漏電保護(hù)裝置，電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分（電源保護(hù)接地線）的接地電阻不大于4Ω。（3）采用IT系統(tǒng)時，起重機(jī)電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分不大于4Ω。

下面就水泥地面（或?yàn)r青地面）的重復(fù)接地電阻測量方法進(jìn)行闡述。

2.1 鉗形表法

由于斷開零線測量方法在水泥地面測量時難以實(shí)施，當(dāng)接地系統(tǒng)為多點(diǎn)接地時，可采用鉗形接地電阻測試儀（以下簡稱鉗形表）測量接地電阻，鉗形表的工作原理一般為電流互感器，這種測量方法不需要斷開接地線，可直接測量接地點(diǎn)電阻，其測量原理如圖1所示。

圖1 鉗形電阻測試儀測量示意圖

一般廠區(qū)均采用圖1所示的電氣系統(tǒng)等點(diǎn)位連接模式，多點(diǎn)接地能夠極大程度的降低接地總電阻，測量如圖1所示，將接地線置于鉗形口內(nèi)，可以通過鉗形表電壓線圈提供激勵信號，在接地線內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢E，在感應(yīng)電勢E的作用下，回路中產(chǎn)生電流值I，可以計(jì)算得出接地電阻值R=E/I，測量所得接地電阻值為RX與R1、R2……Rn的并聯(lián)值之和，當(dāng)接地點(diǎn)足夠多時，后者數(shù)值可忽略不計(jì)，測得值即為接地點(diǎn)電阻值RX。這種方法相對于傳統(tǒng)方法來說操作較為簡便，避免了斷開接地線的問題，在多處接地的接地系統(tǒng)中，測量結(jié)果更加精確，可以廣泛使用。當(dāng)使用鉗形表測量接地電阻時，應(yīng)了解測量的影響因素，除了儀器的分辨率之外，環(huán)境的濕度與溫度、外部電場與磁場，接地網(wǎng)環(huán)路內(nèi)的干擾電流對測量精度均有影響，需要按照使用說明書的方法及時修改。

2.2 二線法

當(dāng)接地系統(tǒng)采用單點(diǎn)接地且無法打輔助地針時，可采用二線法進(jìn)行接地電阻的測量，測量時的接線圖如圖2所示。先將被測接地點(diǎn)的線路斷開，測試儀的接線柱E與被測接地體相連接，接線柱 P、C與公共地線或零線相連進(jìn)行測量，所得數(shù)值為被測接地體接地電阻和公共地線或零線接地電阻之和，由于公共地線或零線接地電阻阻值較小，可將測量結(jié)果近似作為被測接地體的接地電阻。在測量過程應(yīng)注意以下3點(diǎn)。

（1）該方法僅限于單點(diǎn)的接地系統(tǒng)，并且要求現(xiàn)有的接地線接地良好。（2）在整個測量過程中應(yīng)注意測量線的使用，不要讓連接接地體的測量線發(fā)生卷繞現(xiàn)象,因?yàn)榘l(fā)生纏繞后會使電感量增大，導(dǎo)致測量結(jié)果比實(shí)際值高。（3）采用二線法測量接地電阻時，電壓極和電流極接入電網(wǎng)零線，如果電網(wǎng)電壓波動較大或三相不平衡零線存在較高的工頻電位，零線上的工頻電壓信號疊加在測試儀的電壓信號上，會對測量儀器產(chǎn)生較大的干擾，引起較大的測量誤差，數(shù)值顯示不準(zhǔn)確。

圖2 二線法測量示意圖

在水泥地面的接地電阻測量時，接地電阻本身為連接在大地之上的電阻，也會受到大地電阻率的影響，大地電阻率越高，接地電阻也會越高。季節(jié)不同土壤的溫度和所含水分也不盡相同，所以在各個時段所測得的電阻率是有所不同的，因而在測量接地電阻或分析誤差原因時也應(yīng)充分考慮環(huán)境的因素。

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