1范圍

本導則規定了對大型接地裝置接地阻抗測量工作的前期勘查內容、測量布線方法、測量回路中各主要參數的選取、測量數據判別標準，規范了接地裝置接地阻抗測量作業流程、準備工具、作業過程的安全控制程序。

2規范性引用文件

本導則主要引用以下規范性文件：

GB/T 21431-2008建筑物防雷裝置檢測技術規范

GB 17949.1-2000接地系統的土壤電阻率、接地電阻和地面電位測量導則第1部分： 常規測量

DL/T 475-2006接地裝置特性參數測量導則

3總則

3.1編制目的

指引防雷檢測業務人員測量大型接地裝置的接地阻抗測量方法、測量參數，規范化做成程序，為保證測量結果公正、科學及保障作業人員人身安全。

3.2使用原則

測量作業人員應充分調查被檢接地裝置的設計和周邊地理環境、土壤性質情況后結合本導則相關要求而制定測量作業方案。

3.3大型接地裝置

110kV及以上電壓等級變電所的接地裝置，裝機容量在200MW以上的火電廠和水電廠的接地裝置，或者等效面積在5000m2以上的接地裝置。

4接地阻抗概念、測量原理和目的

4.1接地阻抗基本概念

接地電阻根據《接地系統的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測量導則 第1部分： 常規測量》中定義為“接地體極與電位為零的遠方接地極之間的歐姆律電阻”。接地電阻與土壤特性及接地體的幾何尺寸有關。由于接地網阻抗存在電抗部分，嚴格地說應稱為接地阻抗，即接地網對遠方電位零點的阻抗，數值上為接地網與遠方電位零點間的電位差跟接地網流入地中的電流比值。根據通過接地極流入地中的電流將其區分為沖擊接地阻抗和工頻接地阻抗（本導則中凡未注明的均為工頻接地阻抗）。

4.2接地阻抗與接地電阻關系

接地電阻主要是電流流經接地裝置向地中散流時土壤所呈現的電阻，包括接地裝置

自身電阻、接地裝置間接觸電阻、接地體和土壤間的接地電阻及土壤散流電阻組成。從原理上講接地裝置看成半球形接地體的電流接地電阻公式如下：

? = ?/I= ?/2πa

式中：ρ為土壤電阻率（Ω·m）；

a——半球形接地極半徑。

接地裝置接地阻抗主要由直流接地電阻R和接地網本身固有電抗jωL組成，數學表達式為：

? = (? + j?L)

式中——Z為接地阻抗（Ω）；

jωL為接地裝置自電感；

R為接地電阻。

根據公式推導可知當接地裝置面積較小且土壤電阻率較高時jωL可以忽略不計，因

此也就是人們常常說的“接地電阻”。但實際接地系統工程中主要通過水平接地體和垂直接地體閉合成電氣通路形成接地裝置（接地網），接地保護、接零保護、防雷接地、靜電接地共用接地構成大型接地裝置情況下接地裝置感抗分量不可忽略不計，由此可見對接地裝置的接地阻抗測量可以更為科學、合理地對接地裝置特性進行判斷。

4.3接地阻抗測量原理

接地阻抗的測量最基本的原理為對接地裝置注入測試信號時測試電流I經接地裝置 流入大地時接地網的電位和電流的比值。當入地電流為交流時，接地網上的電位不僅有 電流同相的分量，還有與入地電流正交的分量因此實際測量接地阻抗中包含有接地電阻、接地裝置固有電抗、測量時電流線和電壓線間互感、電流線大地集膚效應引起的電感、電流線對大地集膚效應引起的電阻，其數學表達式為：

Z = (? + j?L) + j? + j??1 + ?f

式中——R為接地電阻；

jωL為接地裝置固有電抗；

jωM為測試時電流線和電壓線間互感；

jωL1為測試時電流線大地集膚效應引起的電感；

Rf為電流線對大地集膚效應引起的電阻。

由此可見為了合理、準確地測量接地裝置的接地阻抗應按照相關規范和本導則的要求的測量方法、測量相關參數進行測量，以免測量結果因干擾造成較大的誤差從而影響對接地裝置性能的判別。

4.4接地阻抗測量目的

接地裝置接地阻抗測量目的主要如下：

1、對新建接地裝置的接地阻抗測量是可以檢驗其施工質量是否符合設計或規范要

求；對運行多年的接地裝置測量其接地阻抗可以判斷其接地性能是否失效。

2、確定接地系統設計安裝的合適性。

3、取得建筑物防雷保護、設備保護及有關人身安全所必需的設計數據。

5接地阻抗測量方法

目前接地阻抗測量的方法根據電位降法測量原理衍生出多種方法，其中較為常用的為電流-電壓直線法、電流-電壓夾角法。以下就兩種方法適用性、特點進行介紹：

5.1直線法

該測量方法根據《接地裝置特性參數測量導則》（DL/T 475-2006）第 6.2.1.2 條(a) 提出。規范中指出：電流線和電位線同方向布放稱為直線法。規范中要求電流回路（dCG） 取被測接地裝置最大對角線長度（D）的 4～5 倍，電壓回路（dPG）?。?.5～0.6）電流回路（dCG）的 0.5～0.6 倍。電位極（P）應在被測接地裝置（G）與電流極（C）連線方向移動三次，每次移動的距離為電流回路長度的 5%左右，當三次測試的結果誤差在5%內即可，測量回路布置方法見圖 5-1 所示。

圖 5-1  直線法接線示意圖

該方法從電流、電壓極布置位置來說，理論上較為有效地找出電位零點，測量回路布置符合理論符合公式。經實際應用總結該方法有如下特點：1、電流電壓回路需要有

足夠的距離否則線間感應對測量結果造成影響。2、該方法較為適用于出口道路較少的測量環境作業，如：離岸碼頭、蓄能水庫、雷達站。

5.2夾角法

5.2.130°夾角法

該測量方法根據《接地裝置特性參數測量導則》（DL/T 475-2006）第 6.2.1.2 條（b） 提出。規范中指出：只要條件允許，大型接地裝置接地阻抗測試宜采用電流-電位線夾角布置的方式。電流回路（dCG）長度如前文要求，一般取接地裝置最大對角線的 4～5 倍，電流回路與電壓回路呈 30°角放射布置。對超大型接地裝置則盡量遠，電流電壓回路長度相近,測量回路布放形成一個等腰三角形，因此稱為 30°夾角法。測量回路布置見圖 5-2。

圖 5-2 30°夾角法布置

該測量方法是根據電位降測量理論公式衍生的，主要理論為將電壓回路與電流回路呈 30°角布置可以近似獲得電位零點。經實際應用總結該方法有如下特點：1、測量回路分向布置可減少線間感應對測量結果的影響。2、需要對測量回路的路徑上地理環境、土壤情況等因素有充分考慮后設計測量回路的布放方向，電流電壓回路等長，呈 30°布

放。3、當土壤電阻率較為均勻時測量回路長度可以減少為接地裝置最大對角線的 2 倍。4、該種方法主要適用于被測接地裝置周邊各向較為開闊的測量環境，如：天然氣分輸站、大型煉油項目。

5.2.2夾角法(遠離夾角法)

夾角法從回路布置上雖然與 30°夾角法近似，但使用夾角法必測量時必須對測量值用公式進行修正后方可得出測量結果真實值。該測量方法主要應用于電力行業對高壓變電站接地裝置測量，考慮到我們防雷檢測工作面向可應用于城市內建筑物接地裝置的測量。

6測量相關參數要求

6.1測量電流源的技術參數

6.1.1工頻電流

測量接地裝置接地阻抗傳統方法為工頻大電流法，通過向接地網注入幾十甚至上百安的工頻大電流以提高信噪比的方式壓倒工頻和雜散信號對測量信號的干擾，提高測量準確度，根據GB/T17949.1-2000和DL/T 475-2006中均要求該測試信號測試電流不宜小于50A。

選用該電流源測量時因回路中存在高電壓和大電流，作業人員務必注意測量回路布放路徑上的防人身觸電、防機械外力損壞措施，尤其在電流極、電壓極及線纜轉換駁接口處應留專人看護。（具體作業安全防護措施見本導則第7節：現場規范化測量作業。）

6.1.2異頻電流

異頻試驗電流主要是對被測接地裝置注入變頻電源，在偏離工頻下進行測試，接地裝置干擾經過選頻濾波消除，因而測量結果不受系統電源的影響，不會因接地裝置是否在運行或干擾信號的存在而受到影響，有效地消除工頻干擾。根據DL/T 475-2006中對異頻試驗電源的要求選用該測量電源試驗電流宜在3A～20A，頻率宜在40Hz～60Hz范圍。

（有條件的檢測機構可以對接地裝置注入45Hz、55Hz、60Hz電流源進行測量最后通過計算其算術平均值求得接地裝置接地阻抗結果。）

異頻試驗電流由于其測試電流需求較小因此測量設備較為輕便、測試環境較為安全的特點被主流國標和各行業應用。

6.2電流電壓回路的技術參數

接地裝置接地阻抗測量測量信號主要依托電流極、電壓極、電流引線、電壓引線四部分組成，由于測量過程中為減少電壓回路與電流回路中的感應干擾電壓回路和電源回

路應注意其布放位置。

6.2.1電流極

為滿足導則6.1.1和6.1.2中對測量電流的要求，電流極應布置在較為濕潤的土壤中以降低電流極接地電阻。一般采取以下措施：1、選用5～6支Φ12鍍鋅圓鋼打入地中0.2～ 1m，通過絕緣銅絞線并聯組成電流極。

6.2.2電壓極

電壓極在測量過程中主要起到對地表電位測量采用作用，因此其接地電阻沒有太高要求，電壓極入地點盡量選擇土壤較濕潤的位置即可。

6.2.3電流引線

電流引線主要承載測量電流因此電流引線應注意校核其截面積和絕緣強度。選用工頻大電流測試建議選用截面積25mm2的特制編制銅導線，外護套絕緣耐壓滿足3000～ 5000V。異頻小電流法建議選用6mm2的編制銅導線，普通絕緣外護套滿足1000V以內的絕緣耐壓要求。

6.2.4電壓引線

電壓引線主要起到將電壓信號引回被測試點的作用，若其絕緣外層對地絕緣能力不足時將對測量結果造成影響，因此布放過程中需嚴格注意其對地絕緣情況和線纜絕緣防護功能。當電壓回路布置完成后可對電流回路測量回路電阻，正常情況下應為開路或15kΩ以上，若達不到要求應對布放路徑重復檢查。

6.3接地阻抗測量儀器

接地阻抗測量儀器使用前應通過上級計量檢定機構校準/檢定后方可投入使用，由于一般接地阻抗測量儀器價格較為昂貴屬精密儀器應設專人對其進行維保。儀器設備應達

到相關規范的要求，測量精度建議符合下表6-1所示。

表 6-1  接地阻抗儀測量精度

測量范圍分辨率精度

0.001-1.999Ω0.001Ω±（讀數的5%+8位）

2.00-19.99Ω0.01Ω

20.0-99.9Ω0.1Ω

100.0-199.9Ω0.1Ω±（讀數的5%）

6.4測量端子

測量端子主要作用為將被檢接地裝置與檢測儀器接通，一般選用帶絕 緣外套的金屬鱷魚夾，作業人員應在確保環境、用電安全的情況方可將測 量端子與接地裝置和測量儀器接通，通電作業過程中嚴格禁止任何人員觸 碰或移動測量端子及被測接地裝置（具體規范化作業措施見本導則第 7 節）。

7現場規范化測量作業

完整的接地裝置阻抗測量作業首先要對被測接地裝置安裝情況、地理環境及土壤進行充分勘查后制定合理和科學測量作業的方案以保證作業質量和作業人員及被測接地裝置的安全。在本節中主要介紹接地阻抗測量的工作程序、測量需用到的基本輔助儀器設備及測量作業的質量和安全控制措施。

7.1接地阻抗現場實測作業程序

接地裝置的接地阻抗測量應按以下步驟進行：

（1）確定接地裝置幾何尺寸。從設計單位或施工單位取得接地裝置竣工圖紙以計算接地裝置最大對角線長度，尤其是對新改擴建工程的接地裝置尺寸應注意其最大對角線長度的選取。

（2）現場勘查，確定方案。主要內容有：1、勘查接地裝置周邊環境，測量回路布置走向。2、對周邊土壤地形進行勘查，確定測量方法。3、利用 GPS 衛星定位儀測定測量回路布置點并對其進行標識，以便布置測量回路時可方便尋找。4、最后形成測量方案。

（3）選定電流、電壓極的位置。根據測量方案確定電流極位置，由于接地阻抗測量對電流有要求因此盡量選擇土壤電阻率較低的位置打入電流、電壓極，禁止利用電力變壓器、高壓鐵塔作為電流、電壓極。

（4）測量回路的布放。測量回路的布放應符合本導則第 6 節中的參數要求，測量回路布放過程中作業人員應注意導線絕緣防護等級、絕緣外護套的絕緣能力是否達到要求。布放回路應注意以下事項：1、盡量避免橫跨主要出入通道以免因車輛碾壓造成回路損壞。2、電流回路避免與高壓輸電線路長距并行。3、測量方法選用直線法時應將電

流引線和電壓引線保持間距以免因線間感應造成測量結果誤差。4、導線接駁口應使用

符合規格的絕緣電工膠帶對外露接駁口進行絕緣處理。5、布放路徑上應注意地中構筑物或其他接地裝置對測量結果在成影響。

（5）測量回路復核。當測量回路布置完成后應通過接地電阻測試儀或回路電阻測試儀對測量回路參數進行測量并派員對測量回路沿線再次巡查確認回路布放完成情況。

（6）加壓測量。測量回路復核完成后方可對接地裝置加壓測量，測量過程中需要移動測量端子時應先關閉儀器后方可移動。

（7）結果記錄。主要對測量過程中主要的技術參數值進行現場記錄并制作成原始資料。

（8）結束測量。當測量完成并做好現場原始記錄后開始收拾測量使用的儀具（嚴禁遺留測量工具在帶電設備內），最后將測量過程中打開過的設備機柜外殼或接地裝置恢復原狀。

接地阻抗測量現場測量流程圖，見圖 7-1 所示。

圖 7-1  接地阻抗現場測量流程圖

7.2作業儀器工具的準備

接地阻抗測量需要使用到多種儀器及測量輔助工具，因此在測量前應充分考慮被測接地裝置安裝情況和現場條件攜帶相應的儀器和輔助工具。建議攜帶如表 7-1 所示的測量儀器和測量輔助工具。

表 7-1 接地阻抗測量前儀器和輔助工具的準備

序號

儀器、輔助工具

數 量

使 用 說 明

1

接地阻抗測量儀1 套

試驗信號的提供、測量結果的反饋

2MI2088 接地電阻測試儀1 套

土壤電阻率測量、電流極接地電阻測量

3

鉗形回路電阻測試儀1 臺

測量電壓回路的回路電阻

4

數字萬用表1 臺

測量外部電源電壓是否符合各儀器需求

5

便攜式電源盤

若干

引接外部電源至測量儀器

6

電流引線、電壓引線

若干

具體長度根據測量方案而定

7

電流極、電壓極鋼棒6 支或以上圓鋼

或角鋼電壓極使用 1 支；電流極使用 5 支并聯成組。打入地

面至少 0.5m 深。鋼棒上應有專用接線耳。

8

電流極并聯輔助導線

若干將輔助導線制作成≥5m 一段，導線兩端配有接線孔

9

測量端子

2 條利用絕緣銅絞線制作，前端為鱷魚夾，后端可與測量

儀器相適應的端子

10

鐵錘2 把，5kg 以上

將電流極、電壓極打入地中

11

GPS 衛星定位儀3 臺

對電流極、電壓極、測量點進行衛星定位

12

激光測距儀2～3 臺

對短距范圍進行激光測距

13

防爆對講機

若干

現場作業人員通訊工具

14

絕緣電工膠布

若干

各線纜接駁點應使用絕緣膠布包裹以防漏電

15

計算機1 臺

收集整理資料

16

警示牌和警示帶

若干

存在風險的位置進行警告標識

17

測量原始記錄表

若干對測量過程所使用的儀器、實測數據、天氣等原始資

料進行記錄

7.3作業質量和安全控制措施

接地阻抗測量現場作業主要有以下特點：作業環境復雜、測量回路中存在大電流或高電壓、野外作業勞動強度大。為保證接地阻抗測量工作能科學、準確、安全地進行， 因此對從前期調研勘查、方案的制定、現場作業整個測量過程制定質量和安全控制措施， 以規范作業程序，具體控制措施見表7-2。

表 7-2 接地阻抗測量作業質量和安全控制措施

序號

工作程序

工作內容

控制措施

設計資料查閱

（1）查閱被測接地裝置設計說明。

（2）查閱被測接地平面圖確定尺寸。

（3）查閱總平面圖。

（4）查閱電纜布置資料。

1、工作負責人審查設計資料時應注意設計資料是否為最終設計圖；

2、設計圖紙有否加蓋甲方公章和防雷檢測機構技術評價章；

3、新改擴建工程的接地裝置應按照相關程序對其設計方案進行技術評價。

現場勘查

（1）接地裝置安裝情況。

（2）周邊土壤特性和地形環境。

（3）地中管線敷設情況。

（4）周邊可以選電流電壓極位置。

（5）作業現場可用電源位置和情況。

1、對被測接地裝置和與其相連的設備接地裝置就位情況確認；

2、對地中管線敷設走向情況、現場供電情況分析；

3、對周邊土壤特性和地形環境進行勘查和計劃布置回路的地形情況進行分析電流極、電壓極布放位置。

4、對計劃布放測量回路的位置通過 GPS

定位并記錄坐標點；

5、對現場勘查情況通過拍照存檔。

測量方案制定

（1）制定測量選用的測量方法。

（2）制定測量電源選擇。

（3）計算電流電壓回路長度。

（4）人員分工情況。

（5）安全保障措施。

（6）方案落實及清晰告知作業人員。

1、一般情況下應設計 2 套測量方案，以防不可預見因素對測量造成影響；

2、方案制定完成后應通過會議形式告知作業人員并對方案充分討論；

3、方案中應對作業人員明確分工；

4、強調現場情況和具體安全措施；

5、方案通過紙質或電子資料形式發放到個人，討論會議結束時形成會議紀要。

測量前準備

（1）檢查儀表工具性能指標是否達到要求

（2）檢查作業人員勞保裝備佩戴情況和對測量方案理解

（3）外部供電是否滿足測量儀器的要求

（4）觀察現場和周邊環境作業條件落實1、到達測量現場后再次確認測量設備工具性能和人員勞保裝備佩戴正確無誤后對作業人員進行分三組。

2、測量組：負責現場儀器架設、取電、接地阻抗測量、數據記錄。最少 2 人。

3、電壓回路組：負責電壓回路布置、回路  沿線監護、電壓極實際坐標記錄，最少 2 人。4、電流回路組：負責電流回路布置、回路

沿線監護、電流極實際坐標記錄，最少 3 人。