接地电阻测量在建筑工程验收和防雷检测中必不可少，由于测量方法及环境因素的影响，对测量结果产生了一定的影响。文章分析了导致接地电阻测量误差的主要原因并提出了减小或者抑制测量误差发生的措施。对于工程技术人员正确测量接地电阻及获得准确的数值提供了技术参考
摘要：接地电阻测量在建筑工程验收和防雷检测中必不可少，由于测量方法及环境因素的影响，对测量结果产生了一定的影响。文章分析了导致接地电阻测量误差的主要原因并提出了减小或者抑制测量误差发生的措施。对于工程技术人员正确测量接地电阻及获得准确的数值提供了技术参考。
关键词：接地电阻；测量误差；防雷接地
引言
避雷接地是使雷击时所产生的雷电流能够通过埋在地下的导体向大地释放，以避免雷电能量集中而造成雷击损害的接地【1】。在防雷安全检测中，准确而有效的测量接地电阻是工程技术人员必须具备的基本功【2-3】。一般测量接地电阻的方法有：两点法、三点法、三极法、四极法、大电流法、变频法。在实际操作中，由于电压电流极引线间的互感、地下附近金属物、电压表内阻、大地趋肤效应、激发极化效应、测量电极、干扰信号、季节因素、仪器使用等因素的存在，会对测量结果产生不可忽视的影响，甚至不能正常测量。因此，研究影响因素的机理并采取相应的措施对于接地电阻的准确获取有着重要意义。
1 电流极引线和电压极引线之间的互感对测量结果的影响
利用直线补偿法测量大型接地装置接地电阻时，若接地网面积较大，接地网对角线D的长度可达几百米，如果采用4D一5D电流极引线长度测量时，电流极引线和电压极引线的长度会达到几千米。二者在很长的范围内平行敷设，而且间距较小，其互感电势导致接地电阻测量引入的误差较大，测量值与线缆长度、距离、测试电流幅值、频率及线缆距地面的高度等有关系【4-6】。
在测量低值接地阻抗时，试验引线间的耦合就变得重要起来。由于电流引线中电流的流动，耦合到电压极引线而产生的任何电压，将直接叠加到欲测量的电压上，因而产生测量误差，使电压极电位升高，使所测接地电阻值大于真实接地电阻值。互感电势作用在电压极引线上，两条平行试验引线间的电感耦合所造成的误差可高达0.1Ω/100m，其影响将是可观的。通常低接地阻抗总是出现在大面积接地网上，测量这种接地网就用得着长的试验引线，以便引到远方零电位点【7】。
我国一般采用下式估算两条平行线间的互感【8】：
式中D为平行线间的距离，单位：m；Dg为地中对应镜像间的距离，单位
上式适用于均匀土壤，不适用于非均匀性土壤。
2 地下附近金属物体对测量结果的影响
现代城市发展迅速，建筑物之间间距较小，地下金属管道纵横交错。在测量某一接地装置时，其附近很可能存在其他建筑物的基础或金属管道等建构筑物，这些建构筑物都会对接地电阻值的测量产生一定的影响。
图1测量线路经过另一接地装置时接地电阻测量示意图
图1为测量线路经过另一接地装置时接地电阻测量示意图，图中P点为电压极位置，C点为电流极位置，大接地网为待测接地装置，小接地网为测量线路经过的另一接地装置。
该接地电阻测量曲线上会出现一段平坦部分，这是因为测量线路经过小接地网时，可以近似的认为小地网上电位处处相等，所以在测量曲线上会出现一段平坦部分。该平坦部分可能会误导对电压极补偿点位置选择的判断，因为即使电压极在该小地网范围内左右5%的移动，由于电位处处几乎相等，所测接地电阻值基本上一样，这种情况会让测量人员误认为找到了真正的“补偿点”，会给测量结果引入巨大的误差，导致整个测量数据的错误和无效。同样的，当测量线路经过金属管线比较密集的区域时，相当于缩短了测试极与被测地网之间的有效距离，也会导致上述情况的发生。
针对以上情况，实地测量接地电阻时，首先应测量接地装置附近的土壤电阻率，了解土壤结构及被测地网附近是否有上述情况中的小地网和金属管道的情况。如果存在上述情况，则应改变测量方向，使试验电极布置的方向与地下金属物走向垂直，以此来减少地下金属物对测量结果的影响；如果无法改变方向，就需要通过分析测得的土壤电阻率来计算真正的补偿点的位置。或者还可以通过加长电流极测量引线，让补偿点位置远离小地网，然后再通过左右移动5%的方法确定补偿点的位置【9】。
3 干扰信号对测量结果的影响
众多的影响因素中，干扰信号对测量结果的影响不容忽视。尤其涉及到工业中的接地系统和电源变压器时，其中的强大放电电流会流向大地。在靠近高压配电线、铁路等处的接地电极周围区域常常存在较高的漏电电流。要注意测量干扰地电压，观察是否超过了仪器规定值【10】。大多数干扰信号的存在会对接地电阻的测量带来误差，降低测量的精度。因此，采取一定的屏蔽措施是必要的。可以根据不同千扰信号的频率采取适当的滤波措施；调节接地电阻测试仪的频率，使测试电源频率远离干扰信号频率段；加大测量信号的强度，增强信噪比。或者可以将测量极的线路从建筑物内部引至待测量设备，这样可以对户外的干扰电磁波起到一定的屏蔽作用，从而保证测量结果的准确性。这主要是因为现代建筑多为钢筋混凝土结构，其基础和墙面屋顶的钢筋纵横交错、相互连接，相当于构成了一个法拉第笼。从而可以对户外的干扰电磁波起到一定的屏蔽作用。
4 测量电极对测量结果的影响
测试电极插入土壤之后，电极与土壤之间会产生接触电阻，这部分接触电阻包含在测量得到的接地电阻中。为了减小测量的误差，电极应与土壤紧密接触，尽量减小接触电阻，从而降低电位极本身的接地电阻，提高测量精度。因此测量电极应选用不易弯曲且表面光滑的圆钢，不应使用螺纹钢，因为测量电极打入地中时，螺纹钢的螺纹会卷起泥土，在螺纹钢的表面形成空气层，有可能会引起较高的接触电阻，造成较大的测量误差。
电流极接地电阻与测量电源内阻属于串联关系，这也是影响注入电流的一个因素。接地电阻越大，注入电流越小；接地电阻越小，注入电流越大。在测量电源电压不变的情况下，可以通过降低电流极的接地电阻来增大注入电流，保证测量精度。实测过程中尽量将电流极全部打入土壤；或者可以在电流极周围浇一点水。这些方法目的都是降低接触电阻，获得大的注入电流。
5 激发极化效应对测量结果的影响
交流电流通过大地时，大地的视在电阻率因电流频率的增大而减小的现象称为激发极化效应。视在电阻率随电源频率变化的大小与大地中可被极化的物质的含量有关。当大地中含有疏松的沙粒时，就会产生比较明显的激发极化效应。测量接地电阻时，电流流过的区域越大，碰到大地中可被极化物质发生激发极化效应的可能性也就越大。发生激发极化效应时，土壤电阻率降低，导致所测接地电阻值小于真实接地电阻值。因此测量前必须对土壤状况进行详细的了解，再根据实际情况修正获得的数值，这样可以有效的减小测量误差。
6 季节因素对测量结果的影响
防雷接地电阻应该是考虑季节变化的最大接地电阻，因此不应在雨天或者雨后进行测量，多数实验结果表明，雨后土壤电阻率急剧降低，接地电阻测量值普遍偏低。
7 仪器使用对测量结果的影响
接地电阻测量仪在使用的过程中，由于磨损或者其他原因，可能出现金属夹锈蚀、线路折断等情况，导致测量值误差太大或者错误。因此对测量仪器定期检定并合理保养是必要的。
8 结论
影响接地电阻测量的因素是多样的，要求检测人员具备强烈的责任心，熟练掌握测量技能并严格执行检测规范。检测前对测试场所环境进行详细评估，尽量消除干扰因素的影响。对于测量数值，应做好资料积累。以便于历年数据对比分析。
参考文献
[1]潘忠林.现代防雷技术[M].四川：电子科技大学出版社，2005:86-87.
[2]张培刚；陈章伟；张国鸣. 大型接地网接地电阻测量误差分析和对策[J].浙江电力，2009:，（2）：81-83.
[3]曹晓华；孙昭昌；孙伟.接地电阻测量方法[J].变压器，44（10）：40—42.
[4]李景禄,郑瑞臣.关于接地工程中若干问题的分析和探讨[J].高电压技术,2006(6).
[5]鲁志伟,常树生,兰淑丽,等.引线间互感对土壤电阻率测量结果的影响[J].高电压技术,2004(5).
[6]许颖,刘继,马宏达,等.建(构)筑物雷电防护[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[7]中华人民共和国国家质量技术监督局,GB/T17949,卜2000.接地系统的土壤电阻率.接地阻抗和地面电位测量导则第一部分:常规测量[S],北京:中国标准出版社,2000.
[8]解广润.电力系统接地技术[M].北京:水利水电出版社,1991.
[9]冯志伟,肖稳安,马金福.影响接地电阻测量结果的因素分析[J].电气应用,2010(15).
[10]杨仲江.防雷装置检测审核与验收[M].北京：气象出版社，2009:181—186.
