黄嘉稳+吴彦武+谢宝永+郑立新

摘 要：根据电位降法的测量原理，分析了不同地极布设对接地电阻测量的影响，并提出了相应的措施，为接地电阻测量工作提供有用的建议。

关键词：地极布设；电位降法；接地电阻；接地装置

中图分类号：TM862 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.108

接地电阻值是衡量接地装置是否符合规范要求的一个重要因素。接地电阻常规测量可以采用多种方法，其中，电位降法是一种常用的方法。目前，不少常规接地电阻测量仪就是利用电位降法的原理来测量接地电阻。此前，许多专家、学者分析了不同土壤电阻率情况下地极布设对接地电阻测量的影响，并分析了施工、气候、磁场等条件对接地电阻测量造成的影响。本文将根据电位降法测量原理来分析造成测量误差的原因，并提出相应的解决措施。

1 电位降法的原理

图1为电位降测量法地极布设示意图。如图1所示，为待测接地极E设立两个辅助地极，为了向待测接地极E注入电流，要设立地极C；设立辅助地极P，为了测量接地极E的电位（接地极E与电位极P之间的电位差），要向待测接地极E注入电流I，电流I流过待测接地极E和电流极C时，地面电位发生变化。沿电极C，P，E方向的电位曲线如图2所示。待测接地极E与地极C电位相反，假设虚线为零电位，则当地极P刚好处于电位曲线与虚线交点时，电压表V测量得到的电位就是待测地极E的电位U，因此，待测地极E的电位U与注入电流I的比值就是待测地极E的接地电阻R，所以R=U/I.

2 地极分布对测量接地电阻值的影响

待测接地极E的接地电阻R=U/I，I值是由测试仪表注入待接地极E的电流，是确定的，所以影响R的因素是U，能否准确测量出U值，决定着R值的准确度。

从电位降法测量原理上来看，如果地极P刚好在零电位线与地面电位曲线的交点上，那么这时电压表V测出来的电位U就正好是待测接地极E的电位，测得的接地电阻值R是准确的。如果地极P不在零电位线与地面电位曲线的交点上，而是偏向待测接地极E，那么这时电压表V测出来的电位U就比待测接地极E的实际电位小，因此测量出来的接地电阻就偏小；反之，地极P偏向地极C时，电压表V测出来的电位U就比待测接地极E的实际电位大，因此测量出来的接地电阻就偏大。

如果地极P布设在待测接地极E的另一侧，例如如图1所示的P2处，那么电压表V测出来的电位U就比待测接地极E的实际电位小，因此测得的待测接地极E的接地电阻会偏小。当P2点距离待测接地极E足够远时，电位接近零电位，这时电压表V测出来的电位U是接近于待测接地体E的电位，因此测量得到的接地电阻接近于实际接地电阻，但小于实际接地电阻值。

如果地极P布设在地极C的另一侧，例如如图1所示的P1处，那么电压表V测出来的电位U有可能比待测接地极E的实际电位小，有可能相等，也有可能偏大。

3 减少地极布设影响的措施

要保证待测接地极E接地电阻测量的准确性，关键是要测量出待测接地极E的准确电位值U。而要测量出准确的电位值U，就要求地极P布设在零电位线与地面电位曲线的交点上。

在待测接地极E的另一侧，零电位线与地面电位曲线永远不会相交，只有距离待测接地极E足够远时，电压表V测出来的电位U才接近于待测接地体，但测试仪表对地极布设的距离有一定的限制——布设距离太长，满足不了设备的要求；布设距离太短，电压表V测出来的电位U偏小。因此，将地极P布设在待测接地极E的另一侧很难保证测量的准确性。

待测接地极E与地极C之间虽然存在零电位线与地面电位曲线的交点，但不一定是待测接地极E和地极C的中点，因此需要在测量过程中将地极P在电位变化曲线比较平稳的区域中移动，寻找到零电位点。具体做法是：先将地极P布设在待测接地极E与地极C之间进行测量，然后分别将地极P向前、向后移动5%的距离进行测量。如果测量的值相差不超过5%，则可认为此时地极P处在零电位区域；如果测量值超过5%，则要调整地极P点的位置，重新测量，直到找到零电位点为止。另外，如果地极C与待测接地极E之间的距离很短，电位变化曲线比较平稳的区域很小，那么在实际测量中就很难找到零电位点，就会影响测量的结果。因此，为了使电位变化曲线比较平稳的区域足够大，保证地极P能布设在零电位处，待测接地极E与地极C之间的距离要根据待测接地极E的大小和测量设备允许的最远距离要求来设置。

在地极C的另一侧，地面电位曲线变化陡度比较大，在实际测量中很难找到零电位点，而且如果将地极C布设在待测接地极E和地极P之间，则测量出来的电位U通常都小于待测接地极E的实际电位，测量出来的接地电阻值也会偏小，因此不建议将地极C布设在待测接地极E与地极P之间。

4 结论

通过分析利用电位降法测量接地电阻的原理发现，采用直线布设地极时，将地极P布设在待测接地极E的另一侧或布设在地极C的另一侧都容易造成接地电阻测量值偏小的情况。将地极P布设在待测接地极E与地极C之间时，地极P的布设位置偏向待测接地极E，测量出来的接地电阻就偏小；反之，如果地极P的布设位置偏向地极C，则测量出来的接地电阻就偏大。为了减少因地极布设造成的测量误差，要求待测接地极E与地极C之间的距离要根据待测接地极E的大小和测量设备允许的最远距离要求来设置，同时要求对地极P的布设位置进行多次测量调整，以寻找零电位点，保证测量的准确性。

参考文献

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〔编辑：王霞〕

Abstract： This paper according to the fall of potential method of measurement principle， analyzes the effect of different electrode layout of grounding resistance measurement， and corresponding measures were put forward to provide useful advice for grounding resistance measurement.

Key words： pole placement； potential drop method； grounding resistance； grounding device