罗雪敏

【摘 要】本文借助理论分析和实践经验的总结，主要研究防雷装置的检测情况，并结合着科学的技术手段来详细分析出接地电阻测量中出现误差的相关原因。旨在分析可能会存在影响误差的因子，对其造成的危害分析，从而更好地优化防雷接地电阻的测量精确值，促进检测效果逐步趋于稳定。

【关键词】防雷接地电阻；测量误差分析；处理对策；测量值；零电位

一、前言

对于防雷接地电阻来说，想要对其阻值进行一个较为精确的测量，必须使得整个防雷接地电阻的测量过程精细化，才会得到最终的一个防雷接地电阻真值，这个真值是唯一的，具备一定的特殊性。但是在这一过程中，往往会由于复杂的外部环境影响、电磁作用力影响等，在进行防雷接地电阻阻值的测量时，最终所得到的结果是很多个，具有一定的迷惑性，严重影响了整个防雷接地电阻阻值检测的精确结果。因此，针对于防雷接地电阻的阻值检测来说，必须要求相关的行业人员从理论和实践两方面入手，对造成阻值多样性的影响因子做出分析和研究，从而采取科学化的技术手段来尽可能地保证防雷接地电阻的阻值。

二、造成防雷接地电阻阻值测量出现误差的原因

从造成防雷接地电阻阻值检测误差的影响因子角度来看，通过对大量的防雷接地电阻阻值检测文章进行综述、对实际工作过程中的经验相应的总结，能够发现造成防雷接地电阻阻值出现误差的原因主要有四类，分别是装置方面造成的误差、环境影响带来的误差、人员操作失误或者不规范造成的误差以及防雷接地电阻阻值测量方法所带来的误差。针对于一些比较容易克服的非技术性原因来说，常常会由于在进行防雷接地電阻阻值测量的过程中一些实际使用的测量仪器有问题、结构存在误差、安装并不完善、也可能由于中途停电或者外部电磁力对防雷接地电阻阻值检测仪器带来的影响而造成了严重的测量误差。另外，由于对防雷接地电阻阻值检测的读取是通过人员的肉眼来观察的，人员生理因素造成管道误差也是不可避免的。除此以外，在进行防雷接地电阻阻值检测的过程中，其实造成消极影响和检测结果不精确的主要原因还是外部环境所打来的严重误差[1]。

从防雷接地电阻阻值测量误差对测量结果造成影响的方面来看，防雷接地电阻阻值的测量误差能够分为系统性的误差、随机性的误差以及粗略性的误差。这其中，造成防雷接地电阻阻值出现误差的主要表现是粗略性的误差，也就是说由于测量条件发生了突然性的变化而二道的明显超过预期估计值的误差，这一种误差本质四属于统计结果中的异常性结果，因此必须要按照相应的行业标准和技术指标对其进行挑选的剔除。而针对于在防雷接地电阻阻值检测过程中能可能会出现的系统误差和随机误差来说，也是可以借助相应的技术手段来进行避免，主要可以利用防雷接地电阻阻值检测结果修正法、代替法、对称测量法、交换法、增加防雷接地电阻阻值的测量次数等物理手段的操作控制方式及时消除和限制在防雷接地电阻阻值检测中出现的误差。

三、防雷接地电阻阻值的测量原理与误差诊断

（一）电阻测试仪的选取

在本次实验的研究过程中，多采用的当雷接地电阻测试仪为日本所生产的“Mode14102”，该种电阻测试仪的工作原理如下：当需要进行测量的防雷接地电阻与电阻测试仪联系在一起的时候，打开电源之后哦，电源电路就会产生一种800Hz，3mA的恒定交流电，然后将这种恒定交流电通过C端口进行输出。通过远端的芥蒂地基与接地体在E端口形成了一个完善的回路，在另一端子P检测到了相应的防雷接地体的电阻值。这时候，如果在P端口相应的仪器所检测到的交流电压接地体的交流电流为20A，电阻值为10Ω，这一检测结果就是具备较强精确性的。在这一过程中，还需要考虑到由于土壤土质对于防雷接地电阻阻值造成的严重影响。当防雷接地装置周围的土壤性质比较稳定且均匀的时候，造成电阻率的坡度会比较小，这时候进行防雷接地电阻阻值检测的时候所产生的误差相对来说就会比较小。但是，这仅仅只是理想化的状态，在进行实际防雷接地电阻阻值测量的时候，接地装置周围的土壤土质情况并不具备均匀性，反而更加复杂，因此在不同的方向所检测到的防雷接地电阻阻值差异性比较大，就会造成我们在上文中所提到的粗略性误差出现[2]。

（二）接地装置与地下金属管道的复杂性

对于一些大型工厂、加油站、汽修站等区域来说，这些场所与周边场所关联的接地装置和地下金属管道不仅数量大，而且系统性复杂，这就很容易由于外部环境的复杂性而造成一定的防雷接地电阻阻值出现误差。这是因为在进行常规化的防雷接地电阻阻值检测连线的时候，金属管道会在受到电流或者电压的影响下而出现外部的磁场力和电场力，从而很容易改变防雷接地电阻阻值检测仪器中各个端口的电流走向，很容易出现防雷接地电阻阻值的测量结果呈现为0或者负数的情况。除此以外，当地下金属管线和相应的防雷接地装置进行相互连接的时候，电压探棒正好处于金属管道或者距离金属管道比较近的一个水平方向上，导致防雷接地电阻阻值的检测出现了较大的差异化。这时候，电压探棒距离接地的位置就会产生一个相互关系，当两者之间的距离比较接近的时候，接地极与电压探棒之间的电位差就会变得越来越小，这一数值的计算借助Rg=U/I公式就可以进行分析研究。

将公示细化如下：

Rg=U/I=U/（φsjnds）=U/[φs（En/ρ）ds]=U/[（1/ερ）φsDnds]= ερU/Q==ε0ρ/C（Ω）。

这其中，Jn代表地电流的密度，其单位为A/m2；En代表电场强度，其单位为V/m；ρ代表的是实际进行防雷接地电阻阻值测量区域的土壤电阻率，其单位为Ω`m；Dn代表的是电位移，其中DnεEn，其单位为C，简称为库仑；ε表示为介电系数，其单位为F/m；Q代表的是电量，而且Q的计算公式为Q=φsDnds。

（三）地电容抗的计算

地电容抗的计算公式如下：

Xc=1/2πfc。

这其中，f代表频率，其单位为Hz；C代表电容，其单位为F。

四、消除或减少防雷接地电阻阻值测量误差的方法

（一）了解测量区域的地质状况

只有通过对防雷接地电阻阻值测量区域的地理、地质情况进行研究，尽可能地在接地极与测试桩之间找到电阻率较为均匀的土壤，减少粗略性误差的出现。

（二）进行抗干扰设计

第一种措施就是采取单电接地的方式，将各个级别单元电路的地线连接在同一个点上，使得整个防雷接地电阻阻值检测系统的运行过程不会出现环形地回响，有效避免了地环流的出现。第二种措施则是串联接地，这种方式看起来虽然不是很合理，但是由于其操作手法较为简单，这就必须要求一般功率地线和机械地线连接成为一个整体，然后再将其连接到各自应该接到的地线上，最后连接到机壳地上，减少干扰因素的影响。

五、结束语

总而言之，为了能够使得防雷接地电阻的阻值测量具备相应的精确性，就必须要对接地装置的相关重要参数进行衡量。尤其是要针对于接地装置接地电阻的三个组成部分进行分析，将接地本身的电阻、接地极与土壤接触部分的接触电阻等进行避免，采取的是地电位的检测和排除，从而尽可能地减少由于土壤的不同而导致的土壤电阻率不同所造成的影响。

【参考文献】

[1]景东平. 接地电阻的测量误差分析[A]. 中国气象学会.第35届中国气象学会年会 S19 雷电物理和防雷新技术——第十六届防雷减灾论坛[C].中国气象学会：中国气象学会，2018：3.

[2]樊翠玲，晁红芬，李玮.基于改进云模型算法的微小电阻测量误差分析[J].长江工程职业技术学院学报，2018，35（03）：23-26+49.