/ 厦门市计量检定测试院

0 引言

接地电阻测试是电气设备、电气线路安全试验的主要项目之一，目的是确保设备接地点或保护接地连接端子与大地可靠连接，保证人身和设备安全。传统的接地电阻测试设备很多，包括手摇接地电阻测试仪、指针显示接地电阻测试仪和数字显示接地电阻测试仪等，但是这些设备在测试时都需要打地桩，测试过程比较麻烦。近几年来，市场上出现了可以直接卡接在接地体上的钳形接地电阻仪（以下简称钳阻仪），可以非常方便地进行测试，在各企事业单位中使用非常普遍，因此，计量的需求也越来越大[1]。

1 钳阻仪的工作原理及特点

钳阻仪测量接地电阻的基本原理其实就是测量回路电阻。如图1所示，钳口部分由电压线圈和电流线圈组成，电压线圈产生激励信号，并在被测电阻回路上感应一个电势E。在电势E的作用下将在被测电阻回路产生电流I。钳阻仪内部对E及I进行测量，根据欧姆定律从而换算出回路电阻R=E/I[2]。

图1 钳阻仪基本测试原理

传统接地电阻测试仪采用电压电流法，必须在土壤中打辅助接地电极，测量准确度取决于电极之间的距离，接地电阻之间有相对位置要求。

比较两者，钳阻仪在测试使用中具有以下优点：

1）使用便捷：只要有接地环路，钳阻仪只须钳接在被测接地线上，无需断开接地线、无需打地桩即可测得接地电阻值；而传统方法需要在土壤中打相对位置的辅助电极，受环境影响较大。

2）测量准确度高：传统测量方法受到辅助电极位置影响，可能产生布局误差，使得测量结果具有一定的分散性，从而降低测量结果的可信性。钳阻仪不受这些因素影响，测量重复性好，准确度更高。

3）使用场合更广：钳阻仪测量的是整个接地系统的综合接地电阻，而传统方法只能测量单个接地体的接地电阻，对于多点接地系统，传统方法无法测量接地故障，无法完整评价整个接地系统。

4）数字显示、自动换档，较传统手摇接地电阻测试仪更直观。

2 接地电阻的一般要求及钳阻仪的应用

接地一般指电力系统和电气装置的中性点、电气设备的外露导电部分和装置外导电部分通过导体或导线与大地相连，根据它的用途可分为工作接地、保护接地、防雷接地和防静电接地这四类。DLT 621-1997《交流电气装置的接地》要求：对于A类电气装置，接地电阻一般要求不大于5Ω，防雷和防静电接地电阻不大于30Ω；对于B类电气装置，接地电阻一般不大于4Ω，非公用接地装置，一般不大于10Ω。一般情况下，大部分的接地电阻要求满足：

1）建筑的防雷保护接地电阻应不大于10Ω[3]。

2）共用接地体(联合接地)接地电阻应不大于1Ω[4]。

3）独立的安全保护接地电阻应小于等于4Ω[4]。

4）独立的交流工作接地电阻应小于等于4Ω[5]。

5）防静电装置接地电阻一般要求小于100Ω[6]。

钳阻仪准确度等级可达2.0级，一般测量范围可从0.01～1200Ω，完全可满足接地电阻的测量。因此，钳阻仪可以广泛应用在电力、电信及防雷测试中，它可以很方便地用来测量输变线路杆塔接地电阻、变压器中性点接地电阻、建筑机房接地电阻、发射塔接地电阻以及加油站接地系统等。

3 对JJG1054-2009规程部分条款的解读

按照检定规程要求，使用符合规程要求的直流电阻箱或者接地电阻检定装置，可以满足钳阻仪的检定校准。以下是对JJG1054-2009中的几个条款的理解，供参考。

1）4.1.2条款说明在仪器定级时，相邻量程准确度等级必须是相邻的，准确度等级系数a和b必须满足a/b≥5。市场上大部分钳阻仪技术指标是按照ΔR=±（a%Rx+n）来表达，n换算出b系数并不满足该条件，所以在检定时需要检定员按此条件严格判断，而不能以说明书技术指标来严格定级。

2）6.1.2条款对标准电阻器的要求，大部分实验室具备0.05级电工电阻箱或者0.1级接地电阻仪检定装置，均能满足检定要求。

3）6.3.4条款显示能力的检查，可以避免断码等造成显示结果误读（大部分钳阻仪采用数码管显示，容易断码）。

4）6.3.6条款通过重复性测试，可以排除钳口的张合影响，同时确保线圈正常工作。

5）6.3.7.1条款说明对于其他准确度等级的测量范围选择不少于2个检定点，一般可以选择量程20%、50%、90%作为检定点，也可选取10的整数次幂点或其相近整数倍值作为检定点，方便校准。

4 钳阻仪检定或校准注意事项

1）开机时，钳阻仪钳口不能钳在被测电阻回路中，否则会影响校准结果。

2）开机时可用随机配套标准环形电阻，检验设备是否正常。

3）确保钳口完全闭合，否则影响校准结果，尤其在电阻较大时（一般大于100Ω），影响更大。可以在校准前，先把钳口张合几次，必要时用酒精擦拭钳口，确保钳口良好闭合，再开机。

4）校准所使用的连接导线应小于5mΩ,减少连接导线电阻对小量程校准的影响。必要时可以采用修正方式去除导线影响。

5）校准时，注意接线导线偏心位置影响，尤其是校准较大和较小电阻时的影响更大。

6）注意量程切换点的影响。有些钳阻仪在量程切换点附近误差值可能较大，可以在校准或检定时，从大量程值逐步递减至小量程值来测量，以减少影响。必要时，可对同一测量点多次校准，取平均值作为最终结果。

5 结语

钳阻仪作为常用测量接地电阻的仪器之一，具有不打桩方便测量的优点，广泛应用在防雷检测、建筑安全检测等部门。计量工作者在检定过程中需掌握其工作特点，避免干扰因素的影响，确保其量值溯源的可靠性。