影響接地電阻測量因素的分析及改善措施
避雷接地是使雷擊時所產生的雷電流能夠通過埋在地下的導體向大地釋放，以避免雷電能量集中而造成雷擊損害的接地【1】。在防雷安全檢測中，準確而有效的測量接地電阻是工程技術人員必須具備的基本功【2-3】。一般測量接地電阻的方法有：兩點法、三點法、三極法、四極法、大電流法、變頻法。在實際操作中，由于電壓電流極引線間的互感、地下附近金屬物、電壓表內阻、大地趨膚效應、激發極化效應、測量電極、干擾信號、季節因素、儀器使用等因素的存在，會對測量結果產生不可忽視的影響，甚至不能正常測量。因此，研究影響因素的機理并采取相應的措施對于接地電阻的準確獲取有著重要意義。
1電流極引線和電壓極引線之間的互感對測量結果的影響
利用直線補償法測量大型接地裝置接地電阻時，若接地網面積較大，接地網對角線D的長度可達幾百米，如果采用4D一5D電流極引線長度測量時，電流極引線和電壓極引線的長度會達到幾千米。二者在很長的范圍內平行敷設，而且間距較小，其互感電勢導致接地電阻測量引入的誤差較大，測量值與線纜長度、距離、測試電流幅值、頻率及線纜距地面的高度等有關系【4-6】。
在測量低值接地阻抗時，試驗引線間的耦合就變得重要起來。由于電流引線中電流的流動，耦合到電壓極引線而產生的任何電壓，將直接疊加到欲測量的電壓上，因而產生測量誤差，使電壓極電位升高，使所測接地電阻值大于真實接地電阻值。互感電勢作用在電壓極引線上，兩條平行試驗引線間的電感耦合所造成的誤差可高達0.1Ω/100m，其影響將是可觀的。通常低接地阻抗總是出現在大面積接地網上，測量這種接地網就用得著長的試驗引線，以便引到遠方零電位點【7】。
我國一般采用下式估算兩條平行線間的互感【8】：
利用直線補償法測量大型接地裝置接地電阻時，若接地網面積較大，接地網對角線D的長度可達幾百米，如果采用4D一5D電流極引線長度測量時，電流極引線和電壓極引線的長度會達到幾千米。二者在很長的范圍內平行敷設，而且間距較小，其互感電勢導致接地電阻測量引入的誤差較大，測量值與線纜長度、距離、測試電流幅值、頻率及線纜距地面的高度等有關系【4-6】。
在測量低值接地阻抗時，試驗引線間的耦合就變得重要起來。由于電流引線中電流的流動，耦合到電壓極引線而產生的任何電壓，將直接疊加到欲測量的電壓上，因而產生測量誤差，使電壓極電位升高，使所測接地電阻值大于真實接地電阻值。互感電勢作用在電壓極引線上，兩條平行試驗引線間的電感耦合所造成的誤差可高達0.1Ω/100m，其影響將是可觀的。通常低接地阻抗總是出現在大面積接地網上，測量這種接地網就用得著長的試驗引線，以便引到遠方零電位點【7】。
我國一般采用下式估算兩條平行線間的互感【8】：
式中D為平行線間的距離，單位：m；Dg為地中對應鏡像間的距離，單位
上式適用于均勻土壤，不適用于非均勻性土壤。
2地下附近金屬物體對測量結果的影響
現代城市發展迅速，建筑物之間間距較小，地下金屬管道縱橫交錯。在測量某一接地裝置時，其附近很可能存在其他建筑物的基礎或金屬管道等建構筑物，這些建構筑物都會對接地電阻值的測量產生一定的影響。
圖1測量線路經過另一接地裝置時接地電阻測量示意圖
圖1為測量線路經過另一接地裝置時接地電阻測量示意圖，圖中P點為電壓極位置，C點為電流極位置，大接地網為待測接地裝置，小接地網為測量線路經過的另一接地裝置。
該接地電阻測量曲線上會出現一段平坦部分，這是因為測量線路經過小接地網時，可以近似的認為小地網上電位處處相等，所以在測量曲線上會出現一段平坦部分。該平坦部分可能會誤導對電壓極補償點位置選擇的判斷，因為即使電壓極在該小地網范圍內左右5%的移動，由于電位處處幾乎相等，所測接地電阻值基本上一樣，這種情況會讓測量人員誤認為找到了真正的“補償點”，會給測量結果引入巨大的誤差，導致整個測量數據的錯誤和無效。同樣的，當測量線路經過金屬管線比較密集的區域時，相當于縮短了測試極與被測地網之間的有效距離，也會導致上述情況的發生。
針對以上情況，實地測量接地電阻時，首先應測量接地裝置附近的土壤電阻率，了解土壤結構及被測地網附近是否有上述情況中的小地網和金屬管道的情況。如果存在上述情況，則應改變測量方向，使試驗電極布置的方向與地下金屬物走向垂直，以此來減少地下金屬物對測量結果的影響；如果無法改變方向，就需要通過分析測得的土壤電阻率來計算真正的補償點的位置?；蛘哌€可以通過加長電流極測量引線，讓補償點位置遠離小地網，然后再通過左右移動5%的方法確定補償點的位置【9】。
現代城市發展迅速，建筑物之間間距較小，地下金屬管道縱橫交錯。在測量某一接地裝置時，其附近很可能存在其他建筑物的基礎或金屬管道等建構筑物，這些建構筑物都會對接地電阻值的測量產生一定的影響。
圖1為測量線路經過另一接地裝置時接地電阻測量示意圖，圖中P點為電壓極位置，C點為電流極位置，大接地網為待測接地裝置，小接地網為測量線路經過的另一接地裝置。
該接地電阻測量曲線上會出現一段平坦部分，這是因為測量線路經過小接地網時，可以近似的認為小地網上電位處處相等，所以在測量曲線上會出現一段平坦部分。該平坦部分可能會誤導對電壓極補償點位置選擇的判斷，因為即使電壓極在該小地網范圍內左右5%的移動，由于電位處處幾乎相等，所測接地電阻值基本上一樣，這種情況會讓測量人員誤認為找到了真正的“補償點”，會給測量結果引入巨大的誤差，導致整個測量數據的錯誤和無效。同樣的，當測量線路經過金屬管線比較密集的區域時，相當于縮短了測試極與被測地網之間的有效距離，也會導致上述情況的發生。
針對以上情況，實地測量接地電阻時，首先應測量接地裝置附近的土壤電阻率，了解土壤結構及被測地網附近是否有上述情況中的小地網和金屬管道的情況。如果存在上述情況，則應改變測量方向，使試驗電極布置的方向與地下金屬物走向垂直，以此來減少地下金屬物對測量結果的影響；如果無法改變方向，就需要通過分析測得的土壤電阻率來計算真正的補償點的位置?；蛘哌€可以通過加長電流極測量引線，讓補償點位置遠離小地網，然后再通過左右移動5%的方法確定補償點的位置【9】。
3干擾信號對測量結果的影響
眾多的影響因素中，干擾信號對測量結果的影響不容忽視。尤其涉及到工業中的接地系統和電源變壓器時，其中的強大放電電流會流向大地。在靠近高壓配電線、鐵路等處的接地電極周圍區域常常存在較高的漏電電流。要注意測量干擾地電壓，觀察是否超過了儀器規定值【10】。大多數干擾信號的存在會對接地電阻的測量帶來誤差，降低測量的精度。因此，采取一定的屏蔽措施是必要的?？梢愿鶕煌_信號的頻率采取適當的濾波措施；調節接地電阻測試儀的頻率，使測試電源頻率遠離干擾信號頻率段；加大測量信號的強度，增強信噪比。或者可以將測量極的線路從建筑物內部引至待測量設備，這樣可以對戶外的干擾電磁波起到一定的屏蔽作用，從而保證測量結果的準確性。這主要是因為現代建筑多為鋼筋混凝土結構，其基礎和墻面屋頂的鋼筋縱橫交錯、相互連接，相當于構成了一個法拉第籠。從而可以對戶外的干擾電磁波起到一定的屏蔽作用。
眾多的影響因素中，干擾信號對測量結果的影響不容忽視。尤其涉及到工業中的接地系統和電源變壓器時，其中的強大放電電流會流向大地。在靠近高壓配電線、鐵路等處的接地電極周圍區域常常存在較高的漏電電流。要注意測量干擾地電壓，觀察是否超過了儀器規定值【10】。大多數干擾信號的存在會對接地電阻的測量帶來誤差，降低測量的精度。因此，采取一定的屏蔽措施是必要的?？梢愿鶕煌_信號的頻率采取適當的濾波措施；調節接地電阻測試儀的頻率，使測試電源頻率遠離干擾信號頻率段；加大測量信號的強度，增強信噪比。或者可以將測量極的線路從建筑物內部引至待測量設備，這樣可以對戶外的干擾電磁波起到一定的屏蔽作用，從而保證測量結果的準確性。這主要是因為現代建筑多為鋼筋混凝土結構，其基礎和墻面屋頂的鋼筋縱橫交錯、相互連接，相當于構成了一個法拉第籠。從而可以對戶外的干擾電磁波起到一定的屏蔽作用。
4測量電極對測量結果的影響
測試電極插入土壤之后，電極與土壤之間會產生接觸電阻，這部分接觸電阻包含在測量得到的接地電阻中。為了減小測量的誤差，電極應與土壤緊密接觸，盡量減小接觸電阻，從而降低電位極本身的接地電阻，提高測量精度。因此測量電極應選用不易彎曲且表面光滑的圓鋼，不應使用螺紋鋼，因為測量電極打入地中時，螺紋鋼的螺紋會卷起泥土，在螺紋鋼的表面形成空氣層，有可能會引起較高的接觸電阻，造成較大的測量誤差。
電流極接地電阻與測量電源內阻屬于串聯關系，這也是影響注入電流的一個因素。接地電阻越大，注入電流越小；接地電阻越小，注入電流越大。在測量電源電壓不變的情況下，可以通過降低電流極的接地電阻來增大注入電流，保證測量精度。實測過程中盡量將電流極全部打入土壤；或者可以在電流極周圍澆一點水。這些方法目的都是降低接觸電阻，獲得大的注入電流。
測試電極插入土壤之后，電極與土壤之間會產生接觸電阻，這部分接觸電阻包含在測量得到的接地電阻中。為了減小測量的誤差，電極應與土壤緊密接觸，盡量減小接觸電阻，從而降低電位極本身的接地電阻，提高測量精度。因此測量電極應選用不易彎曲且表面光滑的圓鋼，不應使用螺紋鋼，因為測量電極打入地中時，螺紋鋼的螺紋會卷起泥土，在螺紋鋼的表面形成空氣層，有可能會引起較高的接觸電阻，造成較大的測量誤差。
電流極接地電阻與測量電源內阻屬于串聯關系，這也是影響注入電流的一個因素。接地電阻越大，注入電流越小；接地電阻越小，注入電流越大。在測量電源電壓不變的情況下，可以通過降低電流極的接地電阻來增大注入電流，保證測量精度。實測過程中盡量將電流極全部打入土壤；或者可以在電流極周圍澆一點水。這些方法目的都是降低接觸電阻，獲得大的注入電流。
5激發極化效應對測量結果的影響
交流電流通過大地時，大地的視在電阻率因電流頻率的增大而減小的現象稱為激發極化效應。視在電阻率隨電源頻率變化的大小與大地中可被極化的物質的含量有關。當大地中含有疏松的沙粒時，就會產生比較明顯的激發極化效應。測量接地電阻時，電流流過的區域越大，碰到大地中可被極化物質發生激發極化效應的可能性也就越大。發生激發極化效應時，土壤電阻率降低，導致所測接地電阻值小于真實接地電阻值。因此測量前必須對土壤狀況進行詳細的了解，再根據實際情況修正獲得的數值，這樣可以有效的減小測量誤差。
交流電流通過大地時，大地的視在電阻率因電流頻率的增大而減小的現象稱為激發極化效應。視在電阻率隨電源頻率變化的大小與大地中可被極化的物質的含量有關。當大地中含有疏松的沙粒時，就會產生比較明顯的激發極化效應。測量接地電阻時，電流流過的區域越大，碰到大地中可被極化物質發生激發極化效應的可能性也就越大。發生激發極化效應時，土壤電阻率降低，導致所測接地電阻值小于真實接地電阻值。因此測量前必須對土壤狀況進行詳細的了解，再根據實際情況修正獲得的數值，這樣可以有效的減小測量誤差。
6季節因素對測量結果的影響
防雷接地電阻應該是考慮季節變化的最大接地電阻，因此不應在雨天或者雨后進行測量，多數實驗結果表明，雨后土壤電阻率急劇降低，接地電阻測量值普遍偏低。
防雷接地電阻應該是考慮季節變化的最大接地電阻，因此不應在雨天或者雨后進行測量，多數實驗結果表明，雨后土壤電阻率急劇降低，接地電阻測量值普遍偏低。
7儀器使用對測量結果的影響
接地電阻測量儀在使用的過程中，由于磨損或者其他原因，可能出現金屬夾銹蝕、線路折斷等情況，導致測量值誤差太大或者錯誤。因此對測量儀器定期檢定并合理保養是必要的。
接地電阻測量儀在使用的過程中，由于磨損或者其他原因，可能出現金屬夾銹蝕、線路折斷等情況，導致測量值誤差太大或者錯誤。因此對測量儀器定期檢定并合理保養是必要的。
8結論
影響接地電阻測量的因素是多樣的，要求檢測人員具備強烈的責任心，熟練掌握測量技能并嚴格執行檢測規范。檢測前對測試場所環境進行詳細評估，盡量消除干擾因素的影響。對于測量數值，應做好資料積累。以便于歷年數據對比分析。
影響接地電阻測量的因素是多樣的，要求檢測人員具備強烈的責任心，熟練掌握測量技能并嚴格執行檢測規范。檢測前對測試場所環境進行詳細評估，盡量消除干擾因素的影響。對于測量數值，應做好資料積累。以便于歷年數據對比分析。
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