防雷检测中接地电阻的重要性及其影响因素的探讨

杨建明 裴苏清 卢炜

【摘要】雷电带来灾害是自然灾害中最为严重的一种，因此防雷检测是气象台站的一项重要工作，也是防止雷电灾害的主要措施。在防雷检测中，接地电阻起着极为重要的作用，因此本文总结了一些影响接地电阻的因素，如检测设备，气象条件以及随机因素等，并对接地电阻对于防雷检测的重要性进行了分析与探讨，为开展防雷工作提供了依据。

【关键词】防雷检测；接地电阻；重要性；影响因素

一、接地电阻的重要性

可以通过接地电阻的大小来判断防雷检测中的接地装置的性能，通常而言，当发生雷电时，检测装置中的接地电阻越小，雷电流散的速度就越快，倘若雷电击中了物体，它所产生高电位也相对更低，从而减少了雷电对设备和人身的伤害。相关的电学原理表示：当雷电击中物体时，其产生的电流经过防雷装置时，装置中的接地电阻所产生的高压和接地电阻的阻值大小呈正比，也就是说接地电阻的阻值越小，所产生的高压对人身和物体的威胁也越小，从中可以看到，接地电阻是衡量接地装置性能好坏的主要指标。相关的防雷规范中明确规定了不同类型的防雷建筑物中的接地电阻的标准，例如在《防雷技术标准规范汇编》里，对防雷类型分为一、二、三类的防雷建筑物，明确规定了对应不同类型的接地电阻的大小，像一、二类的防雷建筑物中的接地电阻阻值要小于10 Ω，而第三类防雷建筑物中的电阻阻值则要大于30 Ω，对于一些电力变压器或者发电机，它们的接地电阻就要小于4 Ω。现今，由于防雷装置和接地设备的不断发展，因此在进行接地电阻的检测工作时，还要考虑到其他的影响因素，例如要仔细的检测电位连接措施和接地设备的结构属性，确保它们能够达到规范的要求。要严格的参照《规范汇编》的相关规定，对一些土壤电阻率较高的区域，要多考虑到该区域的经济状况和地区的施工难度，要加强对公共接地系统和铁架与霹雷针间的连接情况的检测力度，对于该地区的医疗设备和计算机系统也要定期检测其等电位的连接情况。

二、接地电阻的影响因素

（一）气象条件

由于在规范汇编里没有具体规定在进行接地电阻的检测时应该具备的气象条件，所以当进行实际的电阻检测时，要对当地的气象条件（例如湿度，温度等）有所了解，然后根据这些来明确接地电阻和气象条件之间存在的关联。接地电阻和土壤的电阻率之间的关系呈正比，换句话说就是当土壤的电阻率越高，接地电阻的阻值也越大。土壤中的化学成分，相对湿度和温度，以及土质的紧密程度等都会对土壤的电阻率产生影响，在这些因素里，会给电阻率造成最为严重影响的因素就是土壤的相对湿度和温度。

图1 减少气象因素对接地电阻检测的影响

根据以往的经验显示，土壤的电阻率和土壤的相对湿度之间的关系呈反比，也就是说土壤的含水量增加时，其电阻率就会迅速下降，并且当钢筋混凝土的接地體中的含水量增多时，其电阻率也会有所降低；而土壤的相对温度和土壤的电阻率之间的关系也成反比，随着温度的升高，土壤的电阻率也会跟着降低。也就是说，当一年中的气温和天气状况在不断地发生改变时，同一块区域的土壤中的电阻率也会随之发生改变。在防雷规范中有写明，要重视气象变化对接地电阻造成的影响，不可以在下雨的时候或是土壤的湿度较大时检测接地电阻的阻值，并且以某块区域在雷雨季节中却没有降水的土壤的接地阻值为参考标准。比如在给红山洼煤矿安装避雷针的过程中，公共接地体、霹雷针与铁架之间的连接都没有问题，但在检测时却没有达到要求，并且为了更加精确还进行了很多次的检测，后来专门对实地情况进行了考察，发现接地体的四周都是沙石，而这些沙石缺乏一定的湿度，所以导致检测不合格，因此重新更换了接地体周围的沙石，并在土壤中放入了很多盐，以确保检测可以合格。人们常常由于检测对象的数据不合格而给接地体加入大量的水，但是这种做法缺乏科学依据，不能真正解决问题的本身。

（二）检测设备

在规范汇编中要求检测的电阻是冲击接地电阻，而在大多数的气象台站中用的是日本生产的摇表式地阻仪，通过这种地阻仪所检测出的叫做工频接地电阻，与规范汇编中要求的不符合。因此在进行电阻仪的测试时，重点测试土壤中的电位梯度近似为0的地方，也就是将电阻仪放置在零点的区域内，以避免出现误差，从而使测试出的接地电阻值更为精确和有效，但是在实际的测试中很难做到。我国大部分的防雷检测机构在进行接地电阻的检测时，较常使用钳形接地电阻仪来检测，这种电阻仪的检测速度相对更快并且无须用到辅助接地棒，更加易于使用。在现实的接地体电阻的检测中，不能测量出被作为测试极的接地体和要进行测试的接地体间的距离，在一些特殊情况里，这两个接地体间的距离十分短，不能达到测量的标准，并且在还没掌握接地装置的内部结构的情况下，这两个接地体已经和地下电气沟通，在这个时候测试出的电阻值不具备可靠性，所产生的误差也很大。

图2 接地体电阻检测

所以在现实中进行接地体的阻值测试时，一定要对使用的地阻仪器的内部结构和检测区域的土质情况有大概的了解和掌握，这就需要检测人员具备一定的专业性。并且在实际的检测过程中，地阻仪通过不同的方向来接触接地体并进行测试，最终测试出的土壤阻值也是不一样的，所以在现实的检测中，要从不同的角度来检测接地电阻的阻值，然后计算出平均值；在进行实际测量时，要保持直线接地电阻仪垂直于要进行检测的接地体，虽然这个要求在实际测量过程中难以实现，但还是要尽可能的做到。

（三）随机因素

在实际检测接地体的电阻值过程中，一定要保证没有不利因素的干扰，使测量出的数据更加精确，有效。在进行接地电阻的测试时，会随机出现一些不利因素给检测过程带来影响，例如检测时使用的地阻仪在测量过程中产生的电流量较小，会使测量出的数据不够准确。除了这些干扰因素外，还会出现一些人为因素对检测过程造成影响，对于这些因素一定要有足够的重视，一定要最大限度的保障测量过程不被影响因素干扰。另外，在接地电阻的检测中，会出现给高层建筑物的防雷设备的接地电阻进行检测的情况，在检测时会用到很长的测试线，而这也会使检测误差偏大，例如一些高层建筑物的防雷工程做得很好，但是在检测接地电阻时出现了较高的误差。所以为了避免这种情况的发生，工作人员要考虑到超过标准长度的测试线所产生的电阻和感抗以及电流量带来的干扰电动势等因素。

三、结语

接地电阻是衡量防雷检测中的接地装置性能和防雷工程质量的主要指标，在实际的检测过程中，会出现各种因素对检测数据造成干扰，例如气象条件，检测设备和随机因素等，从而使得检测出的接地电阻不够准确，真实。而接地电阻能够达到要求，是确保防雷装置可靠性的关键，因此从中可以看出，防雷检测中接地电阻起着十分重要的作用。

参考文献

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