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安全接地（电阻）检测

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发布时间：2025-06-02 19:54:14 更新时间：2025-06-01 19:54:15

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

安全接地（电阻）检测：保障电气安全的关键环节

安全接地（电阻）检测是电气安全领域至关重要的一项技术活动，其核心目的在于验证电气装置或设备接地系统的有效性。一个良好的接地系统能够在设备发生绝缘故障时将故障电流安全导入大地，从而有效防止触电事故、设备损坏以及火灾风险，并为过电压保护装置（如避雷器）提供泄放通道。接地电阻值的大小直接反映了接地系统泄流能力的强弱，过高的接地电阻可能导致故障电流无法有效释放，或者在雷击时产生危险的高电位反击，严重威胁人身和财产安全。因此，定期、规范地进行接地电阻检测，是保障电气设施安全可靠运行不可或缺的环节。

主要检测项目

安全接地（电阻）检测通常包含以下几个核心项目：

接地体（极）电阻： 测量单一接地体（如垂直接地棒、水平接地带）自身的散流电阻。
接地系统总接地电阻： 测量整个接地装置（包含所有相互连接的接地体、接地线）对地的总电阻。这是最重要的检测项目。
接地连续性/导通性测试： 检查接地导体（如PE线、接地干线、接地引下线）的连接是否牢固可靠，导体本身是否完好无损，确保低阻抗的接地路径畅通。
土壤电阻率测试： 测量接地体周围土壤的电阻特性，为接地系统设计、改造和评估提供依据。
接触电压与跨步电压测试： 在特定条件下（如故障状态），测量人体可能接触到的不同点间的电位差，评估人身安全风险。

常用检测仪器

进行接地电阻检测需要使用专业的仪器设备：

接地电阻测试仪（接地摇表）： 最传统和经典的仪器，通常采用“电位降法”原理（如三线法、四线法）。根据测量范围和精度要求，有指针式（手摇发电机）和数字式（电池供电）两种主要类型。
钳形接地电阻测试仪： 利用电磁感应原理，无需断开接地线或使用辅助接地极。特别适用于有多点并联接地的大型接地网或难以打入辅助桩的场合（如城市、室内）。但对于测量单一接地体或小型接地系统精度可能受限。
土壤电阻率测试仪： 常采用温纳(Wenner)四极法原理，通过四个电极测量土壤不同深度的电阻率。
接地导通测试仪（回路电阻测试仪）： 通常输出较大的恒定直流电流（如10A, 25A, 100A以上），采用四线法精确测量两点间的低电阻值（微欧级），用于接地连续性测试。
多功能电气安全测试仪： 部分高端设备集成了接地电阻、绝缘电阻、泄漏电流、RCD测试等多种功能。

主要检测方法

选择正确的测试方法对获得准确结果至关重要：

三点法（电位降法 - 三线法）： 这是最基本、最常用的方法。需要两个辅助接地极（电流极C和电位极P）和被测接地极E。测试仪在E和C之间注入测试电流，测量E和P之间的电压降，根据欧姆定律计算接地电阻(R = V/I)。关键是电位极P的位置需要放置在被测接地极E和电流极C形成的电位分布曲线的零电位区（通常在E与C连线的62%处附近），否则结果会有误差。
四点法（电位降法 - 四线法）： 在三点法基础上增加了一根电压线（通常有C1, P1, P2, C2四个端子）。它使用两条独立的电流线和电压线，消除了测试线本身电阻和接触电阻的影响，测量精度更高，尤其适用于低电阻测量。
钳形表法： 只需将钳形表卡在被测接地导体上即可读数。原理是仪器通过内置线圈产生一个已知电压，该电压在被测接地回路中感应产生一个电流，仪器通过检测该电流并计算回路总阻抗（即接地回路电阻）。其测量结果是整个闭合回路的电阻，而非单个接地极的电阻。
两极法（斜率法）： 常用于简易测量或已有良好参考接地体（如水管道）的场合。一个端子接被测接地极E，另一个端子接参考接地体（辅助接地极P/C）。该法精度较低，易受参考接地体自身电阻影响，不推荐用于精确测量。
土壤电阻率测试 - 温纳四极法： 将四根电极以相等间距a直线打入地中。外侧两电极通入电流I，内侧两电极测量电压降V。土壤电阻率 ρ = 2πa * (V/I)。改变电极间距a可测量不同深度的土壤电阻率。

相关检测标准

安全接地（电阻）检测必须遵循国家、行业或国际标准，以确保检测结果的可靠性和可比性，主要标准包括：

国家标准：
- GB/T 21431-2015《建筑物防雷装置检测技术规范》：规定了防雷接地电阻的检测要求和方法（含三极法、四极法、钳表法）。
- GB 50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》：对各类电气设备（如电力变压器、GIS、电力电缆、母线、避雷器等）的接地装置在交接时的试验项目、方法和标准值做了规定。
- GB/T 17949.1-2000 《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分：常规测量》：等同采用IEC 61557-5，提供了详细的测量原理、方法和注意事项。
- GB 16895.3-2017 / IEC 60364-5-54:2011《低压电气装置第5-54部分：电气设备的选择和安装接地配置和保护导体》：规定了接地电阻的要求。
国际标准：
- IEC 61557-5:2019《交流1000V和直流1500V以下低压配电系统的电气安全防护措施的试验、测量或监控设备第5部分：接地电阻》：详细规范了接地电阻测量的设备要求和试验方法。
- IEEE Std 81-2012《IEEE Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and Earth Surface Potentials of a Grounding System》：关于接地测量非常全面和权威的指南。
行业/特定系统标准： 如通信（YD/T）、电力（DL/T）、石油石化等行业都有针对其特定设施（如基站、变电站、油罐区）的接地检测标准。

关键要求与合格值： 不同系统和设备对接地电阻的要求差异较大。例如：低压配电系统中性点直接接地，要求接地电阻一般≤4Ω；独立防雷接地通常要求≤10Ω；通信基站综合接地要求≤5Ω或≤10Ω；特殊场所（如医院手术室、爆炸环境）可能有更严格的要求。具体合格值需依据设计文件、所服务的设备/系统以及适用的标准确定。

综上所述，安全接地（电阻）检测是一项技术性强、要求严谨的工作。检测人员需充分理解接地原理，熟练掌握各种检测仪器和方法的适用条件与操作规范，严格按照相关标准执行，并结合环境条件（如土壤湿度、温度）和接地系统结构进行综合分析，才能准确评估接地系统的状态，为电气安全提供坚实保障。定期检测（如每年一次防雷检测）和新建/改造后的验收检测是必不可少的。