接地电阻测试仪用于评估接地系统的有效性,其测量结果受多种因素影响。以下是关键影响因素及作用机制分析:
一、土壤物理特性
1. 含水量
土壤水分含量显著改变电阻率。湿润土壤因离子活跃度提升,电阻率骤降;干燥土壤则因导电介质减少,电阻率升高。雨后或灌溉区域测量值常低于实际设计值,需结合季节特征综合判断。
2. 密度与成分
压实度高的黏土电阻率低,松散砂砾层电阻率高。含盐碱、腐殖质的土壤导电性更强,而岩石层或冻土可能导致异常高阻值。建议分层检测复杂地质条件下的接地性能。
3. 温度梯度
地表层受日照影响形成温度梯度,冬季冻土层与夏季干裂层均会破坏电极接触面的均匀性。深层接地极受温度波动较小,但温差仍可能引发热应力变形。
二、测试方法与布极参数
1. 辅助电极间距
按IEEE Std 81规定,电流极与电压极应沿直线布置,间距分别为被测接地极直径的20倍和40倍。间距不足易产生互感干扰,导致虚假低阻值;超出范围虽能削弱边缘效应,但会增加场地限制难度。
2. 夹角偏差
三极法要求电流极-电压极连线与接地极呈30°夹角。实际施工中若偏离此角度,电场分布畸变将放大测量误差,尤其在岩土交界面明显的区域更为显著。
3. 频率选择
工频测试仪(50/60Hz)易受电网谐波干扰,异频法(如4Hz)可规避此问题。高频信号穿透深度浅,适用于浅层接地检测;低频信号虽抗干扰强,但对大型地网灵敏度下降。
三、设备性能与校准状态
1. 输出功率匹配
高阻抗接地系统(如山区变电站)需测试仪具备足够输出电压(≥200V)。普通设备在弱电流注入时无法击穿氧化层,导致绝缘电阻虚高。
2. 抗干扰能力
城市配电房存在强烈的电磁干扰,未屏蔽的信号线会引入工频及其谐波噪声。优质设备采用差分输入、数字滤波技术,可将信噪比提升至60dB以上。
3. 校准周期管理
内置标准电阻箱需每年送检,长期使用的碳膜电阻会产生漂移。现场校验可用已知精度的参考电阻替代接地极,验证设备读数偏差是否超过±(1%+5Ω)。
四、外部环境与人为因素
1. 气候动态变化
雷暴天气产生的阶跃电压会使地表电位剧烈波动,此时测量可能触发设备过载保护。最佳测试时段为晴天上午,避免降水导致的瞬态漏电。
2. 连接可靠性
测试线接头氧化会造成接触电阻剧增,建议使用砂纸打磨接线端子并涂抹导电膏。临时接地棒插入深度不足(<0.8m)会引入额外串联电阻。
3. 人员操作规范
非专业人员常忽略土壤分层测量,直接取单点数据作为整体评价。正确做法应采用温纳四级法,在不同深度布置电极获取三维电阻率分布图。
接地电阻测量本质是求解大地回路的欧姆定律应用题,各环节误差具有累积效应。通过选用适配地质条件的测试方案、定期校准设备、严格执行布极规范,可将测量不确定度控制在±(5%~10%)范围内,为防雷接地系统提供可靠依据。