摘 要：2016年3月18日，试验人员在进行直线法测量丁家坝变电站地网接地电阻时，因操作人员与走线人员沟通失误导致电压线、电流线接反，但测试结果却与正确接线结果相近。本文从接地电阻测量原理入手，结合目前使用的测试仪器参数，分析此结果的必然性，并延伸讨论关于对称地网结构的理论测量方法。
　　关键词：接地电阻测量；直线法
　　中图分类号：TM835.4 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0137-01
　　1 接地电阻测量原理
　　1.1 接地电阻定义
　　定性地说，电流通过接地极向周围大地无穷远处流散时大地土壤所呈现出的总电阻，称为接地电阻。
　　定量地说，假设在某个电极上流入接地电流I，而接地极的电位比周围大地无穷远处高出U时，则接地极电位U对接地电流I的比值U/I称为接地电阻。
　　1.2 三极法测量接地电阻的原理
　　测量时，将变电站接地网近似看做半径为r0的半球接地极G，r0为变电站对角线长度的一半。电流I从接地极G流入，从电流极C流出。其中以无穷远处为电位零点，设电压极P到接地极G表面的距离为dGP，电流极C到接地极G表面的距离为dGC，电压极P到电流极C的距离为dCP，可推导出当满足公式（1）时，仪器测量值即为变电站接地电阻理论值。
　　+ - =0（1）
　　当用直线法进行测量时，G、P、C在一条线上，满足公式：
　　dGC+dCP=dGC（2）
　　即dGP=0.618dGC或dGP=1.618dGC。所以在测量电阻率均匀的地网接地电阻时，电压极位置可置于电流极与地网间距离的0.618倍处或1.618倍处。直线法一般选择将电压极置于电流极与地网间距离的0.618倍处。
　　2 直线法测接地电阻遇到的问题
　　2.1 电流极、电压极接反的影响
　　在现场测量过程中，电压极、电流极放线人员与变电站内操作人员在沟通不充分时，容易导致变电站内人员将仪器的电压极、电流极接线接反。
　　由公式（2），当电流极、电压极接反时，理论上仪器测量值仍为接地电阻真实值。此时，相当于将电压极置于电流极与地网间距离的1.618倍处。
　　目前，使用的地网电阻测试仪为福建普华PH2802型，使用变频法测量时，输出电流为5A左右，若土壤电阻率较好，当将电压极当电流极升流时仍可升到额定测量电流，此时仪器测出的数值将与实际值相近。其中的误差原因可能为此时的电流极距变电站地网的距离未达到4D～5D（为2.472D～3.09D），未消除因实际接地网结构及土壤的不均匀性造成的地电位偏移的影响。综上所述，当变电站地网周围土壤电阻率较好时，电压极电流极接反测量值与真实值相近，若周围土壤电阻率较高时，可能导致测量值误差较大或电流无法升到额定值导致无法测量。在进行测量时一定要注意电压极电流极的正确接线。
　　2.2 土壤结构以变电站对称分布的地网接地电阻测量
　　若變电站处于土壤电阻率为ρ1、ρ2的土壤交界处，接地网向土壤电阻率为ρ1、ρ2的土壤散流分别为I1、I2，据该接地极球心为r处电压分别为V1、V2，变电站接地电阻理论值R0可看做R1、R2并联。
　　R0= = = （3）
　　若将电流极也置于土壤环境对称轴上时，得出仪器此时的测量值为：
　　R测量= = =R （4）
　　由上述公式可知，对于个别变电站一边是湖泊，一边是平坦土地，土地和湖泊对称分布时，可将电流极沿着湖泊与土地交界处布线进行测量，电压极不受此限制。测量方法可用直线法、夹角法，如图1所示。若将电流极置于交界处较远的地方进行测量，由于电流极处于非均匀土壤下，产生的电压不满足接地电阻测量理论计算要求，若仍按直线法进行测量，电压极置于电流极到接地网距离的0.618倍处将不能测得最低电压，测量的结果将不是真实值。
　　3 总 结
　　（1）三极法测量地网接地电阻的前提为地网四周土壤电阻率均匀，若地网四周土壤电阻率不均，环境复杂，只能通过电压降法进行测量，需耗费大量时间和人力。
　　（2）用直线法进行接地电阻测量时，若电压极、电流极接线接反，在电压极通流能力够的情况下，理论上仪器测得数值与实际值相差无几。若电压极升流能力不够，电压极位置不够长，测得数值将有所偏差。在现场测量时，可通过增加电压极通流能力，将仪器电压极、电流极接线交换测量，通过两次测得数值比较来快速判断电压极位置是否在满足公式（1）的特征点处。
　　（3）在地网所在位置周围土壤环境为对称分布时，仍可用三极法进行接地电阻测量，但此时电流极需沿着土壤环境对称轴上进行布线。
　　（4）地网电阻测量受环境影响较大。建议测量前进行周围土壤的电阻率测量并记录。直线法进行测量时，将电压极、电流极位置标注于手机地图上，下次测量也在同一测量点进行，从而增强每次测量数据的参考性。
　　收稿日期：2018-10-10
　　作者简介：周 斌（1991-），男，助理工程师，本科，主要从事电气试验工作。