一、接地電阻測(cè)試的目標(biāo)與基本概念

接地電阻（或接地阻抗）是指接地裝置與大地之間阻礙電流流入土壤的電阻（復(fù)雜場(chǎng)合應(yīng)考慮電感、電容等綜合阻抗）。工程上常關(guān)注：安全保護(hù)接地（保護(hù)人體安全）、工作接地（設(shè)備正常工作）、防雷接地與大電流接地（如避雷、接地網(wǎng)）。不同用途的允許阻值不同（工程上常見：安全保護(hù)/交流工作接地常要求≤4Ω；計(jì)算機(jī)/機(jī)房共用接地宜≤1Ω；獨(dú)立防雷接地常要求≤10Ω，但具體標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)參照工程性質(zhì)與現(xiàn)行規(guī)范）。

二、接地電阻測(cè)試儀的基本組成與功能模塊

現(xiàn)代接地電阻測(cè)試儀（含便攜式與在線監(jiān)測(cè)裝置）在結(jié)構(gòu)上通常由以下模塊組成：

測(cè)試源/激勵(lì)單元

產(chǎn)生用于測(cè)量的測(cè)試電流或電壓（傳統(tǒng)手搖式/便攜式為交流低頻或直流脈沖；現(xiàn)代儀器可產(chǎn)生可控頻率的低電流交流或高頻脈沖以模擬雷電沖擊響應(yīng)）。典型試驗(yàn)電流范圍：幾mA 到數(shù)百mA（在線儀器常見 5–200 mA）。

電壓采樣與電流采樣單元

用于同時(shí)采集注入電流與被測(cè)回路電壓，從而按 Ohm 法則 R=U/I 計(jì)算接地阻抗/電阻。

測(cè)量與信號(hào)處理單元

包括模數(shù)轉(zhuǎn)換、濾波、數(shù)字信號(hào)處理（DSP），對(duì)于高頻/脈沖響應(yīng)的儀器有多點(diǎn)頻率采樣與諧波分析能力。

顯示與人機(jī)界面

液晶/彩屏顯示測(cè)量值、曲線、歷史記錄、報(bào)警閾值配置等。

輔助極與接線附件（便攜式傳統(tǒng)測(cè)量）

電流極（C）、電壓極（P，或稱潛極）與被測(cè)接地體（E）之間的測(cè)試導(dǎo)線；常見長(zhǎng)度：5m、20m、40m等用于現(xiàn)場(chǎng)布極。傳統(tǒng)三極/四極測(cè)法均需輔助極。

鉗形（非接觸）測(cè)量單元（如鉗形接地電阻儀）

鉗口含電流線圈與電壓線圈，允許在不拆分接地體（不需打輔助極、不需斷開接地線）的條件下測(cè)量回路電阻，非常適合現(xiàn)場(chǎng)快速巡檢與長(zhǎng)導(dǎo)體（鋼筋、接地線）測(cè)量。

通信與存儲(chǔ)模塊（在線監(jiān)測(cè)儀）

支持 NB-IoT、2G/4G、LoRa、以太網(wǎng)或本地 RS485/Modbus，具備歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、云/平臺(tái)上傳、閾值報(bào)警與遠(yuǎn)程配置功能。

電源

便攜儀多用內(nèi)置鋰電池或手搖發(fā)電；在線監(jiān)測(cè)通常市電供電 + 備電/太陽能+電池設(shè)計(jì)以確保連續(xù)監(jiān)測(cè)。

三、接地電阻測(cè)試儀的主要類型與測(cè)量原理

按用途與測(cè)量原理，可把儀器分為若干類，每類適用場(chǎng)景與優(yōu)缺點(diǎn)如下。

1. 手搖/便攜式“搖表”（傳統(tǒng)電壓—電流法）

原理：通過內(nèi)置發(fā)電機(jī)產(chǎn)生低頻交流，使用輔助極（電流極、潛極）按三點(diǎn)或四點(diǎn)法（Fall-of-Potential）測(cè)量。

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適合野外與無外電源場(chǎng)合；但需打輔助極且測(cè)量受周邊地網(wǎng)影響，耗時(shí)。常用于一次性實(shí)驗(yàn)或小型工程。

2. 電壓—電流臺(tái)式/便攜式接地電阻表（四線法）

原理：使用獨(dú)立電流和電位采樣，四線測(cè)量能減少接線誤差，精度較高。

典型參數(shù)：量程可從 0.01Ω 到數(shù)千 Ω，精度通常 0.5%–5% 視型號(hào)而定。

3. 鉗形接地電阻儀（鉗表）

原理：利用鉗口的電流線圈在被測(cè)導(dǎo)體上感應(yīng)測(cè)量，測(cè)量回路電阻或多個(gè)回路并解算單點(diǎn)接地阻值。

優(yōu)勢(shì)：不需拆除接地線或打輔助電極，現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)量，適合通信基站、配電柜、接地線回路巡檢。適用于難以脫離系統(tǒng)的接地體。注意：在復(fù)雜網(wǎng)路（多并聯(lián)回路）時(shí)需謹(jǐn)慎解釋結(jié)果。

4. 電橋式/比率計(jì)/接地電阻電橋

原理：以電橋原理測(cè)低阻（適合極低電阻測(cè)量、深接地樁或接地網(wǎng)單元）。高精度實(shí)驗(yàn)室或工程點(diǎn)位更常用。

5. 土壤電阻率測(cè)量?jī)x（文納法/四極法 Wenner）

用途：用于地質(zhì)/土壤電阻率測(cè)定，為接地設(shè)計(jì)（深埋接地體、深井接地等）提供土壤參數(shù)。典型測(cè)試電流與電壓測(cè)量、間距調(diào)節(jié)后計(jì)算電阻率（Ω·m）。

6. 高頻/脈沖接地阻抗測(cè)試儀

原理與用途：用高頻或脈沖激勵(lì)測(cè)試接地裝置對(duì)瞬態(tài)雷電沖擊（微秒級(jí)、高頻分量）的響應(yīng)（高頻等電位過渡電阻）。該類儀器用于評(píng)價(jià)接地系統(tǒng)對(duì)雷擊脈沖的真實(shí)響應(yīng)，補(bǔ)充傳統(tǒng)工頻測(cè)量的不足。部分在線系統(tǒng)支持多頻點(diǎn)（例如 10 Hz–1 MHz）測(cè)量以反映高頻性能

7. 接地電阻在線監(jiān)測(cè)儀（固定式）

特征：固定安裝在接地網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或接地線處，定時(shí)或按規(guī)則自動(dòng)測(cè)量并上傳數(shù)據(jù)（支持遠(yuǎn)程報(bào)警）。測(cè)量可以是工頻法、變頻法或高頻法，量程、分辨率與精度按具體型號(hào)而異（示例：測(cè)試電流 5–200 mA、量程 0–655Ω、分辨率 0.001Ω、精度 ≤5%）。

四、常見測(cè)量方法（工程操作要點(diǎn)）

三點(diǎn)/四點(diǎn)（Fall-of-Potential）法（傳統(tǒng)最可靠）

布設(shè)：E（被測(cè)接地體）、P（電位探針）與C（電流探針）按規(guī)定距離打入土中（例如 C 在被測(cè)點(diǎn)外 L 倍距離，一般按規(guī)范或經(jīng)驗(yàn)一式布設(shè)，不同場(chǎng)地做距離掃描以找穩(wěn)定平臺(tái)）。

要求：測(cè)量前清除附近干擾接地、保持探針和地網(wǎng)接觸良好。適用于獨(dú)立接地體測(cè)試。

鉗形測(cè)量法（快速巡檢）

將鉗口繞被測(cè)接地導(dǎo)體一周，讀取回路電阻或通過多點(diǎn)測(cè)量程序解算出目標(biāo)阻值。適合不便斷開的接地線路與鋼筋接地。

土壤電阻率（Wenner）法

用于接地設(shè)計(jì)，按等間距插入四個(gè)電極測(cè)量并計(jì)算土壤電阻率（Ω·m）。

在線/定時(shí)測(cè)量

固定式探頭與電子開關(guān)在既定時(shí)間段注入小電流、采樣并上傳。為避免被雷擊或過電壓損壞，許多設(shè)備在非測(cè)量期間與地網(wǎng)斷開或加保護(hù)電路。

五、工程行業(yè)應(yīng)用與部署解決方案

下列為若干行業(yè)的典型接地測(cè)試與監(jiān)測(cè)方案要點(diǎn)，包含儀器類型推薦、測(cè)量頻率、告警閾值及實(shí)施細(xì)節(jié)。

1. 變電站與電力設(shè)施（高壓/超高壓）

目標(biāo)：保證接地網(wǎng)能承受短路/雷電大電流，控制地電位升高（GPR）與保護(hù)人員安全。

接地阻值目標(biāo)：變電站大電流接地系統(tǒng)常依據(jù)大電流經(jīng)驗(yàn)公式 R ≤ 2000 / I（I 為設(shè)定接地電流峰值 A）；工程實(shí)踐中，對(duì)于主變/電抗器基礎(chǔ)/接地網(wǎng)設(shè)計(jì)往往要求單元非常低（例如 ≤0.5–1Ω 級(jí)別，視系統(tǒng)短路電流與土壤條件而定）。小電流工況（低壓）常要求 ≤4Ω

儀器：四線臺(tái)式接地電阻表 + 土壤電阻率儀；在線監(jiān)測(cè)單元布設(shè)在若干關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)（接地網(wǎng)分區(qū)節(jié)點(diǎn)、變壓器中性點(diǎn)）。

測(cè)頻：常規(guī)工頻測(cè)量年度或半年度檢測(cè)；在線系統(tǒng)建議 1 次/日 或遇雷擊后自動(dòng)觸發(fā)測(cè)量并上傳。

通信：變電站可用光纖/以太網(wǎng)直接連 SCADA，在線儀表建議支持 Modbus/IEC61850。

保護(hù)：在線設(shè)備需增加避雷及浪涌保護(hù)，且測(cè)量電路應(yīng)具備過壓旁路設(shè)計(jì)。

2. 輸電線路桿塔與風(fēng)電/光伏場(chǎng)站

目標(biāo)：桿塔/機(jī)組接地低阻、雷電防護(hù)有效，風(fēng)電塔樁接地及匯流箱安全。

方案：

現(xiàn)場(chǎng)首檢用鉗形接地儀對(duì)線路接地線與接地極串聯(lián)值巡檢（不拆線）。

對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)（塔基、機(jī)艙）做四點(diǎn)測(cè)量驗(yàn)證并記錄。

在線監(jiān)測(cè)安裝在匯流箱/塔基接地節(jié)點(diǎn)（NB-IoT 或 LoRaWAN 上報(bào)），測(cè)量周期可設(shè)為 1 次/日，遇雷擊自動(dòng)觸發(fā)頻繁測(cè)量（立即、1h、24h）。

3. 通信基站與機(jī)房（數(shù)據(jù)中心）

目標(biāo)：確保信號(hào)設(shè)備、電源系統(tǒng)與防雷接地達(dá)到低阻與低等電位差。機(jī)房常要求接地電阻 ≤1Ω（共用接地）。通信基站地網(wǎng)多要求 ≤5Ω 或 ≤10Ω（按雷暴日數(shù)地區(qū)調(diào)整）。

部署：

基站定期用鉗形儀巡檢并以四點(diǎn)法抽查；機(jī)房對(duì)關(guān)鍵等電位體布置在線監(jiān)測(cè)（測(cè)量分辨率 0.001Ω，閾值報(bào)警 1Ω/4Ω 等）。

在線監(jiān)測(cè)應(yīng)與機(jī)房 BMS/IDC 管理平臺(tái)對(duì)接，提供歷史曲線與告警郵件/短信。

4. 鐵路、軌道交通與機(jī)場(chǎng)

目標(biāo)：保障信號(hào)、通信、供電系統(tǒng)的接地連續(xù)性與等電位，避免列車地回路干擾與信號(hào)誤動(dòng)作。

方案：接地網(wǎng)分區(qū)并在每個(gè)分區(qū)設(shè)置在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)；鉗形巡檢用于軌道與接地線快速檢測(cè)；在線裝置與中央監(jiān)控平臺(tái)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)巡檢替代與預(yù)警。測(cè)量周期：關(guān)鍵節(jié)點(diǎn) 1 次/日，非關(guān)鍵 1 次/周。

5 建筑物/民用/機(jī)房（一般工程）

常規(guī)值：交流工作接地/安全保護(hù)接地一般要求 ≤4Ω；機(jī)房/重要電子系統(tǒng)建議 ≤1Ω（共用接地體）。

部署建議：竣工驗(yàn)收使用四點(diǎn)法系統(tǒng)性檢測(cè)并記錄；長(zhǎng)期運(yùn)行采用分點(diǎn)在線監(jiān)測(cè)或定期便攜式抽檢。