消费品检测

工业设备电气安全是生产运行的核心保障，而接地电阻测试作为电气安全检测的关键环节，直接关系到设备防触电保护、雷电防护及电磁干扰抑制的有效性。本文针对工业场景，详细拆解接地电阻测试的原理、方法、仪器选择及干扰排除，为一线检测人员提供可落地的操作指南。

接地电阻的基本概念与测试意义

接地电阻是指接地极与大地之间的电阻，包含接地极本身的电阻、接地极与土壤的接触电阻，以及土壤中的散流电阻三部分。在工业电气系统中，接地电阻的大小直接决定了故障电流的泄放能力——若接地电阻过大，设备外壳带电时无法快速导走电流，易引发人员触电或设备烧毁事故。

例如，TN-C-S系统中，中性线与保护线在进线处共用接地极，若接地电阻超过4Ω（GB 50169-2016标准要求），当相线碰壳时，外壳电压会超过安全阈值（通常≤50V）；而在防雷接地系统中，过大的接地电阻会导致雷电电流无法快速散流，可能击穿设备绝缘。

因此，定期测试接地电阻是工业设备“预防性维护”的重要内容，需覆盖变压器、电机、配电箱、起重机等关键设备的接地极。

接地电阻测试的主要标准依据

工业接地电阻测试需遵循国家及国际通用标准，其中最核心的是《电气装置安装工程 接地装置施工及验收标准》（GB 50169-2016）和《低压电气装置 第1部分：基本原则、一般特性评估和定义》（IEC 60364-1:2005）。

GB 50169-2016明确规定：TN系统的保护接地电阻值不应大于4Ω；TT系统的保护接地电阻值不应大于10Ω（当配电变压器容量≤100kVA时，可放宽至≤10Ω）；防雷接地的接地电阻值应根据防雷类别确定，一类防雷建筑不应大于10Ω，二类不应大于10Ω，三类不应大于30Ω。

此外，部分行业有特殊要求，比如煤矿井下设备的接地电阻需≤2Ω（GB 3836.15-2017），化工企业的易燃易爆场所接地电阻需≤1Ω（GB 50058-2014）。检测人员需根据设备所属行业选择对应标准。

常用接地电阻测试仪器及选择

工业场景中常用的接地电阻测试仪主要有两类：传统手摇式接地电阻表（如ZC-8型）和数字式接地电阻测试仪（如 fluke 1625）。

手摇式接地电阻表通过手摇发电机产生110Hz的交流电流，利用电位差法计算接地电阻，优点是无需电源、结构简单，适用于户外无市电的场景（如输电线路塔基接地测试）；缺点是读数误差大（约±5%）、抗干扰能力弱，且需要人工摇动手柄（转速需保持120r/min）。

数字式接地电阻测试仪采用微处理器技术，能自动产生高频电流（通常≥1kHz），抗工频干扰能力强，读数精度高（约±1%），部分型号还支持数据存储和蓝牙传输（如fluke 1623-2）。此外，数字仪器通常具备“自动量程”功能，无需手动切换档位，适合新手操作。

选择仪器时需考虑场景：户外无电源选手摇表，高精度要求（如电子厂设备）选数字表，防爆场所选本安型数字表（如ExibⅡCT4）。

两线法测试：原理与操作步骤

两线法是最基础的接地电阻测试方法，原理是将一根测试线接被测接地极（E端），另一根接辅助电流极（C端），通过仪器测量两电极之间的电阻（包含接地电阻和辅助电极电阻）。

操作步骤如下：

1、选点：选择被测接地极（如设备外壳的接地螺栓），清理周围土壤中的石块、杂草，确保接地极与土壤接触良好；

2、布极：将辅助电流极插入接地极附近的土壤（间距≥5m），若土壤干燥，可浇水湿润以降低接触电阻；

3、接线：手摇表的E端接被测接地极，C端接辅助电流极；数字表的“Earth”端接被测接地极，“Current”端接辅助电流极；

4、测试：手摇表顺时针摇动手柄至120r/min，待指针稳定后读数；数字表按下“TEST”键，等待仪器显示结果；

5、重复：更换辅助电流极位置，测试2-3次，取平均值。

两线法的优点是操作简单、所需线材少，缺点是未消除辅助电极电阻的影响，因此仅适用于土壤电阻率低（≤100Ω·m）、接地电阻较大（≥10Ω）的场景（如农村小型电机接地测试）。

三线法测试：消除辅助电极电阻影响

三线法是工业场景中最常用的方法，原理是增加一根辅助电位极（P端），将电流回路（E-C）和电位回路（E-P）分开，从而消除辅助电流极的电阻影响，测试精度显著提升。

布极要求：被测接地极（E）、辅助电流极（C）、辅助电位极（P）需成一直线，间距需满足“C-E间距≥5倍接地极长度”（通常取10-20m），P极位于E极和C极之间，且P-E间距为C-E间距的1/5（如C-E=10m，则P-E=2m）。

操作步骤：

1、布极：按上述要求插入E、P、C三个电极；

2、接线：手摇表的E端接被测接地极，P端接电位极，C端接电流极；数字表的“Earth”接E，“Potential”接P，“Current”接C；

3、测试：同两线法，数字表需确认“三线法”模式已开启；

4、读数：数字表直接显示接地电阻值，手摇表需根据档位（如×1、×10、×100）乘以指针读数（如指针指在4.5，档位×1，则结果为4.5Ω）。

三线法的精度比两线法高，适用于大多数工业设备（如车间配电箱、电机外壳）的接地测试，是检测人员的“常规武器”。

四线法测试：高精度场景的应用

四线法（又称“ Kelvin 法”）是针对低电阻接地系统（如电子厂洁净室设备、医疗设备）的高精度测试方法，原理是用两根电流线（I+、I-）传输测试电流，两根电位线（V+、V-）测量接地极的电位差，彻底消除测试线和电极的接触电阻影响。

布极要求：与三线法类似，但电位极（V+、V-）需更靠近被测接地极（通常P-E间距≤2m），且电流极（I+、I-）间距需≥10m。

操作步骤：

1、布极：插入被测接地极（E）、电流极（I+、I-）、电位极（V+、V-）；

2、接线：数字表的“I+”接电流极正极，“I-”接电流极负极，“V+”接电位极正极（靠近E极），“V-”接电位极负极（接E极）；

3、测试：开启数字表的“四线法”模式，按下“TEST”键；

4、读数：仪器显示的电阻值即为接地电阻（不含接触电阻）。

四线法的测试精度可达±0.1Ω，适用于对接地电阻要求极高的场景（如半导体生产线设备，要求接地电阻≤0.5Ω）。

测试前的准备工作：确保数据准确

测试前的准备直接影响数据准确性，需重点做好以下几点：

1、设备断电：测试前需断开被测设备的电源，拔下插头，防止设备带电导致测试人员触电或仪器损坏；

2、清理接地极：用砂纸打磨接地极的螺栓或接线端子，去除氧化层和油污，确保测试线与接地极接触良好；

3、检查仪器：手摇表需检查指针是否指在“∞”（未接线时），数字表需检查电池电量（低于20%需充电）和测试线是否破损；

4、确认布极间距：根据测试方法（两线/三线/四线）确定辅助电极的间距，若间距不足，会导致测试值偏小（如三线法C-E间距不足10m，结果可能比实际值小20%）；

5、记录环境条件：测量并记录测试时的温度（℃）、湿度（%RH）和土壤湿度（可用土壤湿度计测量），因为土壤电阻率随温度和湿度变化（温度每升高10℃，电阻率降低5%-10%；湿度从10%增至20%，电阻率降低50%）。

测试中的常见干扰及排除方法

工业场景中，测试数据易受以下干扰：

1、工频干扰：附近有高压输电线或大型电机（如车间的注塑机）时，会产生50Hz的工频电流，导致仪器读数波动。排除方法：将辅助电极远离干扰源（间距≥20m），或使用数字表的“抗工频干扰”功能（如fluke 1625的“50Hz/60Hz抑制”）；

2、土壤湿度不均：若接地极周围土壤干湿不均（如一侧浇水、一侧干燥），会导致散流电阻分布不均，测试值偏大。排除方法：测试前24小时内不要浇水，或在测试点周围均匀浇水（保持土壤湿度一致）；

3、接触不良：测试线与接地极的接线端子氧化或松动，会导致接触电阻增大，测试值偏高。排除方法：用砂纸打磨接线端子，拧紧测试线的鳄鱼夹；

4、多接地极干扰：若被测设备与其他设备共用接地网（如车间的多个配电箱接同一接地极），测试时需断开其他设备的接地连线，否则会导致测试值偏小（因为多接地极并联电阻更小）。

测试数据的判定与记录要求

测试完成后，需根据对应标准判定数据是否合格：例如，车间电机的TN系统接地电阻测试值为3.2Ω，符合GB 50169-2016的≤4Ω要求，判定为“合格”；若测试值为5.1Ω，则判定为“不合格”，需整改（如增加接地极数量、更换土壤）。

记录数据时需包含以下信息：

1、基本信息：测试日期（如2024-05-20）、测试地点（如车间A区1号电机）、测试人员（张三）、仪器型号（fluke 1625）；

2、环境信息：温度（25℃）、湿度（60%RH）、土壤湿度（18%）；

3、测试数据：接地极编号（JD-001）、测试方法（三线法）、测试值（3.2Ω）、标准要求（≤4Ω）、判定结果（合格）；

4、异常情况：若测试中遇到干扰（如工频干扰），需记录排除方法（如远离输电线5m）。

记录需一式两份，一份留存检测机构，一份交设备使用单位，作为设备维护的原始凭证。