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接地电阻 土壤电阻率总揽

在原瑞士 LEM 接地电阻测试仪(奥地利或英国工厂生产) GEOX 和 GEOXT的基础上，产品升级为GEOXe系列
在原瑞士 LEM 大地网接地电阻测试仪(奥地利或英国工厂生产) GEOXP 的基础上，产品升级为GEOXPe系列

GEO Xe 接地电阻测试仪

北京西金仪器仪表（瑞士LECOM集团）最新推出：接地电阻测量仪表系列（安规测试仪器），便携式产品。

便于经常性的接地电阻测量，以确保接地良好；良好的接地是确保：人身安全、设备稳定运行、测试精确可靠的基础。

一、主要应用：

• 电力、通讯、交通、医院、金融证券、政府重要部门的机房、大楼、机站、实验室等的接地电阻测量。它是确保安全，预防事故的基础。
• 所有防雷接地及安全接地系统都需要定期测量接地系统的接地电阻。真实有效的接地电阻值，直接反映了接地系统的状态，指导安全操作。

二、主要特点：

• 英国工厂生产，全球接地测试一流产品，质量与品质的保障。配套全中文操作手册及国内24小时技术支持。
• 通过一个功能选择旋钮实现2，3，4线测试
• 独有的ART技术及双钳法在线测试接地电阻
• 无需打辅助接地级测试接地电阻
• 测量：接地电阻,接地极电流,背景噪声电压,土壤电阻率 
• 独特的大电流，高电压，高抗干扰能力。
• 高精度测试
• 一键操作，简单方便
• 防撞外壳，适应各种野外恶劣工作环境
• 高对比度背光显示屏
• 自动回路检测
• IP54标准，防尘防水

三、产品特征：

• LECOM最新推出GEO Xe 和 GEO XPe 接地电阻测试仪,集成了所有测试接地电阻的方法于一身：2极、3极、4极，使用电流钳在线测试接地电阻（ART）技术、无需辅助地极测试法（双钳法）、同时可以显示测试电流，接地极电流和 地下干扰电压。
• GEO Xe & GEO XPe 接地电阻测试仪：既测量接地电阻又计算出土壤电阻率，为可靠接地提供了全面的解决方案。
• GEO Xe和GEO XPe用一个功能旋钮来选择测试方法，一个测试按键启停测试。操作简单，测试功能及按键一目了然。
• 使用电流钳可以进行在线测量接地电阻，其接地端的测量电流可测达20A。配合使用电压钳，可实现双钳法测量接地电阻，实现不用打辅助接地极来测量接地电阻。
• GEO Xe 和GEO XPe 外壳符合IP54标准，防尘防水，适用于野外恶劣的工作环境。大屏幕、高对比度背光显示屏，非常适用于野外的测量环境，方便读数。
• GEO Xe和GEO XPe接地电阻测试仪测量范围广，从0.01 Ω至20 kΩ，接地噪声电压测量范围从1 V至100 V，接地电流从1 mA至20 A。仪器还具备了40V峰峰值的现场抗干扰能力，保证测试值的精确。
• GEO Xe和GEO XPe使用内置的锂电池，仪器附带专用充电器。在LCD屏上同步显示电池的容量。
• GEO Xe和GEO XPe符合安全标准，电压等级100V CAT IV.用户可根据需要选择输入电压25V或50V，符合标准IEC61557-5
• GEO XPe为大地网专用接地电阻测试仪。R* 测量，计算在55 Hz下的接地阻抗，更加准确地反应发生接地故障时的真实接地电阻。
• 成套的接地电阻测试仪包含：主机和附件（电压、电流钳，测试线，地极，充电器和校准器，中文说明书等），均包覆在一个便携式硬质塑料外箱内，易于携带、操作。

四、产品优势：

• 解决了以前用摇表无法解决的测量问题；
• 采用无辅助极法测量接地电阻，非常简单，降低了劳动量；可不断开接地极测量接地电阻；
• 测量更精确，使用户真正了解接地状况；
• 抗干扰性好，可以不需考虑环境的干扰问题；
• 便于经常性的接地电阻测量，以确保接地良好；
• 良好的接地是确保：人身安全、设备稳定运行、测试精确可靠的基础

五、主要技术参数

外壳保护： IP54

C 极、 P 极和噪音检查：自动

噪音抑制：40 V pk 至 pk (14 V rms)

2 、3 、4 极法测试：不需要短接线

钳式测试法 (ART)：使用电流钳（ICLAMP）

无辅助极测量：使用电流钳（ICLAMP）和电压钳（VCLAMP）

钳式接地电流范围：0.5 mA 至 19.9 A

接地电流精度：5% ±3 数位

接地电压范围：0 至 100 Vac

接地电压精度：2% ±2 V

接地电阻测量范围：0.01 Ω 至 20 kΩ

接地电阻测量精确度：

2P 测量值： 2% ±3 位数

3P 测量值： 2% ±3 位数

4P 测量值： 2% ±3 位数

ART 测量值： 5% ±3 数位

无辅助极 测量值： 7% ±3 位数

最大接地极电阻：

Rp 限值： 100 kΩ （50 V 输出电压）

Rc 限值： 100 kΩ （50 V 输出电压）

对于 25 V 输出电压，限值降低到 50 kΩ

对于 0.01 Ω 分辨率，限值降低到 5 kΩ

显示屏：3^1/2 数字，高对比度液晶显示屏，背光

电池类型：NiMH 充电电池

工作温度范围：-15°C 至 +55°C

储存温度范围：-40°C 至 +70°C

安全

符合 EN61010-1 100V CAT IV 的要求（端子间）。

EMC：符合 IEC61326，包括第一次修订

标准符合性

符合 KEMA K85B 要求

符合 EN61557 以下部分

  第1部分-常规要求  第5部分-接地电阻

外形尺寸：203毫米 x 148毫米 x 78毫米

重量：1 公斤

GEOXe大型地网接地阻抗测试仪（原LEM GEOX的改进版）的测量功能
一、大、中型地网的接地阻抗测试

1. 测量原理：
   GEOX大型地网接地阻抗测试仪依据阻频特性原理，采用电流—电压法，先测量干扰电压及干扰电流，采用五段自然界不存在的特殊频率进行测试，得到各个频率下的阻抗，由DSP数字信号处理器计算、分析，用逐次逼近曲线拟合得到阻频特性曲线，然后直接在曲线上插值到工频，得到工频接地阻抗R*（Z50）及与频率无关的纯接地电阻Rt（R）。
2. 测量方法：
   依据阻频特性原理，采用电流—电压法。将中央旋转开关旋转到4Pole位置。
3. 辅助极放线：
   在辅助极的放线中，如果采用长线法放线，即辅助电流极放线距离为3—5D（被测地网最长对角距离），辅助电压极—地电位“零点”在辅助电流极放线的61.8%处附近；如果采用夹角法放线，辅助极放线的夹角为29.8度左右，辅助极放线的距离等长且不少于2D（被测地网最长对角距离）。在测量大型地网时，建议采用夹角法放线，可以消除电流线对电压线的互感影响。
   GEOXe（原LEM GEOX的改进版）的测量电流远小于工频大电流法，对放线的线径无要求，放线劳动强度低，测量中互感影响小，测量装置轻便，现场测量方便。
4. 辅助极接地电阻：
   由于GEOXe（原LEM GEOX的改进版）是以DSP数字信号处理器为核心的数字测量仪表，电压回路内阻极高，电流回路内阻极低，对辅助极的接地电阻要求不高，“打桩”简单、方便；而工频大电流法和其它接地电阻测试仪，由于内阻比较高，要求打辅助极很深，以减小辅助电极的接地电阻，所以“打桩”麻烦

电厂主接地网接地电阻测量方案
一、测试目的：
根据电厂的要求，对电厂主接地网接地电阻进行测量，检查主接地网各部分的连接情况，主接地网的接地电阻与上次测量结果进行比较是否符合规程，判断主地网是否存在严重缺陷等提供依据。

二、测试依据：
1)《交流电气装置的接地　　　DL/T621－1997》
2)电力行业标准：接地装置工频特性参数的测量方法　　DL/T475-92
3)电力行业标准：水利发电厂接地设计技术导则　　DL/T5091-1999

三、测量方法：
采用LECOM GEOXe （原LEM GEOX的改进版）数字式大型地网接地电阻测试仪，依据异频法的原理，通过仪器智能系统自动改变测量频率，并根据阻频特性进行分析、计算得到地网的工频接地阻抗和与频率无关的地网接地电阻。

四、测量接线：
LEM -GEOX
L=3-5D
F=0.618L
H：电流极
S：电位极
E：接地极
D：地网地角线    L：H-E距离    F：S-E距离 
E
S
H
（根据中试所上次测量情况，地网对角线D取150米，电流极距地网边缘长L取5倍D长为750米，电压极距地网边缘长取0.618L为464米。）

五、主要测试设备：

1. LECOM GEOXe（原LEM GEOX的改进版）数字式大型地网接地电阻测试仪；
2. GPS-12全球定位仪。

六、测试步骤：

1. 取1＃主变主接地点为测量点，通过防洪门沿下游侧布线；
2. 按照接地电阻测试仪的要求沿河布置测试线，并用GPS定位系统确定各电极的位置距地网边缘的有效距离达到方案设计值；
3. 以50米为单位逐点改变辅助电压极的位置进行接地电阻测试，直至找到地电位“零点”；
4. 记录测量结果

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LEM GEOX LEM GEO easy LEM GEOXT LEM GEO XC 中文使用说明书 中文使用手册 中文用户手册

国家标准接地电阻规范要求：
1、独立的防雷保护接地电阻应小于等于10欧；
2、独立的安全保护接地电阻应小于等于4欧；
3、独立的交流工作接地电阻应小于等于4欧；
4、独立的直流工作接地电阻应小于等于4欧；
5、防静电接地电阻一般要求小于等于100欧。

避雷针的地线属于防雷保护接地，如果避雷针接地电阻和防静电接地电阻都是按要求设置的，那么就可以将防静电设备的地线与避雷针地线接在一起，因为避雷针的接地电阻比静电接地电阻小10倍，因此发生雷电事故时，大部分雷电将从避雷针地泄放，经过防静电地的电流则可以忽略不计。

A（1）类接地工程：

接地电阻值（评定标准）：10欧姆以下

接地场所：高压设备的外壳、外箱

接地目的：防止电压上升，查出事故电流

B（2）类接地工程：

接地电阻值（评定标准）：R=《150/I （R：接地电阻，I：高压电路的接地电流）

接地场所：三相变压器低压侧的端子；单相变压器低压侧的中性点；变压器的防混触电板

接地目的：在没有2秒自动切断装置（由于高低压的混触，当对地电压在低电压测的电位上升到150V）时，可以防止因高低压混触带来的危险

C（特别3）类接地工程：

接地电阻值（评定标准）：10欧姆以下

接地场所：超过300V的低压（600V以下）设备的外壳

接地目的：防止触电事故

D（3）类接地工程：

接地电阻值（评定标准）：100欧姆以下

接地场所：300V 以下低压设备的外壳；二次侧电路

接地目的：防止触电事故

防雷系统接地电阻标准值是多少？

建筑物１０欧姆

机房４欧姆

综合１欧姆

土壤电阻率的测量

测量土壤电阻率ρ的目的是为了进行有效的接地设计。土壤电阻率是土壤的一种基本物理特性，是土壤在单位体积内的正方体相对两面间在一定电场作用下，对电流的导电性能。一般取1m3的正方体土壤电阻值为该土壤电阻率ρ，单位为Ω·m。

土壤电阻率

土壤电阻率是单位长度土壤电阻的平均值，单位是 欧姆·米。

土壤电阻率是接地工程计算中一个常用的参数，直接影响接地装置接地电阻的大小、地网地面电位分布、接触电压和跨步电压。

土壤电阻率是决定接地体电阻的重要因素，为了合理设计接地装置，必须对土壤电阻率进行实测，以便用实测电阻率做接地电阻的计算参数。

测量土壤电阻率的方法之一是对接地体进行接地电阻测量，测得接地体接地电阻后，再按下面的公式计算土壤电阻率。

用钢管或圆钢作接地体时ρ=2πRjL/（ln（4L/d））=RjL/（0.336lg（4L/d））Ωcm

其中L为钢管或圆钢入地长度，单位m

d为钢管或圆钢直径，单位m

Rj为测出的接地电阻值，单位Ω

用扁钢作接地体时

ρ=2πRjL/（ln（2L^2/(bh)））=RjL/（0.336lg（2L^2/(bh)））Ωcm

其中 L为扁钢长度，单位m

b为扁钢厚度，单位m

h为埋设深度，单位m。

上述方法有个缺点，就是由于存在接地电阻的影响，可能造成很大误差，如果地层结构不均匀，计算出来的土壤电阻率也随着接地体的尺寸和埋设方式不同而变化。

采用四级法进行测量。

X、B为电流极，c、d为电压极，四个电极分布在一条直线上，电极的插入深度h应小于极间距离a的1/20，根据电流表A和电压表V的指示，即可算出土壤电阻率

ρ=2πaV/I

其中ρ为计算土壤电阻率，单位Ωcm

U为测量电压，单位V

I为测量电流，单位A

a为极间距离，单位m

建议测试步骤：

方案一：摇表对比法 （如果熟悉摇表，则可以先用此方法做对比）

1. 断开接地极，放线，GPS定位，用摇表测量出接地极电阻。
2. 使用摇表已经放好的线，把这些线通过端子接入GEOXPe，用三极法（消除接线电阻）进行测量。选用不同测量频率得出测量结果。
3. 分析比对摇表与GEOXPe的测量结果

方案二：大地网接地电阻测试仪法GEOXPe

1. 不断开接地地极，保持被测地极原始状态。用GEOXPe测量不同地极的接地电流，分析不同接地极的接地电流大与小的原因。
2. 用GEOXPe测量接地极附近土壤地电压，了解接地极附近的干扰情况。
3. 用双钳法，可以测量回路电阻或接地电阻（单一接地体情况）
4. 在不断开接地地极的情况下，用单钳ART法测量每个接地极的接地电阻。放线方法同摇表法。
5. 在确保安全的情况下断开被测接地极，比对单钳ART法，GEOXPe三极法和摇表法的测量结果。

方案三：土壤电阻率测量

1. 可以线放摇表的线，用摇表测量出土壤电阻率（有些摇表没有这个功能）
2. 用GEOXPe的线（四线法）放线，注意四个地极的间距与地极深度的关系，然后测量出土壤电阻率。
3. 比对摇表法与GEOXPe的测量结果
4. 注意：土壤电阻率的每次测量面积最好在4个平米以内，然后把各个区域的测量值做统计，得出区域的土壤电阻率平均值。或画出土壤电阻率等值图。

测量接地电阻的大电流法和小电流法：

• 最早是用大电流法，产品是加拿大的，约40万加元。
• GEOXP就是比对大电流接地电阻测试设备做的

• 加上修正参数，测量结果与大电流法一致
  • 国内做大电流很难，只好用高电压来生成大的电流。但测试时很危险，需要隔离人群，测试准备时间长，需要人员多，费用高。
  • 还有一种说法是：接地极可以承受小电流，但大电流时接地极会被击穿，所以必须用大电流法来测试。
• 这种观点，听起来好像对，但实际是错的：
• 雷击或短路产生的短路电流是瞬时几千安培，没有哪个大电流接地电阻测试仪可以产生这么大的电流。
  • 接地电阻是个经常性的测试，看的是变化趋势（就像蓄电池阻抗测试仪一样，主要是看变化趋势，而不是1-2次的测试结果）
• 看趋势用大电流和小电流是没有什么区别的。
• 小电流法；安全，快速，费用低，可以做到经常性测量。尤其是双钳法更是快捷方便。当发现问题时，再做深入检查。
• 这是小电流法区别于大电流法的根本特点！

变压器接地电阻升高的危险及预防

100kVA以下的变压器接地点接地电阻不大于10Ω，100kVA以上的变压器接地点接地电阻不大于4Ω。但由于设计施工技术的过失或外力的破坏，常常导致变压器接地点接地电阻升高和接地线断线故障发生，造成供电异常，用户电器设备烧毁，给供电单位的运行管理带来一定困难。为此我们必须采取一定的措施，预防变压器中性线与接地线断线和接地电阻升高造成的危害。

1变压器接地线和中性线断线及接地电阻升高的原因

(1)由于接地体埋设不规范，安装工艺马虎，接地体与接地线接头松动，大地过于干燥等，均有可能造成接地电阻的升高。

(2)由于变压器设计安装时，对接地线的作用及重要性认识不足，中性线截面选择过小，当三相负荷不平衡时，中性线电流过大而导致烧断。另外由于外力的破坏或接地线被盗等原因都有可能导致接地线或中性线断线。

2升高的现象及危害

(1)变压器接地线接地电阻升高，同时伴有相线绝缘损坏而接地，例如，B相接地，这时变压器接地线中将有一个电流流过，B相电压加在大地和接地电阻上，当接地电阻越大，那么接地电阻上的分压就越大。这时，如果有人误触变压器接地线或中性线以及变压器外壳，人体将和接地电阻形成并联，如果接地电阻足够大，那么加在人体上的电压就会很高，导致人触电。如果人体误触A相或C相，加在人体上的电压将是线电压380V，那么对人身安全将造成更大的威胁。另外，由于有的用户将变压器中性线与用电设备外壳相连，作保护接地用，而设备又不对地绝缘。当B相接地，大地就和B相等电位，相电压就加于大地和中性线之间，这时用电设备如取用A相或C相电源，外壳对地电压将升高到220V，设备相对地电压将为380V。这时人如果接触用电设备外壳，同样会引起触电。另外，B相接地时，将有一个电流从大地流入机壳回到中性线，对于有的要求较高的用电设备将无法运行。

(2)接地线断线，变压器附近接地线断线，就犹如接地电阻升高到无穷大，这时的大地电位就是接地相电位，一切现象就同接地电阻升高时一样，只是危害更大，这里不再重述。

(3)当三相四线供电变压器中性线断线时，此时由于三相负载的不平衡，负载接地点将发生偏移，接地点电位不为零，使得有的相电压升高，烧毁用电设备。

当接地线断线或接地电阻升高时，由于变压器避雷器接地线断开或接地电阻升高。雷击过电压时，避雷器不能正常对地放电，致使避雷器或变压器损坏。

3预防措施

(1)严格施工工艺，规范接地体的埋设。按规程选取接地线的截面及种类，正确选取中性线截面积。

(2)在用户电能表后装设剩余电流动作保护器。当我们在用户装设了保护器后，如果用户后的导线或用电设备绝缘损坏，形成对地放电。此时如果变压器接地点接地电阻过高，大地电位将不再为零，这时将有一个电流经保护器、大地流入变压器接地点，此电流将使保护器动作，而将接地点切除，防止了大地电位的升高。另外，加装保护器后，当人接触相线时，保护器也会动作，从而保障了人员的人身安全。

(3)在变压器的中性线上选取适当的位置将变压器的中性线多点重复接地。当变压器中性线在某点断线时，由于多点接地，中性线电流仍可经大地回到变压器中性点，中性线的电位始终为零，每相负载的电压始终为正常的相电压。另一方面，当变压器接地点接地电阻升高或接地线断线相线接地，由于有了多点的重复接地，也能保证大地的电位为零，不会对人生安全和设备的正常运行造成威胁。