通信局站地网接地电阻测量方法新探讨 

中国电信股份有限公司广州研究院  中国电信集团电源维护技术支撑中心

赖世能

1.         引言 

通 信设备系统需要具有工作接地、保护接地和防雷防静电接地等，现在普遍的做法是采用联合接地方式。联合接地的本质是各种接地系统都接在一个公共接地平台（联 合地网）上面，但地面上各种接地系统与联合接地平台的连接点可能是多个。地网的接地电阻值是通信局站内各种通信设备防雷保护的一个关键指标，虽然不能说接 地电阻越小防雷效果就越好，但接地电阻过大，肯定会对雷电流泄放入地不利，导致地网地位显著上升。根据通信局站地网的维护规程，每年需要对局站地网进行两 次以上的测试，但由于很多局站位于建筑密集的老城区，按照传统三极电流－电压测试方法需要在局站外寻找一大块开阔地，并向局站外拉40米以上的测试线，受现场条件，且测试工作量很大，很难开展这方面的测量工作，所以各地都积极探索更简便、准确的测试方法。本文提出一种利用通信局站现有资源进行地阻测试的新方法，抛砖引玉，供大家参考。

2.         几种经常采用的地阻测试方法介绍 

2.1.        三极电流－电压测试方法

（1）在地网外选取一块大开阔地，而且中间基本没有建筑物和只有少量孤立小型建筑物。

（2）选择在开阔地中的一个方向上拉测试线，形成电流电极和电压电极。要求该方向上不得有地下金属管道。

（3）测量仪表说明一般按20/40米方法设置电压和电流电极，需要用到40米的开阔地；但从实际地网测量来说，一般要求电流极与局站地网中心的距离应为地网等效直径的5倍以上，所以实际测试最远点在100米以外才行。

（4）该方法所使用仪表有普通摇表和数字化仪表二种，但由于都受到测试环境和测试工作量大的影响，数字化表并没有体现出优势。

电压极

电流极

局站地网

三极电流－电压法接线图

A

V

2.2.        卡钳测试方法

（1）       需要在局站地网外寻找一个参考接地点，且该接地点与局站地网之间不能有金属管道联系。

（2）       该参考接地点的地阻应非常小，相对通信局站地网地阻来说，应可以忽略不计。

（3）       拉金属导线将局站地网接地点与参考地网接地点连接起来，应卡钳卡在导线上，测量其环组（R=R通＋R线＋R参），当R线＋R参《R通 时，近似将R=R通  。当局站地网与参考地网相距不远时，还应考虑他们的互电阻修正。  

局站地网

卡钳法接线图

V

参考地网

卡钳

 2.3.        工频大电流注入法

这个方法电力部门经常采用（他们容易具备这个条件）。就是向地网中通以数十安以上的工频大电流，在地网上产生大工频压降。在与电流导线相反的方向上，选一个远离被测地网（相隔约1000米以上）的接地点做无穷远参考电位点，拉电压测试线，所测得被测地网的电压V降除以电流I，就是地网工频接地电阻R。 

A

V

图3工频大电流注入法接线示意图

电位参考地

被测地网

电流源头地网

电源

2.4.        存在问题分析

（1）       三极电流－电压测试法

A  由于局站所在地方很难找到理想的大片开阔平地，加上城市地下金属管道分布密集，对测试结果影响非常大。

A  每次测量要在局外放收2条长电线，需要多人配合，工作量较大，不太适合维护测试工作。

（2）       卡钳测试方法

A  很难在通信局外附件找另一个于局站地网的参考地网。

A  若参考地网地阻值偏大，以致接近或超过被测局站地网地阻值，则用环阻值代替局站地网阻值，会带来严重误差。

A  同样，测试时需要放收一段长导线，工作量较大。

（3）       工频大电流注入方法

A  需要对地网产生工频大电流，通信局站的电力系统很难满足这个要求。

A  要在1km外设置地电位参考点，并布置长距离电位测量线，也有不少困难，工作量也非常大。这样的方法通信维护部门偶尔测试一次尚可，每年都测试肯定不可能。

3.          一种新的通信局站地网地阻维护测试方法——电缆网络测试法 

3.1.        基本思路

（1）       考虑到一些旧城区的老局机楼所处环境建筑密集，一方面要远距离拉测试线很困难，另一方面地下金属管线纵横交错，用地阻摇表或数字化地阻仪表按三极电流－电压法的测试结果很不理想。 

（2）       每次测试需要放收数十甚至上百米的电线，费时费力，工作量大，效率低下。 

（3）       本方法另辟蹊径，直接利用通信局站最丰富的市话电缆线路资源，用市话电缆和交接箱作为测试线路固定下来，可以将线路拉得很远，可以测出较真实得结果。 

（4）       若能将测试线路和交接箱接地点固定下来，以后再次测试仅需要在机房内调换几次测试线头就可以完成，非常快速简便。 

交接箱1

交接箱2

Ω

图4 电缆网络测试法的接线示意图

局站地网

Ω

Ω

电缆2

电缆1

交接箱1地网

交接箱2地网

 3.2.        实施方法

（1）       从通信局站中的MDF架找出两条市话电缆和两个交接箱：选择条件是，一、电缆去向不同，二、交接箱离局站100米至2公里内，太近或太远都不理想。

（2）       改造交接箱原有接地地网，打下多根角钢或圆钢管甚至填埋降阻剂，力争交接箱接地电阻小于20欧姆。

（3）       若市话电缆的金属护套层中间没有断开（从MDF一直延伸到交接箱），则在交接箱处将电缆金属护套做接地处理；若金属护套在路途中间有断开点，则选1对或多对市话芯线代替金属护套在交接箱处引出做接地处理。

（4）       若使用电缆金属护套做测量导线，则MDF架的电缆金属护套原接地线应断开，接入地阻测试仪表，再接地；若使用电缆芯线做测量导线，则在电缆芯线与MDF地之间串入地阻测试仪表。

（5）       测量原理：

利用高精度的地阻测试仪，分别测量不同交接箱地对MDF地的环阻，再测量两个交接箱之间的环阻，进行计算。

                    R环1＝ R局＋RJ1＋R线1

                    R环2＝ R局＋RJ2＋R线2

                    R环12＝ RJ1＋R线1＋RJ2＋R线2

     所以           R局＝(R环1＋R环2－R环12)/2

若交接箱距通信局站比较近时，还应考虑二者之间互电阻因素R’=2 πσ/L，进行适当修正。

3.3.        测试仪表要求

仪表精度必须满足这种测量方法的需要。从现场测试经验看，需要有高精度的地阻仪：

â  显示位数：3位半或4位半以上：若测量1Ω以上地阻地网，需要显示199.9Ω；若测量1Ω以下地阻地网，需要显示199.99Ω。 

â  测量阻值范围：200Ω以上。 

â  分辨率：10mΩ以上。 

â  测量精度：高于1％，越高越好。 

â  测量滤波能力：f0±10Hz  具有50Hz及其谐波以外的带通滤波。

â  误差规律：随机误差小，读数偏移允许有一定方向性。

â  测试电压幅值：20V以上。

â  测试电压频率：偏离工频50Hz及其谐波频率。

â  测量电流：20mA以上。

3.4.        实际测试结果 

通过对三个通信局站地网的实际测试，对比普通电流电压法和电缆网络法的接近程度见下表。  

（1）       仪表性能指标十分重要，目前一般进口地阻仪很难满足这种特殊要求，需要进一步改进仪表。

（2）       利用现有进口数字化地阻仪测试，一般来说，对一些地阻大的局站，测试结果的准确性比较高，而对地阻小的局站，误差可能比较大。

（3）       若有条件，多布置几个交接箱的电缆接地，测出多组结果进行平均，准确性会高一些。

（4）       测量电缆线和交接箱的接地处置应长期保留，以后每次测试都是在这个线路环境中进行，一方面测试工作量大大减少，另一方面，每年的测试结果具有对比性，对地网的阻值变化有把握。

4.         小结