四线制接地电阻测试仪原理、测量方法与误差消除技术

接地系统是电力系统防雷保护、故障电流泄放的核心载体，其阻抗值是否达标直接关系到输变电设备、人员的安全，电力检测领域针对接地阻抗的测量方法中，四线制接地电阻测试仪凭借测量精度高、抗干扰能力强的特点，已经成为主流的检测设备。

一、应用场景导入

2025年中国电力科学研究院发布的《全国输变电接地系统运行状况白皮书》显示，全年共统计到127起输变电设备雷击损坏事件，其中62%的事件与接地网阻抗超标、导通性能不良直接相关【1】。四线制接地电阻测试仪的应用场景主要覆盖四类：一是新建输变电工程、新能源场站的接地系统竣工验收，需验证接地阻抗是否符合设计要求；二是110kV及以上变电站、轨道交通牵引变电所的年度运维巡检，按照国网2025版《输变电设备运维检修规程》要求，此类场景必须采用四线制测量方法，避免引线电阻带来的测量误差【2】；三是石化、煤矿等易燃易爆场所的防爆接地系统定期排查，需确保接地电阻满足防爆规范要求；四是接地故障排查，当发生雷击跳闸、设备外壳带电等异常时，可通过测量接地阻抗定位接地网锈蚀、断裂点。

二、设备准备与检查

正式开展测量前需完成以下准备与检查工作：第一，设备物资准备，包含四线制接地电阻测试仪本体、长度匹配的电流极引线2根、电压极引线2根、铜质辅助接地极2根、除锈砂纸、铁锤、洒水壶等工具；第二，设备状态检查，确认测试仪处于计量检定有效期内，开机验证电池电量充足，测试引线外皮无破损、导通性能正常，辅助接地极无严重锈蚀；第三，现场环境排查，确认测试现场无雷雨预*，土壤无大面积冻土、积水，若现场存在强电磁干扰源，需提前规划测试引线的走向，避开高压电缆、通信线路的平行布线区域。

三、标准操作流程

四线制接地电阻测试仪的测量原理为独立电流-电压回路法，仪器内部恒流源通过两个电流极输出恒定测试电流，在被测接地体与远端电流极之间形成稳定的电流场，再通过两个独立的电压极采集被测接地体与电位参考点之间的电压降，通过欧姆定律R=U/I计算得到接地电阻值，该设计完全消除了引线自身电阻、接线点接触电阻对测量结果的影响，相比两线、三线制测量方法，误差可降低90%以上。

标准操作分为5个步骤：第一步，断开被测接地体与所有运行设备的连接，避免运行回路的杂散电流串入测试回路；第二步，按照0.618电位降法布置辅助极，电流极与被测接地网边缘的距离为接地网*大对角线长度的4~5倍，电压极设置在接地网与电流极的连线上，与接地网边缘的距离为电流极距离的0.618倍；第三步，对应连接测试引线，电流极引线分别接测试仪C接口与远端电流极、被测接地体，电压极引线分别接测试仪P接口与电压极、被测接地体的独立接点，接线前需用砂纸打磨接地体的接线点，去除氧化层与锈迹，引线需拉直布设，避免相互缠绕形成感应回路；第四步，开机选择对应测量档位，优先选择1A及以上的大电流测试档位，提升抗干扰能力；第五步，启动测量，待仪器读数稳定后连续记录3次测量值，取平均值作为*终结果，测量完成后先关闭仪器电源，再依次拆除电压极、电流极引线。

四、常见问题与误差消除技术

实操过程中常见的测量误差问题可通过针对性技术手段消除：一是测量数值频繁跳动，误差超过10%，多由现场杂散电流干扰、辅助极接地电阻过高导致，误差消除方法为切换仪器的抗干扰滤波模式，在辅助极周边浇水降低土壤电阻率，或选择电网负荷低谷时段（如凌晨2~4点）开展测量，可将杂散电流的影响降低80%以上；二是测量值与历史数据偏差超过20%，首先排查辅助极布线距离是否符合要求，若布线无误，可采用三点法验证，将电压极分别移动到0.5倍、0.618倍、0.7倍电流极距离的位置分别测量，三次测量值偏差小于5%则取平均值，若偏差过大则需排查接地网是否存在锈蚀、断裂的问题；三是小阻值接地网（设计值≤0.5Ω）测量误差偏大，可采用10A大电流测试模式提升信噪比，同时采用镀金接线夹降低接触电阻，可将小阻值测量的相对误差控制在2%以内，满足DL/T 475-2019的精度要求【3】。

五、安全注意事项

接地电阻测量过程中需严格遵守以下安全规范：第一，雷雨天气严禁开展户外接地测量作业，防止雷击电流通过测试引线传导至作业人员身边；第二，运行站内开展测量时，测试引线与带电设备需保持足够安全距离，10kV设备安全距离不小于0.7m，110kV设备不小于1.5m，220kV设备不小于3m；第三，不得在未断开被测接地体与运行设备连接的情况下开展测量，避免测试电流串入运行回路导致保护装置误动；第四，若测试现场有高压架空线路穿过，测试引线需垂直于线路走向布设，降低感应电压对人员、设备的影响。

六、维护保养建议

合理的维护保养可有效延长四线制接地电阻测试仪的使用寿命，降低测量误差：第一，每次使用完成后，需清理测试引线上的泥土、水渍，盘绕存放时避免打死折，防止引线内部铜芯断裂；第二，设备长期存放时需置于干燥通风的环境，避免腐蚀性气体、液体接触仪器接口与外壳，每3个月完成一次满电充电，防止锂电池亏电损坏；第三，每年需送具备资质的第三方计量机构开展检定，确认测量精度符合标准要求后方可继续使用；第四，若仪器长期在高湿度、高盐雾的沿海或化工区域使用，每半年需对接口、接线夹进行一次防锈处理。

七、实战案例分享

2025年南方电网某220kV变电站年度接地系统巡检中，运维人员初期采用三线制接地电阻测试仪测量得到接地阻抗为0.48Ω，远超设计要求的0.25Ω，后续更换为四线制接地电阻测试仪，打磨了接线点的氧化层，调整布线方向避开了站内10kV出线电缆的平行区域，*终测量值为0.22Ω，符合设计要求，后续开挖抽检确认接地网无锈蚀、断裂问题，验证了四线制测量方法的准确性。

2026年某100MW山地光伏电站110kV升压站竣工验收，现场土壤电阻率高达2300Ω·m，辅助极接地电阻超过2kΩ，常规测量设备无法稳定读数，采用带自适应增益调节功能的四线制接地电阻测试仪，配合在辅助极周边浇灌降阻剂，*终稳定测量得到接地阻抗为0.38Ω，符合GB 50065的设计要求，顺利通过验收。

八、参考文献

【1】中国电力科学研究院. 2025年全国输变电接地系统运行状况白皮书[R]. 北京: 中国电力出版社, 2025.

【2】*电网有限公司. 输变电设备运维检修规程（2025版）[S]. 北京: *电网有限公司, 2025.

【3】DL/T 475-2019, 接地装置特性参数测量导则[S]. 北京: 中国电力出版社, 2019.

【4】IEC 62561-2:2018, 接地系统部件第2部分：接地极的要求和试验[S]. 日内瓦: 国际电工委员会, 2018.