接地电阻刻画的是故障电流、雷电流经接地装置泄放入地时所遇到的阻力，其数值等于接地装置的对地电位与经该装置流入地中电流的比值。这个看似简单的参数，直接决定三件事：发生接地故障时设备外壳与地面的电位升高有多大、继电保护装置能否可靠动作、雷电流能否顺畅泄放而不产生反击。正因如此，接地装置是否合格从来不是一项可有可无的例行检查，而是电力、建筑、通信、石化等各领域共同的安全底线。
接地失效的后果往往在故障发生时才集中暴露。变电站接地网若因长期腐蚀导致导体截面减小、接地电阻上升，单相接地故障时的地电位升高会被显著放大，可能击穿二次电缆绝缘、引起保护装置误动或拒动，危及运行人员的人身安全；输电线路杆塔的接地电阻超标，雷击时的耐雷水平随之下降，线路跳闸率上升；建筑物的防雷接地若连接不可靠，雷电流无法顺畅泄放，可能沿金属管线反击进入室内。这些场景的共同特点是平时看不出异常，一旦发生便直接酿成事故。
接地电阻的合格判据由设计规范给出，而非与某个固定数值简单比较。GB/T 50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》规定，对有效接地系统和低电阻接地系统，发电厂和变电站接地网的接地电阻宜满足 R 不大于 2000 除以 IG（单位为欧姆），其中 IG 为计算用经接地网入地的接地故障不对称电流有效值，单位为安培；当无法满足该式要求时，可通过技术经济比较适当增大接地电阻，在符合该规范相关条款规定时，接地网地电位升高可提高至 5kV。对不接地、谐振接地和高电阻接地系统，接地网的接地电阻应满足 R 不大于 120 除以 Ig（单位为欧姆），且不应大于 4 欧姆，其中 Ig 为计算用的接地网入地对称电流。由此可见，判定值与系统的故障电流水平直接挂钩，这也解释了为何枢纽变电站的接地电阻要求常常低到零点几欧姆量级，而小型配电装置只需满足 4 欧姆量级的要求。
要把这样一个量准确测出来，方法的选择是决定性的。同样一台接地装置，用三极法、钳形法或双钳法测量，得到的结果可能并不一致，差异并非仪器不准，而是三种方法的物理模型与回路构成不同。理解它们各自的原理与适用边界，是把测量数据用于验收、评估与责任判定的前提。
三极法是接地电阻测量中基础性的方法，也是各类规程中用于验收与仲裁的基准方法。它在被测接地装置之外引入两个辅助接地极，分别称为电流极 C 与电位极 P，由仪器在被测装置与电流极之间注入已知的交流试验电流，同时测量被测装置与电位极之间的电位差，按欧姆定律求得接地阻抗。
DL/T 475-2017《接地装置特性参数测量导则》（代替 DL/T 475-2006）规定的电位降法，是理解三极法的关键。试验时，流过被测接地装置 G 和电流极 C 的电流 I 使地面电位发生变化，电位极 P 从被测装置的边缘开始沿射线方向向外移动，电位线与电流线的夹角通常在 45 度左右，可以更大，但一般不宜小于 30 度。每间隔 d（可取 50m、100m 或 200m）测试一次 P 与 G 之间的电位差 U，绘出 U 随距离 x 变化的曲线。曲线平坦处即为电位零点，该处与曲线起点之间的电位差值，即为在试验电流下被测接地装置的电位差 Vm。接地阻抗 Z 由该电位差与试验电流及地网分流系数 K 求出，即 Z 等于 Vm 除以 I 与 K 的乘积，其中 K 为地网分流系数，反映故障电流经避雷线、电缆外皮等其他通道分流后真正入地的比例。
电位降曲线的物理意义值得展开说明。靠近被测接地装置时，地面电位受装置自身散流影响而快速变化；随着电位极远离，电位逐渐趋于稳定；当接近电流极时，又会被电流极的散流场抬升。只有当被测装置与电流极相距足够远时，中间才会出现一段电位几乎不随距离变化的平坦区，这段平坦区对应的电位才是真正的零电位参考。若曲线始终找不到平坦段，说明电流极距离不足或地下情况复杂，应延长电流回路或改用其他方法校验。
电流线与电位线同方向、同路径敷设的布置称为三极法中的直线法。按 DL/T 475-2017 的要求，电位极与被测接地装置边缘的距离 dPG 通常为电流极距离 dCG 的 0.5 倍至 0.6 倍。为验证布极是否落在平坦区，电位极 P 应在被测装置与电流极的连线方向上移动三次，每次移动的距离约为 dCG 的 5% 左右，若三次测试结果的误差在 5% 以内，即可认为布极有效、读数可信。
直线法一般只在放线路径狭窄困难、且土壤电阻率较为均匀的情况下采用。采用时应尤其注意使电流线和电位线保持尽量远的距离，以减小两者之间互感耦合对测试结果的影响。若现场条件允许，电位线与电流线拉开夹角布线通常优于完全平行的直线布置。
当土壤电阻率较为均匀时，可采用 dCG 与 dPG 相等的等腰三角形布线，此时使两者的夹角约为 30 度，且 dCG 与 dPG 均不小于 2D，其中 D 为接地装置的对角线尺寸。这种夹角布置削弱了电流线与电位线之间的互感耦合，是现场常用的改进方式。
工程上广为流传的 0.618 法，源于电位降曲线的经验规律：在土壤均匀的假定下，把电位极放在电流极距离的约 61.8% 处，读数接近真实值。它与 DL/T 475-2017 给出的 0.5 至 0.6 倍区间在物理上是一致的，属于同一经验规律的不同取值。需要注意的是，0.618 这个比例建立在土壤电阻率均匀的假定之上，当地下存在金属管线、邻近接地体、岩层界面或明显分层时，电位分布不再对称，按固定比例布极会带来可观偏差。因此 0.618 法适合作为快速测量的初值，涉及验收与争议时仍应以电位降曲线的平坦段为准，或用三次移动法验证。
三极法的准确度还取决于两个常被忽视的量。其一是辅助接地极自身的电阻，电流极与电位极若打入干燥、多石或接触不良的土壤，其自身电阻会进入测量回路，影响仪器维持试验电流的能力，读数随之漂移。具备辅助极电阻测量功能的仪器可在正式测量前先行核查，发现异常时通过浇水、加深或移位处理。其二是干扰电压，运行中的变电站、输电线路下方的工频电场会在测量回路中感应出电压，叠加在仪器的测试信号上造成读数偏差。现代仪器通常在测量前自动检测干扰电压，并在超限时给出提示；采用与工频不同的测试频率（异频法）配合选频滤波，是抑制这类干扰的通用手段。
三极法需要打入辅助接地极，在很多场合难以实施：城市建筑密集区地面已全部硬化，无法打桩；运行中的设备不允许断开接地引下线；输电线路杆塔地处山野，敷设长距离测试线费时费力。钳形法正是为这类场景发展出来的替代方案。
钳形接地电阻测试仪的钳口部分由电压线圈与电流线圈组成。测量时把钳口夹住被测的接地引下线，电压线圈提供激励信号，在被测回路中感应出电势 E；在该电势作用下，回路中产生电流 I；仪器同时测量 E 与 I，按 R 等于 E 除以 I 得到电阻值。整个过程不需要辅助接地极，也不需要断开接地连接，被测设备可以保持运行状态。
钳形法测得的是回路电阻，这一点决定了它的适用范围。对多点接地系统，例如输电系统的杆塔接地、通信电缆的屏蔽层接地、建筑物之间通过金属构件连通的接地网，各接地点之间存在电气连接，钳口夹住某一根引下线后，电流可以经其他接地极、架空地线或金属构件返回，形成闭合回路。此时测量结果 RT 等于被测接地电阻 Rx 加上其他所有接地极并联后的等效电阻 R0。由于每个接地极的影响范围远小于接地极之间的距离，且并联的接地点数量通常很多，R0 远小于 Rx，工程上可以合理地将其忽略，于是测得的 RT 即近似等于该接地极的接地电阻 Rx。
但若被测对象是单点接地系统，各接地极之间没有任何电气连接，钳口夹住引下线后回路不通，电流无从返回，仪器无法显示有效读数，通常会给出溢出提示。换言之，钳形法在原理上无法直接测量单点接地。这一点是选型前必须确认的前提，误用会得出看似合理实则无意义的数值。
现场还存在介于两者之间的情形：接地极数量不多，例如若干杆塔经架空地线相连、或建筑物的几个接地体用导线互连。此时 R0 已不能被忽略，若仍按 R0 为零处理会带来较大误差。严格的做法是对 N 个接地体列出 N 个方程，每个方程形如某一接地体的电阻加上其余所有接地体并联值等于该支路实测值，构成有 N 个未知数、N 个方程的非线性方程组，通过数值求解得到各接地体的真实电阻。这一处理要求测得的支路数与接地体数量严格相等，不能多测也不能漏测。实际工作中，当接地极数量较少时，更稳妥的选择是回到三极法逐极测量。
双钳法是钳形法的进一步发展，用两个钳口协同工作，在不打辅助接地极、也不开断接地引下线的条件下，逐个测量多点接地系统中每个接地极的电阻。
仪器配有两个钳口，分别称为激励钳与测量钳。激励钳在被测回路中产生一个交流电动势 V，在该电动势作用下回路中产生电流 I；测量钳检测这一电流。仪器通过对 V 与 I 的测量，按 R 等于 V 除以 I 求得电阻值。其等效关系是：测得值等于被测接地极电阻 Re 加上其余各接地极并联后的等效阻值，当其余接地极的并联值远小于 Re 时，测得值即近似等于 Re。
双钳法要求两个钳口同时夹持被测的接地引下线或接地导体，两钳口之间需保持一定间距，通常约 30cm，以避免两钳之间的直接电磁耦合干扰测量结果。钳口必须完全闭合、夹持面清洁无锈蚀，否则磁路不闭合会显著改变耦合效率。测量前应确认被测回路确为闭合回路，且回路中不存在会分流的并联金属通路。
单钳法与双钳法都基于回路电阻测量，但二者的激励与取样方式不同。单钳法在同一个钳口内集成电压线圈与电流线圈，既负责产生激励信号又负责检测响应，结构紧凑、操作简便，测得的是钳口所夹引下线所对应支路的回路电阻，读数中包含其余并联接地极的贡献，因此偏于保守。双钳法则把激励与检测分离到两个钳口，激励钳专门注入信号、测量钳专门拾取电流，二者分开后便于控制耦合方式与测量位置，更适合在密集的多点接地系统中逐个定位某一接地极，同时也可用于等电位联结电阻的检测。
若两个接地网在地下已经连接在一起，用双钳法测得的将是金属回路的电阻，数值通常很小，只有零点几欧姆。这个读数不是接地电阻，而是两接地网之间金属通路的连接电阻，可用于判断接地引下线与接地网之间焊接或压接的可靠性。现场常利用这一点排查引下线虚接、脱焊、锈蚀等隐患，这类缺陷用三极法往往难以发现，因为三极法测的是整体散流能力，个别引下线断开对总电阻的影响有限。
理解三种方法的差异后，选型的核心在于回答三个问题：被测对象是单点接地还是多点接地、能否开断接地引下线、测量结果用于什么目的。
按接地系统类型判断。单点接地系统，例如独立的避雷针接地、单独的配电变压器接地，只能采用三极法（或四线法），钳形法与双钳法在原理上不适用。多点接地系统，例如输电杆塔群、通信基站地网、建筑物联合接地网，三种方法均可采用，其中钳形法与双钳法在效率上有明显优势。接地极数量较少的有限点系统，若采用钳形法需注意并联等效电阻带来的偏差，必要时应回到三极法。
按可否停电与开断引下线判断。三极法要求将接地装置与设备的连接断开，使被测接地装置独立，否则测试电流会经其他通道分流，读数失真。运行中的设备若不允许停电或开断引下线，钳形法与双钳法是可以带电在线测量的选择。需要指出的是，开断引下线本身存在安全风险，操作时须遵守电力安全工作规程的相关要求，并在测量结束后可靠恢复连接。
按测量目的判断。涉及新建工程竣工验收、接地网改造效果评估、争议仲裁的场合，应以三极法为准，必要的电位降曲线与三次移动验证不可省略。日常巡检、大面积杆塔普查、快速筛查疑似缺陷的场合，钳形法与双钳法能显著提升效率，但其结果偏于保守，且依赖闭合回路这一前提，宜作为初筛手段，发现异常后再用三极法复核。
准确度与干扰抑制也是选型要点。变电站内工频干扰强，仪器应具备足够的抗干扰能力，采用异频测试配合选频滤波是常见技术路线；杆塔与野外场景则更看重便携性、电池续航与防护等级。DL/T 475-2017 对杆塔接地测量的要求中明确指出，用回路阻抗法测得的阻抗大于且近似于被测杆塔的真实接地阻抗，当实测值过大或过小（例如大于 50 欧姆或小于 2 欧姆），或超过经验值时，应当用三极法进行验证。这一条款实际上给出了钳形类方法的复核触发条件，值得写入作业指导书。
上述三种方法在原理上分属不同模型，工程上却希望一台仪器能够兼容，以便按现场条件灵活切换。北京康高特（KGT）代理的波兰 SONEL MRU-200 接地电阻测试仪是这类多功能机型的一个实例，其公开技术资料中同时列出了三极法、三极法加钳形、双钳法、冲击法与土壤电阻率等测量功能，恰好对应了本文讨论的几种方法。
在三极法与四线法测量上，MRU-200 的量程为 0.100 欧姆至 19.99 千欧，符合 EN 61557-5 的要求，分辨率自 0.001 欧姆起，准确度为读数的百分之二加两个字。四线法在被测极与电位极各增加一条测试线，可消除测试线自身电阻与接触电阻的影响，适合低值接地电阻的准确测量，仪器按 EN 61557 的测量范围自 0.30 欧姆起。
在三极法加钳形法上，该仪器量程为 0.120 欧姆至 1999 欧姆，符合 EN 61557-5，分辨率自 0.001 欧姆起，准确度为读数的百分之八加三个字。这种方式在保留辅助接地极布极的同时用钳口检测电流，适用于多点接地系统中不便断开引下线的逐极测量，其准确度低于标准三极法，反映的是并联回路带来的固有附加误差。
在双钳法上，量程为 0.00 欧姆至 149.9 欧姆，分辨率自 0.01 欧姆起，按厂家手册给出的分段指标，0.00 欧姆至 19.99 欧姆段准确度为读数的百分之十加三个字，20.0 欧姆至 149.9 欧姆段为读数的百分之二十加三个字。可以看出，双钳法的准确度在三种方法中相对宽松，这与其依赖并联等效电阻可忽略这一工程假定直接相关。用于杆塔与建筑地网的快速普查是合适的，用于竣工验收则须以三极法数据为准。
除三种方法外，该仪器还支持冲击法测量接地阻抗，采用 4/10 微秒、8/20 微秒、10/350 微秒等冲击波形，量程为 0.0 欧姆至 300 欧姆，分辨率自 0.1 欧姆起，准确度为读数的百分之二点五加三个字，冲击测量电流约 1 安培、尖峰电压约 1500 伏。冲击法用于诊断防雷接地的冲击接地阻抗，可按 EN 62305 的要求开展测量，弥补工频法对雷电流泄放特性刻画不足的问题。
土壤电阻率是接地设计的输入量，MRU-200 采用温纳法进行测量，按 ρ 等于 2πLR 计算，量程为 0.0 欧姆米至 999 千欧米，分辨率自 0.1 欧姆米起，测量极间距 L 的取值范围为 1 米至 50 米，通过改变极间距可反映不同深度的土壤导电特性。此外仪器还可测量接地连接与等电位联结电阻（量程 0.045 欧姆至 19.99 千欧，符合 EN 61557-4）、辅助接地极电阻（量程 0 欧姆至 19.9 千欧）、干扰电压（量程 0 伏至 100 伏）以及借助钳口测量 0.1 毫安至 300 安的泄漏电流，钳口可选用直径 52 毫米的 C-3 钳，或 F 型、FS-2、FSX-3 等柔性钳，频率范围覆盖 45 赫兹至 400 赫兹。数据管理方面，仪器内置存储器可保存 10 组、每组 99 单元共 990 条记录，支持蓝牙与 USB 传输，配合 Sonel Reader 软件或移动端应用进行归档与分析；面向需要在检测数据中绑定地理位置的场景，还有内置 GPS 定位模块的版本可供选择。
需要说明的是，上述参数均源自厂家公开技术资料，MRU-200 为北京康高特（KGT）代理的波兰 SONEL 品牌产品，具体选型应以厂家现行技术文件为准，并结合现场接地系统类型、电压等级与测量目的确定配置。选购时，接地电阻测量能力应与土壤电阻率、等电位联结、泄漏电流等功能一同审视，而非孤立看待单项指标。
布极方向的选择直接影响三极法的结果。布线应尽量沿接地装置的射线方向展开，避免与地下金属管线、电缆沟、邻近接地体平行或交叉，因为这些金属通路会改变电位分布，使电位降曲线失去平坦段。测量前应查阅图纸并勘察现场，必要时调整布线方向重测。
季节与土壤湿度的影响不可忽视。土壤电阻率随含水量变化明显，干燥季节测得的接地电阻通常高于雨季。为便于历年数据比对，应记录测量时的天气、气温与近期降水情况，并将测得值换算到可比条件下分析。GB/T 50065-2011 在给出接地电阻要求时，明确 R 为考虑季节变化的接地电阻取值，正是出于这一考虑。
异频法与干扰抑制是现场读数稳定的关键。在变电站等强工频电场环境中，仪器若采用与工频接近的测试频率，感应电压会直接叠加到测量信号上。采用明显偏离工频的测试频率配合窄带选频滤波，可有效分离有用信号与干扰，这也是现代接地电阻测试仪的通用做法。测量前仪器自动检测干扰电压并在超限时提示，操作人员不应强行在这种条件下读取数值。
杆塔接地的测量需要特别注意方法选择。按 DL/T 475-2017 的规定，采用回路阻抗法时，应将被测杆塔的所有接地引下线拆除并用金属短接在一起，在由被测接地装置、杆塔、避雷线、远方多级杆塔及其接地装置和大地形成的回路中接入测试仪器。由于远方多级杆塔接地装置的并联效应，测得的阻抗大于且近似于被测杆塔的接地阻抗，这一偏差在杆塔接地测量中通常可以接受；但当实测值大于 50 欧姆或小于 2 欧姆，或明显偏离同类杆塔的经验值时，应当用三极法验证。
检测周期的确定可参照防雷相关规范。GB/T 21431-2023《建筑物雷电防护装置检测技术规范》已于 2024 年 7 月 1 日实施，全部代替 GB/T 21431-2015，该标准规定具有爆炸危险环境场所的建筑物防雷装置检测间隔时间为 6 个月，其他建筑物防雷装置检测间隔时间为 12 个月。电力设备的接地装置则通常结合预防性试验与状态检修安排，新安装或改造后必须进行竣工验收检测，遭受雷击或短路故障后应及时开展针对性检测。
安全要求贯穿测量全过程。DL/T 475-2017 明确要求，试验期间电流线严禁断开，电流线全程和电流极处应有专人看护。试验电流虽不大，但电流极与电流线在试验期间带有对地电位，无关人员误入可能造成触电。开断与恢复接地引下线时，须遵守相应电压等级的安全工作规程，测量结束确认连接可靠后方可恢复运行。
问：三极法、钳形法与双钳法应当如何取舍？
答：先看接地系统类型。单点接地系统只能采用三极法或四线法；多点接地系统三种方法均可，追求效率可选钳形法或双钳法。再看能否开断接地引下线，运行设备不允许停电时，钳形法与双钳法可带电在线测量，三极法则需断开连接。还要看用途，竣工验收、改造评估与争议仲裁以三极法数据为准，日常巡检与大面积普查可用钳形类方法初筛，异常时再用三极法复核。
问：钳形法测得的数值为什么常常比三极法偏大？
答：因为钳形法测得的是回路电阻，等于被测接地极电阻加上其余接地极并联后的等效电阻。并联值虽然通常很小，但并不为零，因此读数总体上偏于保守。此外被测回路若存在金属管线、电缆屏蔽层等并联通路，也会引入附加影响。若需要准确数值，应采用三极法。
问：单点接地系统真的不能用钳形法吗？
答：原理上不能直接测量。单点接地系统缺少电流返回通路，钳口夹住引下线后回路不通，仪器无法形成有效读数，通常显示溢出。确有必要时，可借助邻近的独立接地体人为构造回路，例如用测试线将接地体与附近的自来水管、建筑接地等连接后再测，此时测得值为两者电阻与测试线电阻之和，若该值小于允许值，则可判定两个接地体均合格。这种做法属于变通手段，结果解释须谨慎。
问：0.618 法的点位应如何确定？
答：先确定电流极与被测接地装置的距离，再把电位极放在该距离的约 61.8% 处。更稳妥的做法是按 DL/T 475-2017 的要求，把电位极沿连线方向移动三次，每次移动约电流极距离的 5%，若三次读数误差在 5% 以内，说明布极落在电位降曲线的平坦段，结果可信。土壤不均匀或地下存在金属构筑物时，固定比例布极的偏差会明显增大，不宜直接采用。
问：土壤电阻率应如何测量，结果如何用于接地设计？
答：通常采用温纳四极法，沿直线等间距打入四根电极，外侧两极为电流极、内侧两极为电压极，按 ρ 等于 2πLR 计算，其中 L 为极间距、R 为测得电阻。改变极间距可反映不同深度的土壤导电特性，因此应在不同方向、不同间距下多点测量，以刻画土壤分层情况。测得值是接地网设计的输入量，也用于评估降阻措施的必要性与预期效果。
问：输电杆塔接地用哪种方法更合适？
答：杆塔通常经避雷线与相邻杆塔相连，属于典型的多点接地系统，采用回路阻抗类的钳形方法效率很高，可不断开引下线快速普查。但按 DL/T 475-2017 的要求，当实测值大于 50 欧姆或小于 2 欧姆、或明显偏离经验值时，应当用三极法验证。对新建杆塔的验收，仍以三极法为准。
接地电阻测量的三种方法，本质上是三种不同的回路模型。三极法以辅助接地极为代价，换来对单一接地装置散流能力的直接刻画，因而成为验收与仲裁的基准；钳形法与双钳法以接受闭合回路这一前提为代价，换来不开断引下线、不打辅助极的现场效率，因而适合普查与在线检测。理解了这一交换关系，便可明白为何三种方法的读数常常不一致，以及为何规程要求钳形类方法的结果在特定条件下回到三极法验证。
落实到作业层面，有三条经验值得固化为习惯：布极之前先查图纸与地下管线，用三次移动或电位降曲线确认平坦段，而非简单套用固定比例；读数之前先看干扰电压与辅助极电阻，条件不满足时不勉强取值；判定之前先明确用途，验收用三极法数据，普查用钳形类方法，异常一律回到三极法复核。仪器方面，选择一台能够同时覆盖三极法、三极法加钳形、双钳法与土壤电阻率的多功能设备，可以在同一台仪器上按现场条件切换方法，既免去重复配置，也便于不同方法的数据相互印证。以北京康高特（KGT）代理的波兰 SONEL MRU-200 为例，其在三极法与四线法上可达 0.100 欧姆至 19.99 千欧量程、读数的百分之二加两个字的准确度，在三极法加钳形法上为 0.120 欧姆至 1999 欧姆，在双钳法上为 0.00 欧姆至 149.9 欧姆，并支持冲击法与温纳法土壤电阻率测量，覆盖了从验收级精细测量到快速普查的完整流程。需要强调的是，接地电阻的合格判定始终要与 GB/T 50065-2011 给出的设计要求相对照，检测周期参照 GB/T 21431-2023 执行，具体参数以厂家现行技术文件为准，这样得到的测量数据才真正经得起复核，也才能真正支撑接地装置的状态评估与改造决策。
北京康高特仪器设备有限公司
地址：北京市丰台区南四环西路186号汉威国际广场4区2号楼8层
电话：010-68460051 手机：13520131150
北京康高特仪器设备有限公司 京ICP备18044025号-3
京公网安备 11010802026185号
网站地图
