GIS 回路电阻测量的接地点选择：外壳接地与回路构成

一、GIS 回路电阻为什么要单独讲接地点：封闭结构及接地外壳带来的测量特殊性

气体绝缘金属封闭开关设备把母线、断路器、隔离开关、接地开关、套管导体一并封在充六氟化硫的金属筒里。测回路电阻，目标是这些导体构成的导电通路，而非外壳。外壳是接地的，而且在运行中多点接地，这一点与敞开式配电装置差别明显。敞开式的导体裸露在外，接地体一目了然，四线法接线落点清楚。GIS 的导体紧贴接地外壳，二者只隔着盆式绝缘子，若测试引线或电流、电压端的接地点选错，外壳便会参与测量回路，读数随之偏低、不稳甚至完全错误。所以 GIS 的回路电阻测量，接地点选择先于接线，回路构成要先想清楚。

进一步看，GIS 的封闭结构带来两个叠加难题。其一是导体与外壳之间的绝缘距离小，盆式绝缘子把导体与外壳隔开，但测试法兰、套管导电杆这些可用于接线的裸露点很有限，落点选错的概率高于敞开式。其二是外壳在运行中多处接地，外壳自身是低阻导体，一旦某根测试线搭到外壳，外壳便与待测导体并联，大电流从外壳分流，电压端取到的压降被拉低，测得的阻值比真实值小一大截。对微欧级测量来说，几毫欧的偏差已足以掩盖一处松动的触头，使本该暴露的缺陷被读数掩盖。由此，接地点选择不是接线细节，而是测量可信度的前提。

三相共箱式 GIS 把三相导体封在同一外壳内，相间也只隔着支撑绝缘子，测量某一相时，外壳与邻相都是潜在的并联支路。分相式 GIS 每相独立外壳，干扰相对小些，但同相的相邻气室、套管与母线段仍要确认被测段边界。无论哪种结构，测量前都要依据间隔接线图查清被测回路的起止点，明确哪些隔离开关合上、哪些接地开关断开，把导电通路在图纸上走通，再决定电流端与电压端落在哪两个裸露点。这一道准备，比拿起夹子直接夹更关键。

现场还常有一种误解，以为外壳接地了便能顺手夹外壳当回路一端，省去找导体测试点的麻烦。这种想法在敞开式设备里也不成立，在 GIS 里危害更突出，因为外壳与导体只隔一层盆式绝缘子，外壳并入后分流比例不小，几毫欧的触头缺陷会被读数完全盖掉。把接地点选在导体上，看似多花几分钟拆套管引线、清测试法兰，实则是把测量建立在可信支路上。多花的时间远小于读数失真后返工与误判的时间。

二、回路电阻测量的基本方法：四线法（开尔文法）及电流、电压端

直流压降法是这类测量的基础。仪器输出一路大直流电流，在被测段两端取电压降，按电阻等于电压除以电流算出阻值。四线法把电流回路与电压回路分开，一对电流端通流，一对电压端测压降，电压回路阻抗高，引线电阻和夹子接触电阻不进测量结果，这正是它能测微欧级电阻的原因。

展开看开尔文法的原理。若用两线法，电流引线与电压引线共用同一对夹子，引线电阻与接触电阻会串进被测值，几米长的粗线便有毫欧量级误差，微欧级被测段会被淹没。四线法让电流从 C1、C2 流入流出，电压从 P1、P2 取出，P1、P2 所在支路几乎无电流，引线电阻上的压降可忽略，仪器读到的只是 P1、P2 两点间导体的压降。这样，无论电流引线多长、接触电阻多大，只要 P1、P2 夹牢在导体上，读数稳定反映被测段。

标准对通流有明确要求。GB/T 11022-2020 同 GIS 现场交接试验规程都强调电流要足够大，足以击穿接触面的氧化膜与油膜，否则测得值偏大、不可信。通流不足时，膜电阻未被击穿，接触面呈非线性，小电流下测得的阻值偏高且随电流变化，不能代表额定工况下的真实导电状态。因此测试仪的电流档要能覆盖被测设备的通流要求，对断路器、隔离开关这类接触面，常用百安量级电流。

白驹 Pro 300A 回路电阻测试仪按这一思路设计，电流档从 1A 到 300A 共十档，覆盖通流要求。十档分步让现场能按被测设备容量选合适电流，小电流用于粗略判断通断，大电流用于正式测量以击穿膜电阻。仪器输出为隔离直流，配合四线法，把电压引线的干扰与引线电阻排除在读数之外。

继续展开电流源的质量要求。回路电阻测量用的直流电流要求稳定且纹波小，电流波动会直接变成电压读数的波动。大电流在微欧级被测段上产生的压降也只有毫伏量级，背景噪声稍大读数便不稳。白驹 Pro 采用高稳定电流源，保证在 300A 满档输出时压降读数仍平滑，这对 GIS 这类低阻且被测段受外壳耦合干扰的场景尤其重要。

测量中还可采用电流反向取平均的办法降低热电势影响。大电流在微欧级阻值上建立的压降很小，导线与触头处的不对称温差会产生毫伏级热电势，叠加在测量压降上造成偏差。仪器在一次测量内正反向各通一次电流、取两次读数的平均，能把方向固定的热电势抵消掉大部分。这一做法不改变四线法接线，只是在电流源控制上做文章，适合 GIS 这类低阻且环境温度梯度明显的现场。

三、外壳接地在测量中的角色：安全屏蔽，但不进测量回路

外壳接地是运行安全和人身安全的硬性要求，GIS 外壳在测量期间仍须保持接地，不能为了接线而拆开接地。接地外壳在这里扮演屏蔽层的角色，把外部电磁干扰挡在外面，本身不是测量回路的一部分。

需要厘清的是，外壳接地与测量回路接地是两件事。测试仪的输出通常是隔离浮地的，机壳可以单独接地以抑干扰，但电流端与电压端都不能把外壳当导线来用。把握住一条，外壳只接地、不进回路，电流和电压端只接被测导体。若把外壳接到电流端，外壳成了并联支路，电流部分从外壳走，被测导体上的压降变小。若把外壳接到电压端，电压端取到的是外壳电位而非导体电位，读数失真。

从屏蔽角度讲，外壳接地反而有利于测量。GIS 外壳是连续金属筒，接地后形成一个法拉第笼，外部工频磁场、无线电干扰被挡在外面，内部电压引线受外界干扰减小。但好处成立的前提是电压引线不搭外壳、不借外壳当回路。屏蔽与回路是分开的两条线，混在一起便出错。

再谈多点接地带来的地电位差。GIS 外壳沿线路在多基杆塔或设备基础处接地，各接地点之间在大电流试验或系统故障时会出现电位差。测量回路若两端分别借用了不同接地点，地电位差会串进电压测量，表现为读数缓慢漂移、随环境变化。因此在 GIS 间隔内做回路电阻时，电压引线全程不碰外壳与接地排，电流与电压四端都落在同一被测段的导体上，使地电位差无支路可入。

四、接地点（测试点）怎么选：电流端及电压端的落点

电流端和电压端都要落在被测主导体的裸露测试点上，常见位置是套管导电杆（拆掉外部引线之后）、筒体上的测试法兰或测试孔、导体对接法兰处的专用测试端子。这些点才是主回路的一部分。外壳、接地排、基础槽钢等接地件一律不接，接上去会把外壳并入测量回路。

电压端要夹在电流端的内侧，即更靠近被测段的那一侧。这样取到的压降只反映被测段导体与触头的电阻，不含电流引线的压降。若电压端夹在电流端外侧，读数中会混入电流引线的电阻，测得的不再是纯被测段阻值。这个内外次序是四线法成败的细节，现场常常因夹子位置随意而引入误差。

分相式 GIS 每相独立测，三相共箱式则要确认被测相与外壳、与其他相之间绝缘隔离到位，隔离开关位置正确，避免测到并联相或外壳。测量前依据间隔图核对被测相路径，确认相邻气室、邻相在电气上与当前被测段断开，套管导电杆的外部引线已拆除，测试法兰已露出洁净导体面。

具体落点的处理也有讲究。套管导电杆在拆掉外部母线或电缆引线后露出，是标准的电流、电压端落点，但拆引线的作业本身要按停电、验电、挂接地线的安全流程进行，不能因测量而省略。筒体测试法兰常带防尘盖或绝缘护套，接线前要清掉表面氧化层与油污，使夹子与导体金属直接接触，避免夹在涂层或污物上虚接。盆式绝缘子两侧虽同属导体通路，但它是绝缘件，夹子不能落在绝缘子表面，只能落在它两侧的金属导体测试端。

对组合电器间隔，被测段往往跨多个气室，电流端和电压端要选在被测段的两个边界导体点，中间经过的隔离开关须合上使导电连续，边界之外的接地开关须断开，否则被测段不完整或被短接。选点前先在图纸上把这一段导体画通，再对着设备找对应的测试法兰或导电杆，能减少现场来回试夹。

三相共箱 GIS 测某一相时，建议按相序轮流测量并做好隔离标注。先合被测相通路、确认邻相与外壳在电气上断开，测完一相再把接线移到下一相，每相都单独记录电流档与读数。共箱结构里邻相导体只隔着支撑绝缘子，若隔离开关状态核对不清，电压端可能跨到邻相，读数会出现不该有的低值或跳变。逐相测量加逐相记录，能把这类并联误测挡在门外。

五、回路构成：电流回路及电压回路怎么闭合

电流回路是一条闭合直流通路，测试仪电流端经被测导体段回到测试仪，电流只从被测段流过才算数。电压回路在测试仪内部与电流回路隔离，外部靠两根高阻引线跨接被测段两端取压降，它不从被测段取电流。两者外部不共地，为的是不让接地网的地电位差串进电压测量。

常见错误是把电流端或电压端接到外壳，外壳变成并联支路去分流，读数偏低。或者被测段被接地开关短接，电流绕开被测段，测得接近零。再或者接地网的地电位差耦合进电压回路，读数乱漂。测量前还要确认隔离开关已合上使导电连续，接地开关已断开，否则被测段自身被短接。

把回路构成拆开讲。电流回路是测试仪 C1 出、穿过被测导体段、回到 C2 的闭合环，这段环上每一处接触都承担满电流，因此 C1、C2 的夹子要夹牢，接触面要干净。电压回路是 P1、P2 跨接被测段两端的采样支路，它只取压、不取流，靠高输入阻抗把引线电阻的影响压到可忽略。两个回路在测试仪内部隔离，外部各自独立引线，互不借道，这是四线法排除干扰的根基。

实操上，闭合回路前先做通断检查。用测试仪的低电流档或外接万用表确认被测段从电流端到电流端确为连续导体，且电压端两点间无短接。确认隔离开关在合位、接地开关在分位后，再按电流端先接、电压端后夹的次序接线，电压端务必落在电流端内侧。接线完毕先空看读数是否平稳，再升到大电流正式测量。这一套次序把回路构成从图面落到实物，避免接错一端便整段返工。

还需提醒，电流回路与电压回路的引线要分开走线、避免平行紧贴。两对引线若长时间平行且靠得近，电流引线上的大电流会在电压引线上感应出干扰，尤其 GIS 现场空间紧凑、引线不得不并排时更明显。让电压引线远离电流引线、必要时交叉走线，是排除感应干扰的朴素办法。引线本身也要用足够截面与长度的专用测试线，过细的线在大电流下自身压降与发热都不可忽视。

六、常见错误及排查：接地点选错的典型现象

接地点选错，现象有迹可循。读数偏小且伴随抖动，多半是外壳或接地件被并进了回路，外壳分流导致压降变小。读数落到零附近，常因被测段被接地开关短接，或电流端与电压端落到了同一电位点，没有压差。读数不稳、缓慢漂移，往往是接地网地电位差耦合进电压回路，或夹子接触不牢。读数偏大，要查通流是否不足导致膜电阻未击穿，或接触面氧化、引线过长。

把这些现象与处置对照列出，便于现场定位。读数偏小这一项，外壳并入是关键诱因，把端子从外壳或接地件改回导体测试点，读数一般会回升到合理范围。读数接近零，要先核实接地开关是否确在分位、被测段是否被邻近接地刀短接，再检查电流端与电压端是否落在同一导体点导致无压差。读数漂移，先固定夹子、清接触面，再排查电压引线是否蹭到外壳或接地排引入地环流。读数偏大，优先加大电流档以击穿膜电阻，并清理触头氧化层、缩短电流引线。

表 3 把这些现象与成因列在一起。现场排查还可用分段法，先测一个已知良好的短段，确认仪器与接线正常，再测目标段。若目标段读数异常，沿电流回路逐点检查夹子位置与接触，沿电压回路检查 P1、P2 是否夹在内侧、是否蹭地。把每次测量的电流档、读数、环境温度与历史出厂值一并记录，便于横向比对，分辨是接线问题还是设备本身阻值变化。

除按现象排查，还建议把本次读数与同间隔历史数据、同型号设备数据放在一张表里对照。回路电阻本身数值很小，单看一个读数难判好坏，和历史初值比、和相邻相别比，才能看出阻值是否漂移、是否某相异常。这种横向比对不依赖复杂工具，只要在记录环节把电流档、环境温度、被测相别写清楚，回头翻看便一目了然。把排查从凭感觉变成看数据，是现场减少误判的务实路径。

七、把接地点及回路接回标准及仪器：标准依据及白驹落点

GIS 回路电阻的接地点与回路构成，背后是一组现行标准。GB/T 11022-2020《高压交流开关设备和控制设备标准的共用技术要求》给出主回路电阻测量的通用方法，强调通流要足以克服接触膜电阻。GB/T 1984-2024《高压交流断路器》对断路器回路电阻作出规定，GIS 中的断路器单元按此执行。交接试验看 GB 50150-2016《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》，运行中设备看 DL/T 596-2021《电力设备预防性试验规程》，两者均把回路电阻列为断路器与 GIS 的项目，判据以与出厂值或初值相比的形式给出。

GIS 专项的现场交接试验规程 DL/T 618-2011 规定了主回路电阻的测量电流、接线及判据，是这一步的直接依据。仪器侧，DL/T 845.4-2019《电阻测量装置通用技术条件 第4部分：回路电阻测试仪》是这类测试仪的产品条件，JJG 1052-2025《回路电阻测试仪检定规程》管它的量值溯源。

逐条展开这些标准的衔接。GB/T 11022-2020 是开关设备通用技术底座，它的回路电阻条款适用于各类高压开关，GIS 作为其中一种自然沿用，其中对测量电流要足以使接触部位达到额定工况下的导电状态这一要求，是选型与读数的出发点。GB/T 1984-2024 针对断路器本体，GIS 里集成的断路器单元在交接与预试时按该标准核对回路电阻限值与测量条件。GB 50150-2016 管新建与检修后的交接，把回路电阻作为必做项目，限值多与出厂值比对。DL/T 596-2021 管运行中的预防性试验，给出与初值相比的判据，用来发现阻值随运行时间的漂移。

DL/T 618-2011 是 GIS 现场交接的专项规程，对主回路电阻的测量电流大小、接线方式与合格判据作出具体规定，现场这一步以它为直接抓手。该规程现行有效，是 GIS 投运前回路电阻核查的直接依据。仪器侧 DL/T 845.4-2019 规定回路电阻测试仪的基本误差、输出电流稳定度等产品指标，JJG 1052-2025 则以检定规程形式管住仪器的量值溯源，保证现场读数可追溯到标准。

落地到仪器，白驹 Pro 300A 回路电阻测试仪的角色是：电流档从 1A 到 300A 共十档，覆盖通流要求。测量电阻范围 0 至 3000 微欧，分辨率在百微欧以内达 0.1 微欧，精度在 100 毫欧以内为 ±0.5% 加 0.2 微欧。应用场景含高压断路器、隔离开关、母线及 GIS 的导电连接部位电阻测量。该产品属北京康高特（KGT）自研，不标代理，微欧级分辨靠高稳定电流源与四线法配合。

从使用角度，十档电流让现场既能做通断粗判也能做正式测量，量程到 3000 微欧覆盖了断路器、隔离开关、母线及 GIS 各类导电连接部位的阻值区间，百微欧以内的 0.1 微欧分辨率足以分辨触头松动带来的微小增量，±0.5% 加 0.2 微欧的精度满足交接与预防性试验判据的比对要求。仪器自带隔离输出与高输入阻抗采样，配合落点选在导体、电压端夹在电流端内侧的接线规矩，把接地点、回路与标准三者接顺，现场读数才稳、才可信。

表1 GIS 与敞开式在接地点和回路上的差异

表2 四线法各端子作用与接地点要求

表3 常见错误现象与成因对照

表4 标准依据与白驹落点

八、结语：接地点选择及回路构成的操作要点

GIS 回路电阻测量，接地点选择先于接线，回路构成要先想清楚。把握四句话：电流端与电压端只接导体，外壳只接地不进回路，隔离开关合上且接地开关断开，电压端夹在电流端内侧。选仪器时看电流档能否到百安量级、量程是否覆盖被测段、分辨率及精度是否够判据使用。白驹 Pro 300A 回路电阻测试仪提供从大电流输出到微欧读数的自研落地，把接地点、回路与标准接顺，测出的数值才不是虚的。

收束到操作清单。开工前先读间隔接线图，标出被测段起止与隔离开关、接地开关状态。选点时只认导体裸露测试点，套管导电杆、测试法兰、专用测试端子优先，外壳与接地件一律不接。接线按电流端先接、电压端后夹且夹在内侧的次序，全程电压引线不碰外壳与接地排。读数异常按表 3 的现象逐一排查，记录电流档、读数与环境以便比对。把这套落地点与回路构成的规矩守住，GIS 回路电阻测量便既安全又可信。

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