摘要：在石油库中，储罐内存储的大多是易燃易爆的石油化工品，雷电极易引发储罐内石油化工产品的爆炸起火，因此，防雷电是石油库中的一项重要工作。保证储罐具有良好的接地是储罐防雷电的重要技术措施，根据GB 50074-2014?《石油库设计规范》中14.2的防雷要求,钢储罐必须做防雷接地，且接地点不应少于2处,钢储罐接地点沿储罐周长的间距，不宜大于30m，接地电阻不宜大于10Ω。为保证接地电阻合格有效，库区每年应对接地电阻检测两次，其中雷雨季节到来之前必须测定一次。测量接地电阻时会用到各种接地电阻测量仪，本文将分析两类常用接地电阻测量仪在实用应用中的优缺点。
关键词：钢储罐；防雷接地；接地电阻；传统接地电阻测量仪；钳形接地电阻测量仪
一、两类接地电阻测量仪的工作原理
1．传统接地电阻测量仪
手摇式接地电阻测量仪和数字式接地电阻测量仪都属于这类电阻测量仪，它们的工作原理和输出端钮相同，不同的是产生交变电流的方法、数据处理的手段和显示的形式。数字式接地电阻测量仪与手摇式接地电阻测量仪相比，有不用人力做功产生测试电流，检测方法和数据处理技术先进，抗杂散电流干扰能力强，数字显示直观清晰，测量准确度高等优点。数字式接地电阻测量仪逐步替换了手摇式接地电阻测量仪。
这种测量仪的端钮有三个和四个两种。有四个端钮时，应将“P2”和“C2”短接后或分别接至被测接地体。三端钮式测量仪的“P2”和“C2”已在内部短接，故只引出一个端钮“E”，测量时直接将“E”接至被测接地体即可。端钮“P1”和“C1”分别接上电压辅助极和电流辅助极，辅助电极应按规定的距离和夹角插入地中，以构成电压和电流辅助电极。
工作原理如图1右侧所示：仪器产生一个交变电流的恒流源。在测量接地电阻值时，恒流源从E端和C端向接地体和电流辅助极送入交变恒流，该电流在被测体上产生相应的交变电压值，仪器在E端和电压辅助极P端检测该交变电压值，数据经处理后，直接用数字显示被测接地体在所施加的交变电流下的电阻值。
2.钳形接地电阻测量仪
钳形接地电阻测量仪在测量接地电阻时不必使用辅助接地电极，也不需要中断待测设备接地，只要用钳形接地电阻测量仪的钳口钳合接地线或接地棒，就能测量出接地体的接地电阻。
钳形接地电阻测量仪的测量原理如图1左侧所示。钳表上有两个独立线圈，电压线圈和电流线圈。电压线圈在被测回路中激励出一个感应电势E ，并在被测回路中产生一个回路电流I，且有：
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1、储罐的接地点为一个（或一组）独立的接地极，如图1所示
1）、钳形接地电阻测量仪测量储罐接地电阻（图1左侧）
如图1所示，钳表显示电阻（回路电阻）为检测点接地电阻与其它点接地电阻并联之和。即：R1T=R1+1/(1/R2+1/R3+……+1/RN)
同理可得：
R2T=R2+1/(1/R1+1/R3+……+1/RN)
……
RNT=RN+1/(1/R1+1/R2+……1/RN-1)
其中：R1、R2、…….RN是我们要求得的N个接地点的接地电阻。
R1T、R2T、……RNT是钳形接地电阻仪在各接地点测量的电阻。
这是一个有N个未知数，N个方程的非线性方程组。有确定解的。
然而，在储罐接地电阻测量的实际应用中，我们无需求出每个接地点的准确接地电阻值，只要这个接地电阻值小于10Ω，即为合格。由以上方程式可得：
RN=RNT-1/(1/R1+1/R2+……1/RN-1)
RN<RNT
也就是说，如果RNT小于10Ω，那么RN肯定也小于10Ω。只有当RNT大于10Ω，我们才会通过计算得出RN，进而比较RN是否小于10Ω。在储罐接地电阻的实际测量中，很少出现RNT大于10Ω的情况。因此，多数情况下，我们可以用RNT直接判断接地电阻是否合格。
2）、传统接地电阻测量仪测量储罐接地电阻（图1右侧）
根据传统接地电阻测量仪的原理可知，测量值就是该点的接地电阻值，不需另加计算，即RN=RNT。但测量前，一定要断开接地线与储罐的连接。
3）、总结
对于通过独立接地极接地的储罐，可以用钳形接地仪也可以用传统接地仪测量接地电阻。钳形接地仪更加方便。
2、储罐接地点与接地网相连，储罐通过接地网接地，如图2所示
1）、钳形接地电阻测量仪测量储罐接地电阻（图2左侧）
由于接地网的电阻率远小于土壤的电阻率，因此被测接地线与其它接地线通过接地网形成闭合回路，而不是通过大地土壤形成闭合回路。这种情况下，通过列方程组得到的电阻 R1’、R2’……RN’其实是接地点与接地网之间的接地线电阻，阻值很小，与接地电阻相差很大。
这种情况下，钳形接地电阻测量仪实际上是做了一个完整性检查，即检查每个接地点与接地网连接的好坏。
2）、传统接地电阻测量仪测量储罐接地电阻（图2右侧）
在这个案例中，我们不解扣接地线，直接用传统接地电阻测量仪测量某一点的接地电阻，测量电阻实为储罐的整体接地电阻，等于各接地点与接地网之间的并联电阻与接地网接地电阻之和。公式表达如下：
RT= 1/(1/R1’+1/R2’+……1/RN’)+R网
RN=RN’+R网
其中：R1’、R2’……RN’是各个接地点与接地网之间的电阻。
RT是传统接地电阻仪在储罐上任一点所测得的电阻。
R网是接地网的接地电阻
RN是第N个接地点的接地电阻。
RN’其实是接地线的电阻，数值很小，而1/(1/R1’+1/R2’+……1/RN’)的数值更小，所以RN≈ R网≈RT，即同一储罐各接地点的接地电阻几乎相等，等于储罐的整体接地电阻。
3）、总结
对于通过接地网接地的储罐，在接地电阻测量时，可以不解扣接地线，用传统接地仪测量储罐电阻，用钳形接地仪辅助确认各接地点与接地网连接的好坏，两种接地仪配合使用，从而在不解扣接地线的情况下，定性判断各接地点接地电阻是否合格。也可以只用传统接地电阻仪，解扣接地线，逐一测量接地电阻并判断其与接地网连接的好坏。
三、钳形接地电阻测量仪与传统接地电阻测量仪的比较：
1.操作的简便性：
传统的接地电阻测量仪必须将接地线解扣，即将被测的接地线与储罐断开连接，方能测量接地线的接地电阻。否则，测出的数值就是储罐的接地电阻，即储罐所有接地线并联后的接地电阻，不能判断被测接地线的接地电阻是否合格。
钳形接地电阻测量仪不须解扣接地线，只须将钳表的钳口钳绕被测接地线，即可从液晶屏上读出电阻值。根据接地的不同形式，判断接地电阻是否合格。
2.对环境的适应性：
传统的接地电阻测量仪必须要打入两个有相对位置要求的辅助电极，这是使用传统方法的最大限制。更何况传统方法打辅助电极时对辅助电极的相对位置有要求。要找到有距离要求的土壤，在大多数情况下是更加困难的。
钳形接地电阻测量仪就没有这些限制。但钳形接地电阻测量仪必须用于有接地环路的情况。
3.总结：
通过以上分析可知，两种接地电阻测量仪的设计原理不同，使用方法不同，应用条件也不同，各有优缺点。企业可以根据不同的接地形式，不同的检测对象选择合适的接地电阻测量仪并采用合适的测量方法。
参考文献：
[1]GB 50074-2014《石油库设计规范》
[2]GB50057-2016《建筑物防雷设计规范》
[2]GBT-21431-2015《建筑物防雷装置检测技术规范》
[2] ETCR2000钳型接地电阻测量仪使用说明书