JG1054-2009《鉗形接地電阻儀》檢定規(guī)程解讀

一、制定背景
       鉗形接地電阻儀是傳統(tǒng)接地電阻測量技術(shù)的重大突破，在國內(nèi)外生產(chǎn)和使用已有十幾年，我國于2001年開始生產(chǎn)。測量方法與接地電阻表所采用方法完全不同，在測量有回路的接地系統(tǒng)時(shí)，不需輔助電極，不需將接地體與負(fù)載隔離，只需將被測接地線置于鉗口幾何中心位置，即可從液晶屏上讀出接地電阻值，實(shí)現(xiàn)在線測量。因此，鉗形接地電阻儀廣泛應(yīng)用于電力、氣象、電信、油田、建筑及工業(yè)電氣設(shè)備的接地電阻測量。

二、制定過程
       在JJG1054-2009《鉗形接地電阻儀》檢定規(guī)程制定之前，由于沒有*計(jì)量檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范，鉗形接地電阻儀的檢定無據(jù)可依，各地在檢定項(xiàng)目確定、檢定方法應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)器選擇等方面不能統(tǒng)一，該計(jì)量器具在計(jì)量管理中存在盲區(qū)。為滿足量值溯源和市場的需求，制定《鉗形接地電阻儀》*計(jì)量檢定規(guī)程顯得十分必要和迫切，為此，廣西壯族自治區(qū)計(jì)量檢測研究院等單位向全國電磁計(jì)量技術(shù)委員會(huì)提出申請。根據(jù)*質(zhì)檢總局和全國電磁計(jì)量技術(shù)委員會(huì)關(guān)于*計(jì)量檢定規(guī)程制定計(jì)劃的安排，由廣西壯族自治區(qū)計(jì)量檢測研究院、中國計(jì)量科學(xué)研究院和廣州市銥泰電子科技有限公司等單位共同負(fù)責(zé)起草《鉗形接地電阻儀》*計(jì)量檢定規(guī)程。從2008年6月組成起草小組到規(guī)程發(fā)布實(shí)施的一年多時(shí)間里，起草單位經(jīng)過調(diào)研、試驗(yàn)、起草、征求意見、預(yù)審、審定、報(bào)批等環(huán)節(jié)，JJG1054-2009于2009年10月9日由*質(zhì)檢總局發(fā)布，并于2010年1月9日實(shí)施。

三、主要內(nèi)容與技術(shù)指標(biāo)說明
       1.計(jì)量性能
       鉗形接地電阻儀的計(jì)量性能包括*大允許誤差公式和準(zhǔn)確度等級、分辨力、顯示能力、偏心位置影響、重復(fù)性測量、報(bào)*臨界值設(shè)定誤差等6個(gè)方面的內(nèi)容。

       (1)*大允許誤差公式
       鉗形接地電阻儀的測量值是4位LCD數(shù)字顯示，和其他數(shù)字儀表一樣，鉗形接地電阻儀的誤差是由讀數(shù)項(xiàng)誤差和滿度誤差(也叫固定項(xiàng)誤差)兩部分組成，即<I>a</I>項(xiàng)誤差和<I>b</I>項(xiàng)誤差。<I>a</I>項(xiàng)誤差是與被測顯示值<I>R</I>x大小有關(guān)的項(xiàng)，它包含了刻度系數(shù)誤差、非線性誤差等；<I>b</I>項(xiàng)誤差是由數(shù)字儀表的量化誤差、漂移、內(nèi)部噪聲干擾等因素引起的，與<I>Rx</I>無關(guān)。因此，*大允許誤差公式以讀數(shù)項(xiàng)誤差和滿度誤差兩項(xiàng)來表示是比較合理的。還有一個(gè)重要的問題是<I>a</I>項(xiàng)和<I>b</I>項(xiàng)的比例關(guān)系。對于使用者來說，只用<I>a</I>%表示儀器的測量誤差是*理想的，希望<I>b</I>%越小越好，*好是零。但是對于制造廠家來說很難做到這一點(diǎn)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)儀器總有一個(gè)不依賴于被測量大小而變化的固有的誤差，所以<I>a</I>項(xiàng)和<I>b</I>項(xiàng)誤差應(yīng)有適當(dāng)比例。通過實(shí)驗(yàn)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)如果<I>b</I>項(xiàng)太大，在測量滿度值以外的測量值時(shí)會(huì)帶來很大的相對誤差，降低儀器的使用價(jià)值。為了不使<I>b</I>項(xiàng)成為相對誤差的主要成分，并對目前市場上鉗形接地電阻儀的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析比較，*終規(guī)定<I>a</I>/<I>b</I>≥5和<I>a</I>=<I>b</I>%<I>Rm</I>。此參數(shù)的確定對生產(chǎn)廠提出了新的要求，同時(shí)也考慮了現(xiàn)階段產(chǎn)品的實(shí)際情況。

       (2)準(zhǔn)確度等級
       查閱了國產(chǎn)和進(jìn)口的不同制造廠生產(chǎn)的各種型號的鉗形接地電阻儀的技術(shù)指標(biāo)，通常只有一個(gè)可自動(dòng)變擋量程，不同變擋段(測量范圍)給出不同的準(zhǔn)確度等級，經(jīng)統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確度等級一般為1.0%、1.5%、2.0%、3.0%、5.0%、10.0%、20.0%等。由于各生產(chǎn)廠給出的各種型號鉗形接地電阻儀的準(zhǔn)確度(可變項(xiàng))不同，JJG1054-2009起草人員經(jīng)過綜合考察，給出了1.0級、2.0級、5.0級、10級、20級等5個(gè)準(zhǔn)確度等級(可變項(xiàng))。

       (3)偏心位置影響
       由于鉗形接地電阻儀的鉗頭有圓形的，也有橢圓形的，所鉗的接地線無論是否在中間，其測量值的改變不應(yīng)超過一定的值。

       (4)重復(fù)性測量
       鉗形接地電阻儀在測量時(shí)是將接地線鉗在其鉗頭中間沒有固定的位置，因而很難復(fù)現(xiàn)，位置不同可能會(huì)使測量值有一點(diǎn)改變，但不會(huì)太大，故在JJG1054-2009里規(guī)定了重復(fù)性測量。

       (5)報(bào)*臨界值檢定點(diǎn)的設(shè)定
       鉗形接地電阻儀主要是測量接地電阻的，不同的對象對接地電阻雖然要求不一樣，但均在某一個(gè)范圍內(nèi)，報(bào)*臨界值檢定點(diǎn)*是根據(jù)不同要求而設(shè)定的。

       2.通用技術(shù)
       儀器的計(jì)量性能包括外觀、通電檢查、耐壓試驗(yàn)等3個(gè)方面的內(nèi)容。

       鉗形接地電阻儀主要由電池供電，且外殼均為塑料，在試驗(yàn)過程中絕緣電阻均為無窮大，故JJG1054-2009中未要求進(jìn)行絕緣電阻的檢測。但考慮在某種場合下，被測接地極本身存有交變電流(用電設(shè)備絕緣不好，部分短路引起的泄漏現(xiàn)象，引下線附近有并接的高壓電源干擾)；早期的建筑物結(jié)構(gòu)比較混亂，接線零亂，有時(shí)地零線有電位差；變壓器本身絕緣變差，產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，使接地極周圍產(chǎn)生電位差。為保證人員和設(shè)備的安全，要求機(jī)殼能承受一定的耐壓，同時(shí)參照GB4793.1-2007《測量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求》，JJG1054-2009設(shè)置了耐壓試驗(yàn)項(xiàng)目。

四、檢定方法介紹
       1.示值誤差
       示值誤差的檢定采用了標(biāo)準(zhǔn)電阻器法，與普通的數(shù)字接地電阻表差不多，只是接線方法不一樣，它是將標(biāo)準(zhǔn)電阻器的兩個(gè)輸出端鈕用一根導(dǎo)線連接起來構(gòu)成回路。鉗形接地電阻儀經(jīng)過自校后鉗住連接導(dǎo)線并盡量使連接導(dǎo)線處于鉗頭的幾何中心位置，并與鉗頭垂直，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)電阻器至被檢定點(diǎn)，讀取鉗形接地電阻儀的顯示值，計(jì)算示值誤差。值得注意的是連接導(dǎo)線*好是用多股且電阻不大于1mΩ的導(dǎo)線，這樣導(dǎo)線電阻帶來的附加誤差可忽略不計(jì)，否則，在計(jì)算示值誤差時(shí)要先減掉導(dǎo)線電阻。另外，還要特別注意測量時(shí)除了連接導(dǎo)線處，其他所有載流體與被校之間的距離應(yīng)大于0.5m。

       2.偏心位置影響的檢測
       連接導(dǎo)線與示值誤差檢定一樣，我們可以在檢定示值誤差的同時(shí)進(jìn)行，只要使連接導(dǎo)線偏離鉗頭幾何中心位置按前、后、左、右靠近鉗頭內(nèi)壁，讀取不同位置的顯示值，觀察其值的變化是否符合要求。之所以建議5.1Ω，主要是許多生產(chǎn)廠家隨機(jī)配有5.1Ω的測試環(huán)，保證了鉗形接地電阻儀在測量5.1Ω的準(zhǔn)確性也*間接達(dá)到了對5.1Ω測試環(huán)準(zhǔn)確性的保證，便于用戶在認(rèn)為有必要時(shí)用測試環(huán)進(jìn)行自校。

       3.重復(fù)性測量
       這主要是因?yàn)殂Q形接地電阻儀的特殊性，每次檢定鉗連接導(dǎo)線時(shí)會(huì)處于不同的位置，而不像其他儀器連接導(dǎo)線固定在儀器端鈕上。而選擇10Ω電阻值作為重復(fù)性測量點(diǎn)主要是根據(jù)GB50156-2002(2006年版)、GB50057-1994等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，不同的設(shè)施對接地電阻的要求大多是在1Ω至30Ω之間，故取中間值。

       4.報(bào)*臨界值設(shè)定誤差的檢定
       通過調(diào)查和查閱相關(guān)*標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，要求機(jī)房變電站、高樓、移動(dòng)電信、空調(diào)機(jī)房接地電阻小于1Ω；建筑、街道變壓器小于4Ω、野外桿塔等小于10Ω；工廠防靜電小于30Ω，故選擇了1Ω、4Ω、10Ω、30Ω作為報(bào)*臨界值設(shè)定誤差的檢定點(diǎn)。100Ω則是作為保證測量大電阻準(zhǔn)確度的一個(gè)臨界點(diǎn)。

五、其他需要注意的問題
       鉗形接地電阻儀在開機(jī)前，鉗口不應(yīng)鉗繞任何金屬導(dǎo)體、被測接地線及測試環(huán)。按下電源開關(guān)前，應(yīng)清潔鉗口接觸面并按動(dòng)扳機(jī)，使鉗口閉合2～3次，再按下電源開關(guān)，這對保證檢定大于100Ω電阻示值誤差是很重要的。為保證測量準(zhǔn)確度，接通電源自檢時(shí)，應(yīng)讓其處于自然靜止?fàn)顟B(tài)，不要翻轉(zhuǎn)，扳機(jī)及鉗口不能施加外力。