揭秘接地电阻一般不大于 4Ω 的原因和测量方式

在电子电气领域，接地电阻是一个至关重要的概念。接地电阻指的是电流由接地装置流入大地，再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻。它涵盖了接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地之间的接触电阻，以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限远处的大地电阻。

接地电阻的大小直接体现了电气装置与 “地” 接触的良好程度，也反映了接地网的规模。在单点接地系统、干扰性强等条件下，可以采用辅助地极的测量方式进行测量。

接地主要分为以下四种类型：

1.保护接地：电气设备的金属外壳、混凝土、电杆等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止这种情况危及人身安全而设置的接地。例如，工厂中的大型电机设备，其金属外壳就需要进行保护接地。

2.防静电接地：为防止静电危险影响，将易燃油、天然气贮藏罐和管道、电子设备等进行接地。在石油化工行业，油罐和输油管道的防静电接地尤为重要，以避免静电引发火灾或爆炸。

3.防雷接地：为将雷电引入地下，把防雷设备（如避雷针等）的接地端与大地相连，以消除雷电过电压对电气设备、人身财产的危害，也称过电压保护接地。像高楼大厦顶部的避雷针，通过良好的防雷接地系统，保障建筑物的安全。

4.工作接地：指将电力系统的某点（如中性点）直接接大地，或经消弧线圈、电阻等与大地金属连接，如变压器、互感器中性点接地等。在电力变电站中，工作接地是保障电力系统稳定运行的关键。

接地电阻有着明确的规范要求：

(1).独立的防雷保护接地电阻应小于等于 10 欧。

(2).独立的安全保护接地电阻应小于等于 4 欧。

(3).独立的交流工作接地电阻应小于等于 4 欧。

(4).独立的直流工作接地电阻应小于等于 4 欧。

(5).防静电接地电阻一般要求小于等于 100 欧。

(6).共用接地体（联合接地）应不大于接地电阻 1 欧。

(7).仪表携带、使用时须小心轻放，避免剧烈震动。

需要注意的是，避雷针的地线属于防雷保护接地。如果避雷针接地电阻和防静电接地电阻都是按要求设置的，那么就可以将防静电设备的地线与避雷针地线接在一起。因为避雷针的接地电阻比静电接地电阻小 10 倍，因此发生雷电事故时大部分雷电将从避雷针地泄放，经过防静电地的电流则可以忽略不计。

那么，接地电阻为什么一般不大于 4Ω 呢？

首先，接地电阻的作用是向大地放电，以保证安全。很多家用电器，我们在使用过程中，往往会接触到电器的壳体，比如冰箱开关门、洗衣机开关门等。但一旦电器发生故障，壳体会带上一定的电压，当人接触壳体时会发生电击，十分危险，因此通过接地电阻把电引向大地是非常有必要的。从原理上来说，根据欧姆定律，电压一定时，电阻与电流成反比。在工作电压确定的情况下，接地电阻越小，能通过的电流就越大，电流泄放效果越好。如果漏电的话，电就全部从接地的地线上传到地下了。

具体而言，正常情况下，当电气系统设备假若发生故障时，故障电流正常不会大于 10A。所以当接地电阻为 4Ω 时，流过接地电阻时产生的故障电压可由欧姆定律计算：4x10 = 40V。而经实验形成的标准规定，在正常和故障情况下，任何两导体间或任一导体与大地之间的电压均不得超过交流（50 - 500Hz）有效值 50V。

这样小于 50V 的故障电压是较为安全的，几乎不可能引起人体电击事故，因此接地电阻的最高限值就规定在了 4Ω。

其次，符合法律法规和行业标准是保持接地电阻相应阻值的重要原因。电力系统建设、运行和管理必须遵守一系列法律法规和行业标准，在电力行业这些规范规定，都是经过无数次的实践检验得来的经验教训，尤其是涉及安全的条款，无一不是电力先行者们经过血的教训而得来的实践经验和数据，其中就包括接地电阻的规定。

例如《电气安全规范》，规定了不同类型的电气设备对于接地电阻的要求。若接地电阻大于规定值，则会导致设备存在安全隐患，就违反相关标准和法规，更重要的是影响周边人员生命安全。

再者，选用合适的接地方式也能保证接地电阻不大于 4Ω。在不同的用电场所，需要选择适当的接地方式。例如，对于干式变压器，使用母线法接地，可以减小母线电感，提高设备的抗干扰能力，进而保持接地电阻不大于 4Ω。

最后，地面环境和接地材料也会影响接地电阻。通常，地面的土壤电阻率、潮湿程度、温度等因素会影响接地电阻。选择合适的接地材料和合理的接地方式，可以调整接地电阻的大小，保证接地电阻不大于 4Ω。

接地电阻在诸多应用场景中都有着重要作用。具体来看，常见的接地场景包括防雷接地（如常见的避雷针），接地电阻越小，一旦遭受雷击时雷电通过接地线向大地放电就越快，也就越安全。对于电器设备安全地（如洗衣机机壳接地），很多家用电器尤其是大电器像冰箱、洗衣机、空调等，都需要接地使用（机壳接地）。当机壳漏电时，接地电阻越小，漏电就会越多通过接地线传入大地。但如果接地电阻太大（假如大过人体电阻），当人触摸机壳时，人体就成了接地线，电流就从人体流入大地，导致人体触电，相当危险。此外，电子设备内部的工作接地等，也是接地电阻越小越好。有一些电子设备会产生静电，如果接入了接地电阻，能够防止因为静电而产生的危险。

总之，接地电阻在电子电气系统中扮演着关键角色，深入理解其原理、规范要求和应用场景，对于保障电气设备的安全运行和人员安全至关重要。