JG1054-2009《钳形接地电阻仪》检定规程解读

一、制定背景
       钳形接地电阻仪是传统接地电阻测量技术的重大突破，在国内外生产和使用已有十几年，我国于2001年开始生产。测量方法与接地电阻表所采用方法完全不同，在测量有回路的接地系统时，不需辅助电极，不需将接地体与负载隔离，只需将被测接地线置于钳口几何中心位置，即可从液晶屏上读出接地电阻值，实现在线测量。因此，钳形接地电阻仪广泛应用于电力、气象、电信、油田、建筑及工业电气设备的接地电阻测量。

二、制定过程
       在JJG1054-2009《钳形接地电阻仪》检定规程制定之前，由于没有*计量检定规程或校准规范，钳形接地电阻仪的检定无据可依，各地在检定项目确定、检定方法应用、标准器选择等方面不能统一，该计量器具在计量管理中存在盲区。为满足量值溯源和市场的需求，制定《钳形接地电阻仪》*计量检定规程显得十分必要和迫切，为此，广西壮族自治区计量检测研究院等单位向全国电磁计量技术委员会提出申请。根据*质检总局和全国电磁计量技术委员会关于*计量检定规程制定计划的安排，由广西壮族自治区计量检测研究院、中国计量科学研究院和广州市铱泰电子科技有限公司等单位共同负责起草《钳形接地电阻仪》*计量检定规程。从2008年6月组成起草小组到规程发布实施的一年多时间里，起草单位经过调研、试验、起草、征求意见、预审、审定、报批等环节，JJG1054-2009于2009年10月9日由*质检总局发布，并于2010年1月9日实施。

三、主要内容与技术指标说明
       1.计量性能
       钳形接地电阻仪的计量性能包括*大允许误差公式和准确度等级、分辨力、显示能力、偏心位置影响、重复性测量、报*临界值设定误差等6个方面的内容。

       (1)*大允许误差公式
       钳形接地电阻仪的测量值是4位LCD数字显示，和其他数字仪表一样，钳形接地电阻仪的误差是由读数项误差和满度误差(也叫固定项误差)两部分组成，即<I>a</I>项误差和<I>b</I>项误差。<I>a</I>项误差是与被测显示值<I>R</I>x大小有关的项，它包含了刻度系数误差、非线性误差等；<I>b</I>项误差是由数字仪表的量化误差、漂移、内部噪声干扰等因素引起的，与<I>Rx</I>无关。因此，*大允许误差公式以读数项误差和满度误差两项来表示是比较合理的。还有一个重要的问题是<I>a</I>项和<I>b</I>项的比例关系。对于使用者来说，只用<I>a</I>%表示仪器的测量误差是*理想的，希望<I>b</I>%越小越好，*好是零。但是对于制造厂家来说很难做到这一点，因为大多数仪器总有一个不依赖于被测量大小而变化的固有的误差，所以<I>a</I>项和<I>b</I>项误差应有适当比例。通过实验计算，发现如果<I>b</I>项太大，在测量满度值以外的测量值时会带来很大的相对误差，降低仪器的使用价值。为了不使<I>b</I>项成为相对误差的主要成分，并对目前市场上钳形接地电阻仪的技术指标进行分析比较，*终规定<I>a</I>/<I>b</I>≥5和<I>a</I>=<I>b</I>%<I>Rm</I>。此参数的确定对生产厂提出了新的要求，同时也考虑了现阶段产品的实际情况。

       (2)准确度等级
       查阅了国产和进口的不同制造厂生产的各种型号的钳形接地电阻仪的技术指标，通常只有一个可自动变挡量程，不同变挡段(测量范围)给出不同的准确度等级，经统计准确度等级一般为1.0%、1.5%、2.0%、3.0%、5.0%、10.0%、20.0%等。由于各生产厂给出的各种型号钳形接地电阻仪的准确度(可变项)不同，JJG1054-2009起草人员经过综合考察，给出了1.0级、2.0级、5.0级、10级、20级等5个准确度等级(可变项)。

       (3)偏心位置影响
       由于钳形接地电阻仪的钳头有圆形的，也有椭圆形的，所钳的接地线无论是否在中间，其测量值的改变不应超过一定的值。

       (4)重复性测量
       钳形接地电阻仪在测量时是将接地线钳在其钳头中间没有固定的位置，因而很难复现，位置不同可能会使测量值有一点改变，但不会太大，故在JJG1054-2009里规定了重复性测量。

       (5)报*临界值检定点的设定
       钳形接地电阻仪主要是测量接地电阻的，不同的对象对接地电阻虽然要求不一样，但均在某一个范围内，报*临界值检定点*是根据不同要求而设定的。

       2.通用技术
       仪器的计量性能包括外观、通电检查、耐压试验等3个方面的内容。

       钳形接地电阻仪主要由电池供电，且外壳均为塑料，在试验过程中绝缘电阻均为无穷大，故JJG1054-2009中未要求进行绝缘电阻的检测。但考虑在某种场合下，被测接地极本身存有交变电流(用电设备绝缘不好，部分短路引起的泄漏现象，引下线附近有并接的高压电源干扰)；早期的建筑物结构比较混乱，接线零乱，有时地零线有电位差；变压器本身绝缘变差，产生漏电现象，使接地极周围产生电位差。为保证人员和设备的安全，要求机壳能承受一定的耐压，同时参照GB4793.1-2007《测量、控制和实验室用电气设备的安全要求》，JJG1054-2009设置了耐压试验项目。

四、检定方法介绍
       1.示值误差
       示值误差的检定采用了标准电阻器法，与普通的数字接地电阻表差不多，只是接线方法不一样，它是将标准电阻器的两个输出端钮用一根导线连接起来构成回路。钳形接地电阻仪经过自校后钳住连接导线并尽量使连接导线处于钳头的几何中心位置，并与钳头垂直，调节标准电阻器至被检定点，读取钳形接地电阻仪的显示值，计算示值误差。值得注意的是连接导线*好是用多股且电阻不大于1mΩ的导线，这样导线电阻带来的附加误差可忽略不计，否则，在计算示值误差时要先减掉导线电阻。另外，还要特别注意测量时除了连接导线处，其他所有载流体与被校之间的距离应大于0.5m。

       2.偏心位置影响的检测
       连接导线与示值误差检定一样，我们可以在检定示值误差的同时进行，只要使连接导线偏离钳头几何中心位置按前、后、左、右靠近钳头内壁，读取不同位置的显示值，观察其值的变化是否符合要求。之所以建议5.1Ω，主要是许多生产厂家随机配有5.1Ω的测试环，保证了钳形接地电阻仪在测量5.1Ω的准确性也*间接达到了对5.1Ω测试环准确性的保证，便于用户在认为有必要时用测试环进行自校。

       3.重复性测量
       这主要是因为钳形接地电阻仪的特殊性，每次检定钳连接导线时会处于不同的位置，而不像其他仪器连接导线固定在仪器端钮上。而选择10Ω电阻值作为重复性测量点主要是根据GB50156-2002(2006年版)、GB50057-1994等标准的规定，不同的设施对接地电阻的要求大多是在1Ω至30Ω之间，故取中间值。

       4.报*临界值设定误差的检定
       通过调查和查阅相关*标准发现，要求机房变电站、高楼、移动电信、空调机房接地电阻小于1Ω；建筑、街道变压器小于4Ω、野外杆塔等小于10Ω；工厂防静电小于30Ω，故选择了1Ω、4Ω、10Ω、30Ω作为报*临界值设定误差的检定点。100Ω则是作为保证测量大电阻准确度的一个临界点。

五、其他需要注意的问题
       钳形接地电阻仪在开机前，钳口不应钳绕任何金属导体、被测接地线及测试环。按下电源开关前，应清洁钳口接触面并按动扳机，使钳口闭合2～3次，再按下电源开关，这对保证检定大于100Ω电阻示值误差是很重要的。为保证测量准确度，接通电源自检时，应让其处于自然静止状态，不要翻转，扳机及钳口不能施加外力。