為何接地如此重要？

一個好的接地可以完全的排除洩漏電流，當發生故障電流時，由於故障電流被導入至大地中，其危險性便因而被排除。在電網中提供一個有效的接地電極，是為了確保電氣設備的用電品質及安全性合乎標準而所需要的先決條件。如果缺少接地電極，相關的人員會面臨生命危險，電氣設備也會遭受損害。然而有效及安全的接地需仰賴多種的檢測技術並定期進行檢測才能保證電網安全無虞。為了能夠分辨接地系統的優劣，測量接地電阻值與土壤電阻率是必要的。

接地電阻值應為多少？

在決定採用何種檢測接地性能的技術前，首先要確認可接受的最大接地電阻值是多少。可參照列表1“用戶用電設備裝置規則”中關於接地電阻的規範以及電阻值。

列表1

影響接地電阻值的因素

影響接地電阻值的因素繁多，其中最為影響的是接地樁的數量以及接地系統的設計。除此之外，測量接地電阻值時亦會考量每個接地地樁所影響的範圍，於測量時才不會產生干擾導致測量數據產生誤差。

影響接地電阻值的因素大致如下:

1. 接地樁的長度與插入土壤的深度

2. 接地樁的數量與間格距離

3. 接地系統的設計(單一地樁/並聯地樁)

4. 土壤電阻率

測量土壤電阻率的重要性

無論是什麼類型的接地樁，都應與土壤緊密接觸，這樣才能提供有效的渠道讓洩漏電流導入地底。而土壤電阻率是測量土壤與接地樁之間電流流通性的關鍵指標，所以我們可以透由測量土壤電阻率來選擇合適的接地樁設置地點和深度進而優化地樁的設置方式從而降低接地系統的設置成本。應注意的是，土壤電阻率和接地電阻會隨著季節變換和環境的不同，例如溫度或濕度而產生變化。因此好的接地系統都盡可能將接地電極設計得越長越好且盡可能地埋的越深，因接地系統深入地表越深，其受環境變化的影響就會越低。

採購指引:CA6470N/CA6471可進行土壤電阻率與接地電阻值的檢測

土壤電阻率的測量技術

4極式測量法

4極式測量法又分為WENNER法與Schlumberger法，是目前最普遍測量的方法， WENNER法適用於測量單一深度的接地系統，在土裡設置4個測試電極成為平行的四個點，且每個測試電極距離相等。

而Schlumberger法，不同於WENNER法的電極放置，同樣設置4個測試電極連成一線，中間兩極距離固定，只需移動靠外部兩個電極的距離即可測量，這個方法相對省時，因為只需移動兩個電極，而WENNER法需要同時移動四個電極。此方法多了一個測試電極測量地樁電位，更好的精度與分辨率(較3極法高出10倍以上)，並且不需要考慮接觸電阻的誤差。

3極式測量法(62%法)

3極法需使用兩個輔助電極來注入電流並提供0 V的參考電流。兩個輔助電極的設置位置對於接地樁E(X)來說非常重要，需要確保輔助電極S(Y)在E和H直線初始位置兩側移動±10%，且測量結果沒有變化。如果變化很大，則意味S(Y)在影響區域內導致電流通過，所以必須增加E和H的距離並重複測量。若測量結果的數據差異很小，便可認為此測量是真實有效的。根據過往累計的數據載明，E和H直線上距離62%的設置位置是對S(Y)為最有效的提高測量精度。故又稱62%法，此3極法通知是針對廠房已設置單一接地樁的情況下。

3極法和4極法的使用注意事項

無論採用3極法或4極法，都必須在測試前將接地樁與所有電網設備斷開的情況下才能進行測量，以確保接地電阻值的準確性。此方法適用於在設置新的電網時或是歲修保養時期進行接地測量。

採購指引：如果需要針對較低的接觸電阻(通常只有1~2歐姆)進行測量，可參考具備4極法的測量方式的CA6460/CA6462。

測量接地電阻值的模擬情景

情景1：如果工廠並聯多個接地樁

這種類型接地系統普遍應用於都市與工業區。如果接地系統不只一個地樁，還並聯多個接地樁時，就無法進行有效的測量，此時應採用4極法進行測量。4極法可以消除並聯地樁的迴路阻抗影響，4極法亦可增加一個電流鉗來測量接地樁的電流值，以確保測量的數值精度可獲得保證。

採購指引：可參考CA6472/CA6474，可測量並聯接地系統的接地電阻值

情景2：如果工廠沒有接地樁或不能斷開接地樁與電網的連接

此接地系統可採用接地電阻勾錶進行測量，此方法的優勢為設置非常快速容易。將接地電阻勾錶鉗住，連接至接地電纜便可進行測量。接地電阻勾錶包含兩個線圈: 一個產生交流電壓的線圈；另一個則是感測電流的線圈，藉此推算出迴路電阻。此方法雖然簡單迅速，但由於沒有斷開地樁，特別容易受到各類設備的頻率諧波干擾，故選擇一款能排除干擾的接地電阻勾錶極為重要！

採購指引：CA的接地電阻勾錶(CA6416/CA6417/CA6418)採用一個特別的頻率-2080Hz交流電壓，此頻率為CA的專利技術。經實驗證明，最能有效提高測量精度與接地干擾的影響。

情景3：如果需要測量鐵軌接地迴路，或無可供鉗住的接地電纜

此接地系統為長距離的接地迴路測量，須採用雙鉗法，且若接地導體尺寸大於接地電阻勾錶的口徑，此方法可以取代接地電阻勾錶。將兩個電流鉗夾上被測接地導體，並連接上測試儀，其中一個電流鉗注入已知的電壓訊號，同時另一個電流鉗測量迴路電流。

採購指引：CA6471與CA6472能提供雙鉗法並能有效消除迴路干擾，非常適用於長距離的接地迴路測量，如大樓，鐵路線等等。採用獨家技術128Hz測量並支援多種規格的電流鉗，應用範圍廣泛。

情景4：如果需要測量電塔/通訊基地台

多數的電塔或通訊基地台都有四端支架支撐，每個支架皆接地且並聯，因為有大量的電塔並聯，即使某個電塔的接地電阻值其實非常高，但往往測得的數值也可能很低，且又無法斷開被測電塔的接地迴路，故只能採用4極法搭配多通道電流進行測量，如圖1。

圖1：4極法搭配多通道電流測量法

採購指引：CA6472主機搭配CA6474電流測量擴充單元，能有效測量電塔接地電阻值。除了使用4個AMPFLEX^TM系列軟式電流鉗繞住電塔支柱測量電流外(參見圖2)，還使用5kHz的高頻測量排除干擾，改善測試精度且支援頻率掃描功能。其可從41kHz~5kHz，可模擬當頻率發生變化時接地系統的運行狀態，特別像是模擬當電塔遭受雷擊時的情形。

圖2：AmpFLEX^TM軟式電流鉗可輕鬆的進行鐵塔接地腳位的接地測

接地電阻計採購指引圖表:

	可設置地樁 (非都市廠辦)	不可設置地樁 (都市廠辦)	推薦機型
單個地樁/offline測試
3極法(62%法)	可		CA6423
4極法 較佳精度	可		CA6462
多個並聯地樁/online測試/無法斷開地樁
選擇性4極法	可		CA6472
沒有地樁/online測試
接地電阻勾錶	可	可	CA6416，CA6417，CA6418
雙鉗法	可	可	CA6471

※圖文來源：chauvin-arnoux

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