李丹丹
（国网福建省电力有限公司检修分公司 福建福州 350000）
摘要：随着我国电网的逐步发展，变电站接地网变得越来越重要。在大型变电站电力系统中，接地网的作用十分关键，它是保证变电站运行安全、可靠的重要基础。接地网测试主要包括接地装置接地电阻、接触电压和跨步电压测试。本文分析了接地网现场测试的技术依据，对接地网电阻的测试方法进行了介绍，阐述了试验接线和电极布置方法，最后对接触电压及跨步电压进行了校验。
关键词：变电站；接地网；现场测试
随着我国电力企业的不断发展，电网对于人们的生活越来越重要，变电站接地问题是一个看似简单、而实际上是非常复杂又至关重要的问题。一方面，随着电力系统的飞速发展，电网规划不断扩大，系统容量不断增大，接地短路电流越来越大，对接地要求越来越高；另一方面，变电站用地日益紧张，大部分站址仅能选择在高土壤电阻率地区，且用地面积受到限制，造成变电站在接地设计方面的突出问题是接地面积小、土壤电阻率高和无可敷设外接地等。一旦变电站接地网存在问题，那么当接地系统发生短路时，接地点电位突然升高，会引发事故的发生。因此，对变电站特高压接地网现场测试相关问题探究具有非常大的实际意义。
1 接地网现场测试的技术依据
接地是电力系统中十分常见的一个概念。具体来说，它指的是：将电力系统中的中性点、外壳等设备，通过导体作为电气连接桥梁，与接地装置连接在一起。通常情况下，接地设备是电力系统得以安全运行的重要保护措施，在我国变电站系统的建设中，一般要求变电站的接地网具有较小的接地电阻，并需要技术人员对接地网进行定期检测，以此确保电力系统运行的可靠性、稳定性。 变电站特高压接地网现场测试遵循“接地网电阻为地网电位抬高与通过地网流入电流的比值”这一定义，并且结合现场实际的地形特点、地址状况、空间背景干扰等，派生出很多种现场测试的方法，为接地网电阻现场测试提供了技术依据。接地网电阻是指接地电流通过接地网流散开时土壤呈现出的电阻，不是接地网导体的总电阻。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以，接地网电阻值的关键在于接地网所在土壤的电阻率，这也是变电站特高压接地网进行现场测试的主要依据。通过选取合适的接地网接地电阻的测试方法，进行数据测量与校验，从而算出接地网电阻值得范围。
2 接地网电阻的测试方法
接地网电阻即接地网电阻地网电位升高与通过地网流入电流的比值，比值要依据测试现场的情况而定，但测试原理是一样的。地网电位抬高是指地网与地中电流场的电位差。接地网电阻的测试方法主要有夹角补偿法、变频电流法、工频大电流法：
2.1 夹角补偿法
夹角补偿测试法是大型变电站接地网测试中的常用技术。在具体的测试中，技术人员利用布极位置的偏移、电压极与电流极与接地网之间的夹角作为测量参照指标，对变电站接地网的接地电阻进行测试。 大型接地网的测试常常会用到夹角补偿法，在采用补偿法测量的过程当中，电压极与电流极的布置有两种方法：一是直线补偿法，是指电压极与电流极是按照直线布置的。在直线补偿法当中，测试结果会受到电压极位置的影响，而且如果土壤电阻率不均匀，也会导致测量结果有很大的误差；二是夹角补偿法，是指电压极与电流极是按照夹角布置的。相对于直线补偿法，测试结果几乎不受布极位置的偏移、接地网和电压极与电流极同的距离、土壤电阻率不均匀等因素的影响。所以，夹角补偿法对接地网电阻的测试结果更为精准。
2.2 变频电流法
变频电流法是指采用非50Hz试验电源把测量用的干扰电流与信号电流分离开来，使它们不进到测量系统当中，从而使得测量误差有所消除。所以，测试电流不需要很大就能够有效地提升测量精度，并且减小了试验人员的工作强度和设备重量。变频电流法的频率选择应该遵循接地电阻测量值不受感性分量变化影响。而像单一的频率异频法不能有效地消除测量引线的干扰，只能消除工频电流干扰。变频电流法很好地解决了这一问题，能够对测量引线干扰和工频电流达到有效的消除。而且，频率不能和工频错开太多，低十几Hz或高几百Hz都不可以，因为接地网电阻接地电流通过接地网流散开时土壤呈现出的电阻，即土壤的电阻率，与大地电流频率有着十分密切的联系。变频接近于工频才能解决干扰问题。根据调查数据表明，工频频率与测量电流频率的差值应该在10Hz以内，否则将会有误差产生。
2.3 工频大电流法
工频大电流法是把380V隔离变压器当作供电电源来进行测量。测量的具体过程：电流注入到接地网中，AB相用380V隔离变压器供电，再给BA相供电，从而有效地消除了工频干扰。地网实际电位为V；不接通电源时，电压表的值为V0；AB相供电时，合着开关，电压表的值为V1；BA相供电时，合着开关，电压表的值为V2。通过这些值，可以有下式：
3 试验接线和电极布置
隔离变压器从接地测试系统输出，一端经开关后通过变电站特高压主变相的接地螺栓入地，另一端接电流线，形成一个电流回路。电压表一点接变电站特高压主变相的接地螺栓，一端接电压线，读取接地网电位抬高值。为了降低地网杂散电流对测试产生的影响，有效地提升信噪比，可采用工频大电流法把电流提升到30A以上。在变电特高压接地网现场测试中，要充分考虑到现场的实际情况，哪个方向适合布置电压线与电流线。假设正东、正南、正西、正北方向都不适合布置电压线和电流线，若布置，则会导致有一部分沿低电阻率在设备提供的人地电流中通路回流，从而有不必要的测量误差产生。
4 接触电压及跨步电压的校验
根据有关规定，变电站接地电阻应该不大于2000/I，其中I为流经接地装置的最大接地短路电流。如果单相接地短路，那么有一部分短路电流改由母线侧提供，不再由主变电压提供，通过接地网最后再回到主变点，其中最大接地短路电流并不是全部流入地，所以接地网电位不会突然变高。输电铁塔架空地线与接地网隔离开来，且分流系统的影响不加以考虑，当出现最大接地短路电流时，测试出地网电位升高值必须符合相关规定要求。
5 结语
本文采用夹角补偿法，有效地避免土壤电阻率不均匀和放线长度对变电站特高压接地网现场测试的影响，通过试验接线和电极布置，对接触电压及跨步电压的校验，证明了本方法测试结果的可靠性和安全性，从而使电网能够安全稳定运行。随着电力电子技术的飞速发展，未来将有更多、更好的变电站接地电网测试技术涌现，因此，对大型变电站接地电网的测试也变得越来越精确、便捷。
参考资料
[1]肖双.变电站接地网大电流测试试验及分析[J].科技展望.2014.09 .
[2]龚娟.变电站接地网测试方法简述[J].中国电力教育.2015.11.
论文作者:李丹丹
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/23
标签：电流论文; 变电站论文; 测试论文; 电阻论文; 电压论文; 测量论文; 夹角论文; 《电力设备》2016年第11期论文;