张金水 张良
(中核浙能能源有限公司 浙江杭州 310000)
摘要：本文结合理论联系实际，对接地网的接地电阻测试方法进行对比优选，最终确定采用三极直线法展开测量工作。同时，对测试过程中可能导致结果误差的因素进行深入探究，提出解决措施，以减少误差的产生，确保其测量结果科学、经济、有效，以便对后续核电机组乃至其它同类核电机组工程建设过程中的接地网测试提供宝贵的经验和方法借鉴。
关键字：接地网;接地电阻;三极法;误差
1某核电厂地网接地电阻测试背景概况简介
1.1接地网以及接地电阻相关定义简介
将电力系统或电气装置的某一部分经接地线连接到接地体称为接地。连接到接地体的导线称为接地线。接地体与接地线合称为接地装置。若干接地体在大地中互相连接则组成接地网，接地电阻在数值上等于接地短路电流经接地装置向无穷远处自由散流时，接地装置的电位V0(以无限远处为参考点)与经接地装置流入地中的电流I的比值，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及散流电阻。
1.2 核电厂1、2号机组接地网基本概况
核电厂1、2号机组接地网地处海边山坡地，土壤电阻率较大，总长约800m，宽约600m ，地网最大对角线长约1000m。其中包含220KV高压开关站一座，500KV超高压开关站一座，设计要求工频接地电阻小于0.5Ω。
1.3 核电厂接地网接地电阻测试的难点所在
目前电网接地电阻的测试方法众多,需要根据实际情况进行分析优化，重复性差，若方法选用不恰当，容易造成较大测量误差，给工程质量检验带来分歧。
2.核电厂接地电阻测试方法的选择
2.1接地电阻测试的基本原理
设置一个电压辅助极P，电流辅助极C，将电流注入接地装置，测量该电流以及接地极与电压极之间电压，即可得知接地网的接地电阻R。这种方法称为三极法，是测量接地电阻的基本方法，三极直线法、夹角法、四极法都是基于此测量法衍生而来。
2.2核电厂接地电阻测试方法优选
核电厂1、2号机组接地网对角线长度长达1000m，属大型接地网，土壤电阻率达4000-7000Ω/m。针对大型接地网测量，目前国内外多采用三极直线法、夹角法、异频法等。由于异频法的检测仪表异频电源无法满足高土壤电阻率、大接地网、小接地电阻值测试时的容量需求，所以异频法无法满接地电阻测试。因此本文针对三极直线法、夹角法、方法进行对比、优选。
在实际现场条件下，由于土壤电阻率不均匀，且地下各种沟道、岩石、金属管道均将影响电流场的分布，且上文中提及的三极法中要求设定辅助电流极，且辅助电流极离被测接地网越近。为此，为减小测量误差，辅助电流极距接地装置的距离至少大于接地装置最大对角尺寸的4-5倍以上。在此基础上，下文将对三种方法进行分析。
2.2.1三极直线法
由于辅助电流极距接地装置的距离至少大于接地装置最大对角尺寸4到5倍以上，对于如此长距离放电流极、电压极引线，直接放线距离远，测试线穿越各种区域，布设及防护难度大，故最大可能利用已有架空线路布线。在现场最佳方式则是利用10kV核电专用线路，任取A/B/C两相架空线作为电流极、电压极放线。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是由于电流极和电压极引线是利用架空线进行放线，A/B/C三相相互平行，在测试过程中因电缆之间交流电压互感所产生的测量误差将有可能影响测量结果的准确性，因此，后续过程需要进一步对误差进行处理。
2.2.2夹角法
夹角法要求电压极与电流极放线保持一定夹角，成等腰三角形布置，其相较三极直线法优势在于可消除电压极放线与电流极放线之间互感电压所引入的较大测量误差，夹角法在理论上是可行的，但由于核电厂三面环海，且半岛区域受220KV以上架空线路接地避雷线的等电位屏蔽影响，导致地电位分布严重畸变，电压极电位不能等效模拟，因此夹角法在实际测量中无法应用。
综上所述，考虑到方法实践中的可用性以及经济性，本次接地网接地电阻测试将运用三极直线法进行测试。
3.接地电阻测量误差分析以及应对措施探究
在接地电阻测试过程中误差的产生是不可避免的，我们无法做到完全的消除误差，只能尽量的从理论与实践中减少误差对测试结果的影响，使测试结果更加科学、有效。
3.1设备自身误差以及人员操作失误带来的误差及其应对措施
实验中需要用到电流表、电压表、测试电源等设备，设备自身的误差容易导致测试结果产生较大的误差，在测试前首先要对设备的送检状态进行确认，检定合格的设备才能参与测试。
3.2测试原理带来的误差及其应对措施
实际上，由于现场各种原因的影响，很难保证电压极打在准确的位置。一般辅助电流极C和辅助电压极P离被测接地装置G边缘的距离分别为dGC =(4～5)D(D为地网对角线长度)和dGP =(0.5-0.6) dGC，点P可以认为是处在实际的零电位区内。
因此为减小原理上造成的测试误差，本次测试计划将电流极放线长度10.5 公里，电压极(P 极)利用GPS定位取实际电流极长度的百分六十，约6 公里，电压极P分别在5.5、6.0、6.5公里(正负5%D)处测量数值。
3.3输电线的避雷线带来的误差及其应对措施
如果输电线的避雷线与变电站的接地装置连接，会影响变电站接地电阻的实测值。因此在测量前，应把避雷线与变电站接地装置的电连接断开，以便消除实测误差。
3.4接地装置中的零序电流引起的误差及其应对措施
实际测量中接地装置中存在电力系统的零序电流(不平衡零序电流)，它会影响工频接地电阻的实测值。采用的应对措施：
(1)尽可能提高测试电流，现场实际测量中拟施加电流30安培。
(2)用增大通过接地装置的测试电流办法减小，同时采用倒相法消除。
3.5电压极引线与电流极引线之间的互感造成的误差及其应对措施
由于此次的试验利用10kV 线路，电压极引线与电流极引线间的存在互感较大，从而在电压极引线上叠加有互感电压，由于互感电压与注入电流存在90度的角差，不影响有功，故采用瓦特表法可消除互感的影响，在测试中采用瓦特表法测量。
4.接地电阻测量实际操作以及结论分析
三极直线法在实际测试应用中存在的误差在所难免，本文通过方法的优选，以及充分分析误差对测试结果的影响，并配合使用大电流输入法、倒相法、瓦特表法对接地电阻展开如下实际测量工作，得到了科学、可信的测量结果。
经计算，三个测试点电压降低均小于5%。故取中间点为本次测量的电压极，经反复核测试方法以及误差分析，可知实际测试结果已经能够反映真实情况。
5、结束语
大型接地网工频接地电阻测试有多种测量方式，可根据具体情况选择最优化的施工方案。本文对辅助电流极和辅助电压极位置的确定，采用GPS定位，大大增加了测试数据的准确性，降低劳动强度；并因地制宜的使用10KV输电线路作为电流极和电压极的输电线路，既节约了测量成本又加快了测量进度，同时，还采用了倒相法及瓦特表法消除了零序电流和电流极和电压极间的互感对测试数据的影响，使接地电阻值测量结果更加准确。此次接地电阻测试所运用的方法措施，值得后续项目参考借鉴。
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论文作者:张金水,张良
论文发表刊物:《电力设备》2016年第7期
论文发表时间:2016/7/1
标签：电阻论文; 电流论文; 误差论文; 测试论文; 电压论文; 测量论文; 核电厂论文; 《电力设备》2016年第7期论文;