摘要：本文分析了新的电力行业标准DL/T 475-2006《接地装置特性参数测量导则》新增加的内容。介绍几种常用的接地电阻测试方法，进行对比分析，并通过实测数据加以验证。最后对我局接地电阻测试工作提出了建议。
关键词：接地电阻；接地规程；直线法；大电流法；异频法
1 引言
接地极或自然接地极的对地电阻和接地线电阻的总和，称为接地装置的接地电阻。实际上，接地电路的阻抗是复数阻抗，包含接地电阻与接地电抗两个分量，但电抗分量通常较小，可以忽略，其接地阻抗近似等于接地电阻。接地电阻是衡量接地性能的重要指标，如果接地电阻值过大将带来极大的危害，表现在：对电气设备产生反击过电压；对运行人员产生接触电压、跨步电压。
2 规程释义
2.1 国内外规程对比
现行我国电力行业接地规程DL/T621-1997《交流电气装置的接地》和电力行业标准DL/T 475-2006《接地装置特性参数测量导则》中的规定：“有效接地和低电阻接地系统中发电厂、变电站的接地装置的接地电阻宜符合下列要求：
1）一般情况下，接地装置的接地电阻应符合下式要求
R≤ 2000/I （1）
式（1）中计算用流经接地装置的入地短路电流，应是经接地装置流入地中最大短路电流对称分量最大值，并考虑系统中各接地中性点间的短路电流分配，以及避雷线分走的接地短路电流。
2）电阻不符合R≤ 2000/I时，可通过技术经济的比较增大接地电阻，但接地电阻的值不得大于5Ω。
IEEE Std80-2000中并没有规定接地电阻或地电位升的限值，在该标准中主要就考虑人身安全的接触电压与跨步电压进行了详细的规定。
2.2 导则DL/T 475-2006中新增加的内容
1）接地装置的电气完整性
接地装置中应该接地的各种电气设备之间，接地装置的各部分及与各设备之间的电气连接性，即直流电阻值，也称为电气导通性。
2）场区地表电位梯度
当接地短路电流或试验电流流过接地装置时，被试接地装置所在的场区地表面形成的电位梯度。并进一步测量跨步电位差、接触电位差和转移电位。
3）土壤电阻率
测试土壤电阻率的方法有单极法、四极等距法或称温纳（wenner）和四极非等距法或称施伦贝格－巴莫法等。四极非等距法在理论和实践上都是较成熟的方法，在GB/T17949.1－2000中也被引用。
4）取消了“原导则”中接地电阻四极法测试，推荐采用类工频法测试接地装置接地电阻。
5）对使用钳表测试杆塔接地阻抗的条件作出了规范
杆塔接地阻抗测试宜采用三极法，对新建的杆塔接地装置的交接验收应采用三极法测试，如果使用钳表测量，其使用必须严格遵循导则DL/T 475-2006中列出的条件。
3 常用的几种接地电阻测试方法
3.1 按放线方法分：
3.1.1 直线法
电流线和电位线同方向（同路径）放设称为三极法中的直流法，如图1所示。
在土壤电阻率均匀的条件下，取 ，即通常采用的0.618法。测试时应注意使电流线和电位线保持尽量远的距离，以减小互感耦合对测试结果的影响。
3.1.1.1缺点：直线法可能带来很大的误差
（1）零电位点找不准（电压极布置不合理）；
（2）电流线和电压线之间互感的影响；
（3）地网附近土壤结构呈现水平分层或垂直分层的不均匀性，导致不符合理论模型，存在原理性误差，广东的情况比较典型。如果土壤电阻率不均匀，零电位面就不一定在接地装置和电流极的中央，此时需要通过实测找到零电位面的所在地。
3.1.1.2解决的办法
（1）测试接地装置工频特性参数的电流极应布置得尽量远，通常电流极与被试接地装置边缘的距离dCG应为被试接地装置最大对角线长度的4-6倍，dPG通常为（0.5-0.6）dCG。
（2）对于常用的0.618法（dPG=0.618dCG），仅在土壤电阻率均匀时有效。
（3）大型接地装置一般不宜采用直线法测试。如果条件所限而必须采用时，应注意使电流线和电位线保持尽量远的距离，以减小互感耦合对测试结果的影响。
（4）零电位面的特点是它附近的电场强度最小，所以可以将电压极前后移动，找出电压值变化最小的区域，例如每次移动约找出电压值变化最小的区域就可以了。最好采用GPS对电流、电压极的取点进行定位来保证布线的准确。
3.1.2 夹角法
只要条件允许，大型接地装置接地阻抗的测试都采用电流－电位线夹角布置的方式，见下图。一般认为，对超大型接地装置应尽量远；电流级和电压级的长度应相近。如土壤电阻率均匀，可使夹角约为 30º，dCG=dPG=2D，夹角法又称2D法。
3.1.2.1缺点
（1）地理条件难以满足；
（2）角度找不准；
（3）电流级和电压级的长度不相近。
3.1.2.2解决的办法
（1）只有测试条件允许的变电站才能选择夹角法进行测量；
（2）采用GPS对电流、电压极的取点进行定位来保证布线的准确。
3.1.3 电位降法
IEEE推荐采用电位降法。流过被试接地装置G和电流极C的电流I使地面电位变化，电位极P从G的边缘开始沿与电流回路呈 的方向向外移动，每间隔 测试一次 与 之间的电位差 ，绘出 与 的变化曲线，曲线平坦处即为电位零点，与曲线起点间的电位差即为在试验电流下被试接地装置的电位升高 ，接地装置的接地阻抗 为： 。
电位降法优点：电位极和电流极的电阻可比待测接地极电阻大，而实际上又不影响测量准确度。
3.1.3.1缺点：电位降法测试最困难就是如何合理地布置测量电压极是进行接地电阻测量的关键。
3.1.3.2解决的办法：
（1）将电压极P置于C的同一侧，但远离该电流极（P1处）时，则在某一具体位置处可测得真实的接地电阻值。
（2）将电压极P置于C的另一侧（P2处）时，试验引线间的耦合将大大减少。如果将P2和C间的距离放得相当大则有可能用此法得到待测接地极E真实接地电阻的下限值（反向法，修正）。
表1是对上述几种测试方法进行了比较。
表1 各种测试方法比较
3.2 按测量电流分：
3.2.1 大电流法
通过提高工频的测试电流，一般为几十安培，用提高信噪比的方式，降低测试中工频干扰的影响，测量结果令人满意。主要缺点是需要的测试电流较大，试验装置笨重，电压和电流极放线受限制，不安全，不能测量分流，运行站测跨步电压尤其是接触电压不理想。
3.2.2 异频法
异频法测量大型地网的仪器，又分为两种，一种为接地阻抗测试仪法，采用固定频率的测量。另一种是类工频法，采用接近于工频的异频试验电流进行测试，避开工频干扰，并采用5A的较大电流进行测试。表2对大电流法和异频法做了比较。
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3.3 实测数据对比
在220kV荔城站地网接地电阻测试中，试验所工作人员分别采用了大电流法、类工频法、异频法、反向法等不同方法和不同仪器对220kV荔城站地网接地电阻进行了测量，测量结果如表3所示（见文末）。
根据表3的数据分析，采用大电流法、类工频法、接地阻抗测试仪法的测量结果相差不大，除接地阻抗测试仪UNILAP GEO XP在 时测量阻抗为0.625Ω外，其余测量结果都小于0.5Ω，达到规程标准。类工频法和接地阻抗测试仪法测得的数据更为接近并小于用大电流法测得的数据，这也反映了大电流法和异频法的差异性。由于在改变电压极位置后，没有继续采用类工频法和接地阻抗测试仪法进行测量，根据改变电压极位置后接地电阻测量值变化不超过5％的原则，试验最后选取 时测得的接地电阻值0.437Ω作为该地网的接地电阻测量值。
从实测数据的对比分析，我们可以得出这样的结论，以上的各种测试方法虽然在理论上存在一定的优劣性，但一般情况下差异不大，均能满足工程测试要求。因此，地网测试工作不应拘泥于某一种方法，而应根据现场条件，从技术经济的角度出发，选用合适的测试方法。例如，大电流法的测试效果较好，也有多年的应用经验，但是考虑到该法存在劳动强度大、放线困难、站内检修电源容量不足等缺点，在实际测量时应尽量避免采用，但在用其他方法有问题时，可采用大电流法。
4 今后广州供电局接地测量工作发展方向探讨
地网接地电阻测量在我局已开展了较长时间，已是常规试验项目，因此继续加强变电站地网测量工作将是以后工作的重点，同时，地网测量工作还可以在以下几个方面发展：
1.加强交流，吸收先进成果
要加强和国内其他兄弟单位、科研院的交流与合作，了解并掌握新的试验方法、补充更先进、可靠的试验设备，加大人员培训力度，依托省中试的技术支持，不断提高我局接地装置测量工作的水平，满足电网发展对接地装置测量的要求。
2.改进测量方法，提高试验准确度
目前我局主要采用基于异频原理的接地阻抗测试仪法进行接地阻抗测量，以后可以多采用类工频法进行测量，并对二者进行进一步比较分析。为避免线路避雷地线和架空光纤地线对变电站接地网测试的影响，新建变电站主接地网的测试应在线路地线未与变电站地网连接以前进行，确保接地网测试接地电阻值反映现场实际。对运行中变电站地网测试，应分析避雷线和电缆出线外皮分流的影响。
3.密切关注新导则的变化
在新导则DL/T475-2006中，新增加了接地装置的电气完整性、场区地表电位梯度、土壤电阻率测试等重要内容，给出了各项测试结果的参考界定值；在技术观念上强调对接地装置的各项参数全面考核，综合判断，而不是片面强调某一项指标。比如，接地装置的电气完整性测试应结合地网腐蚀诊断共同进行，建立接地装置指标数据库，对接地装置状态进行科学管理。
在地网测试中工作中，应严格按照南方电网《接地装置运行维护规程》执行，并密切注意在新导则实施后，南方电网公司是否会对规程进行修订，增加相应的测试项目，我局应同时做好新增测试项目的准备工作，一旦实施可以马上开展。
4.与输电部合作开展杆塔接地阻抗测试
杆塔接地阻抗测试宜采用三极法，对新建的杆塔接地装置的交接验收应采用三极法测试。在日常巡线工作中，工作人员通常采用钳表测量接地电阻，但使用钳表测量接地电阻有一定的条件，现场未必适用。在导则DL/T475-2006中对钳表的使用列出了详细的条件。
由于线路杆塔接地阻抗测试是输电部的日常工作，试验所可根据情况，对输电部人员进行相关培训，为其提供技术指导；输电部将测试情况反馈给试验所，也有利于试验所总结经验，发现问题。从而，有利于及时发现输电线路杆塔存在的问题，保证输电线路的安全运行。
5 结束语
在实际的地网测试工作中，测试工作不应拘泥于某一种方法，而应根据现场条件，从技术管理的角度出发，选用合适的测试方法。因该在地网测试工作中不断改进，不断发展，力求提高测量的准确性，认真负责的做好地网测试工作。
6 致谢
李建强、吴琼对本文的修改提供了宝贵意见，谨此致谢。
参考文献：
[1] 电力行业接地规程DL/T621-1997《交流电气装置的接地》
[2] 电力行业标准DL/T 475-2006《接地装置特性参数测量导则》
[3] 谢广润.电力系统接地技术.北京：水利电力出版社，1991年5月
[4] 陈先禄等.接地.重庆：重庆大学出版社，2002年7月
[5] 陈鹏云等.大型接地网测试技术的发展与应用.高电压技术，2003年10期
备注：（1）仪器DZY-5A的测试原理为类工频法，测试电流频率为55 Hz；
（2）仪器UNILAP GEO XP和MEGGER DET2/2为2家公司的接地电阻阻抗测试仪，测试电流频率均为128 Hz。
论文作者:黄洪镔
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/6
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