接地网接地阻抗的测量与实测应用论文_王中杰,邓曲波

（广州粤能电力科技开发有限公司 510080） 摘要：在变电站等场所，接地系统是保证变电站用电设备系统稳定、安全、可靠运行的重要环节。在我们实际工作的过程中，如何以一种有效、准确的方式对接地电阻进行测量则成为了工作人员最为关注的一项问题。本文简单介绍了接地网接地阻抗的测量方法，分析影响接地网接地阻抗测量的因素及对策，实例探讨了接地网接地阻抗测量的应用。 关键词：接地网；接地；阻抗；测量与实测 引言 接地网在在电网中起着工作接地和保护接地的作用，考虑到系统基准电位的确定和减小外界电场磁场的影响，我们都必须对设备进行有效的可靠接地，而类似变电站等场所，更需要精确设计接地网。如果地网的电阻过大的话，在发生接地故障时，可能会造成中性点电压过高超过设备绝缘水平而造成事故。如果遭遇雷击，更是会产生残压，使设备收到反击的危险。准确完成接地电阻的测量，是设备正常工作的重要条件。 一、接地网接地阻抗的测量方法 目前用于接地网接地阻抗测量的所用的仪器主要是接地摇表，其原理是由电源E，电流桩C，电压桩P，接地装置G组成测量回路，使接地装置G中流过电流I，于是接地桩相对于大地的无限远处便产生了电压升UG，这时接地电阻RG=UG/I，可以得知接地电阻主要由4部分构成：①接地体引下线的电阻；②接地体与大地土壤的接触电阻；③接地体本身的电阻；④从接地体向远处扩散电流经过的土壤产生的电阻，一般称流散电阻。 通常情况下，对于小型接地网来说，由于小型接地网的感性分量比电阻小得多，占接地阻抗总量比例很小，接地网表现出比较明显的阻性。所以在小型接地网测量中，一般是忽略了感性分量，而把接地阻抗近似取为接地电阻，。早期的导则DL/475-1992也未将接地阻抗中的感性分量加以考虑。然而，随着国家电网的发展和电网电压等级的不断提高，发电厂、变电站接地网的规模也在不断扩大。对于220kV电压等级以上的大型发电厂、变电站的大型接地网来说，接地感性分量较大，甚至可能与接地电阻处于同一个数量等级上，从而使得接地阻抗中的感性分量大到不可忽视。这时，必须将接地网的感性分量考虑进去，否则就无法真正反映出接地网的真实状况。 因此，在大型接地网的接地阻抗测量中，必须同时测量接地电阻（纯电阻分量）和接地电抗（主要是电感分量）两个值，即接地阻抗值。 二、影响接地网接地阻抗测量的因素及对策分析 2.1土壤电阻率的影响 接地阻抗值与土壤电阻率息息相关，而影响土壤电阻率主要为土壤的潮湿程度。当下雨后，土壤比较潮湿，土壤电阻率较低，接地阻抗值比平常较小，当在雨后测试时，会导致测得的接地阻抗值比平常偏小，无法准确评估接地网的安全状况。 对策：接地网的状况评估和验收测试应尽量在干燥季节和土壤未冻结时进行，不应在雷、雨、雪中或雨、雪后立即进行。另外还可以通过化学试剂处理土壤在接地网周围土壤中加入导电性好的化学物质，例如电石渣、石灰、食盐等物质，可以提高接地体周围土壤的导电性能，使接地电阻降低。 2.2试验线的影响 试验线材接地电阻的测试需要布置很长的电流线与电压线，相对的试验线材情况也能够影响到试验。另外，测量用线接口处的线鼻通常是与多股铜线焊接到一起的。线鼻在放线和接口插拔过程中会使得焊点磨损断裂，如果部分线束断裂，虽然测试结果能够显示，但是测试数据的误差较大。 对策：一般情况采用夹角法或者将电流线和电压线反方向进行布置，这样就可避免测试线之间互感的影响了。此外，在布线时，测试回路应尽量避开河流、湖泊，尽量远离地下金属管路和运行中的输电线路，避免与之长段并行，与之交叉时垂直跨越。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 2.3现场环境的影响 试验环境仪器使用时的环境温度，湿度，气压等因素也会影响测量结果。而试验地点附近如果有很强的电磁场更会影响到试验仪器的工作。工作人员在检测时对周围环境的详细调查是必要的，一定要具体问题具体分析。 对策：选用合适的阻抗测量方法，为了得到准确的数据，我们推荐使用异频小电流法，由于使用类工频的测试信号注入地网进行测试，可有效避免地中零序电流的干扰、高频干扰和带电运行线路的干扰，使测试结果更为精确，而且相比于传统的工频大电流法，异频法所需的测试设备的容量和体积大为减少。实验表明，工频干扰在50Hz最大，而随着频率偏离50Hz，工频干扰越小。所以，现场测试时一般推荐采用47Hz/53Hz，46Hz/54Hz，45Hz/55Hz等几组与接近于工频的异频电流信号。 2.4人的影响 有的测量人员业务素质不过硬，对试验布线不熟练，对规程的不熟悉造成测量数据不真实。还有一种情况是人为主观因素导致的误差。对于接地网导通的测量来说，一个普通的变电所，其接地点可能有几十上百个甚至更多，一线检测人员长时间重复着同样枯燥的劳动，得到多次重复的相同的或接近的数据，就会人为地减少检测点，这样就会留下安全隐患。 对策：强化测量人员的管理，定期对测量人员进行培训，持证上岗是每一个测量人员的必要的资质。 三、接地网接地阻抗的测实地测量应用 为了对接地阻抗的概念有个更全面、深入的了解，同时验证大型接地网接地阻抗感性分量在接地阻抗中所起的作用，特选某220kV变电站接地网，作为评估考量对象。此次测试采用某国产接地电阻测试仪和某新型接地网特性参数测量系统进行接地阻抗比对测试。 经过现场考察，待测220kV变电站接地网的对角线长度约为300m。变电站周围大部分为居民区和田地，变电站出门口有一条宽3米的柏油马路。由于变电站周围条件限制，故选择同向布置的电压-电流三极直线法测量接地阻抗。经过现场实地考察，并结合地网的面积，选择靠近柏油马路并在前往变电站方向右侧的一块农田边缘处作为电流极的打桩位置，电流极与信号注入点直线距离为1200米，电流极采用六根1.5米接地桩组成环网结构，分别打入地底1.2米。电流注入点分别选在场区内#1主变的接地引下线和某线路开关接地引下线。现场采用电位降法确定电压极位置，同时为避免测试引线间互感的影响，将电流线与电压线分开5米以上距离。 根据异频法测量原理，结合某接地电阻测试仪的测试结果，该变电站接地网的接地电阻为：0.48Ω。 综合上述分析，大型变电站接地网接地阻抗的感性分量不可忽略，必须加以考虑。否则，将会导致接地阻抗测量结果不准确，甚至可能出现虽然接地电阻测量结果符合标准规定的安全限值要求，但接地阻抗值却超出限值要求的情况，从而做出变电站接地网的运行状况良好的错误结论。因此，在大型变电站接地网的状态检测和综合评估中，使用“接地阻抗”这一指标来衡量比用“接地电阻”指标更为合理、准确。 四、结语 在对我们大型地网接地阻抗进行测量时，异频法是一项较为有效、便利的方式，能够有效的改善以往测量方式中所存在的局限性问题。对此，就需要我们能够在实际测量的过程中更好的联系实际，从而以更具针对性的方式做好测量工作、保证测量结果。 参考文献 [1]郭翔.接地网特性参数的异频法测量[J].云南电力，2010，38（4），83. [2]郭华俊等.大型接地网接地电阻测量及影响因素[J].高电压技术，2012， 28（12）. [3]张培刚，陈章伟，张国鸣.大型接地网接地电阻测量误差分析和对策[J].浙江电力，2010（02）.

论文作者:王中杰,邓曲波

论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期

论文发表时间:2017/5/16

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