500kV变电站带断线检测功能的地网测试专用线轴的设计论文_姜淮,张双,田青松

(辽宁省电力有限公司检修分公司 辽宁沈阳 110003)

摘要：近些年来，国内多处变电站因雷击造成事故扩大，多数与接地网接地阻抗不合格有关。500kV地网试验电流线向变电站外放线至少3000米，至少30个线轴。在现场测试过程中经常发生线路不通（断线），查找故障点需要将每个线轴的线回收测试，逐个线轴排查；本发明针对以上技术问题，提供一种具有带断线检测功能的地网测试专用线轴，在地网测试专用线轴上设置断线检测端子，不需收线即可对线轴进行断线检测。

关键词：500kV变电站，接地阻抗，直线法，地网测试专用线轴

1 绪论

变电站的接地装置是保证电力系统安全可靠运行、保障运行人员安全的重要措。电力系统发生短路故障，接地网的接地阻抗过大时，中性点电压偏移随之增大，可使各个相线与中性点间的电压过高，超过绝缘水平而造成设备和人身安全，准确地评估接地装置的安全性具有重要意义[1-5]。 目前测量接地阻抗的方法主要有电流-电压表三极法及电位降法。

500kV地网试验电流线向变电站外放线至少3000米，至少30个线轴。其中电位分布试验需长时间对电流极施加电流较大，持续时间长，在现场测试过程中经常发生线路不通（断线），查找故障点需要将每个线轴的线回收测试，逐个线轴排查；有些地网测试专用线轴的长米线全部在专用线轴外，用户在使用完毕之后还要手动收线，费时费力。

2 接地阻抗的测试方法

测量接地阻抗的方法主要有电流-电压表三极法及电位降法，其中电流-电压表三极法中又分为直线法和夹角法。大型接地装置接地阻抗的测试中主要采用电流-电压表三极法中的夹角法及电位降法，如果条件所限无法呈夹角放置时，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。电位降法主要适用于区域水平段较分明的情况。

2.1电流-电压表三极法

G—被试接地装置；C—电流极；P—电位极；D—被试接地装置最大对角线长度；

—电流极与被试接地装置边缘的距离； —电位极与被试接地装置边缘的距离

图1 电流-电压表三极法接线示意图

2.2电位降法

G—被试接地装置；C—电流极；P—电位极；D—被试接地装置最大对角线长度；

—电流极与被试接地装置边缘的距离；x—电位极与被试接地装置边缘的距离；

d—测试距离间隔

图2 电位降法测试接地装置的接地阻抗

3 地网测试专用线轴

针对以上技术问题，发明一种具有的带断线检测功能的地网测试专用线轴，在地网测试专用线轴上设置断线检测端子，不需收线即可对线轴进行断线检测；对线缆芯线结构进行重新设计，提高电流传输效率；对线轴连接处进行特殊处理，保证连接点接触良好并有一定的抗外力破坏能力。

4 实际变电站测试介绍

为了测试本文所设计的带断线检测功能的地网测试专用线轴的实用性，我们对雁水500kV变电站接地网装置进行实测，以下介绍其接地阻抗测试及数据分析过程。

4.1接地阻抗测试

本文采用电流-电压表三极法中直线法。试验步骤如下：电流线dCG向变电站外放设约4000m，电压线dPG向变电站外放设约2500m，与电流线呈平行布置。电流注入点为交流场2262线路C相避雷器的接地引下线处，电流5A，60Hz。

(1)

式中：θ——电流线和电位线的夹角；——接地阻抗的测试值。

测得值Z通过公式校验，得接地阻抗值为0.278Ω，对于大型的接地装置，其阻值属正常范围，符合试验规程要求。

4.2场区地表电位梯度分布及跨步电势

从测量结果看到各场区的地表电位梯度分布很均匀，曲线边缘略有起伏是正常的，换算到故障电流下跨步电位差最大不超过20V，通常师15V以下，远小于规程的参考值，说明从场区地表电位梯度和跨步电位差的角度看接地装置状况良好。

4.3接触电势

对雁水变电站内有关刀闸设备的接触电势进行了测试，测试值绝大部分不超过4.5mV，最大为7mV，换算到实际最大故障电流下均不超过25V，说明从接触电势的角度看刀闸设备的接地装置状况良好。

4.4电阻率测试

对雁水变电站内接地阻抗进行测试，换算电阻率数值60Ω.cm，该土壤属于粘土。

4.5独立避雷针接地阻抗

对雁水变电站内1号避雷针进行了接地阻抗测试，测试接地阻抗电阻为0.290Ω，说明该避雷针接地良好，与主网接地阻抗相同，非独立避雷针。

5.结论

本文以 500kV 雁水变电站为研究对象，首先对变电站开展实际接地电阻的测试，然后全面分析变电站接地网接地电阻、地电位、跨步电势、接触电势等各项参数指标。主要结论如下：

1）针对以上技术问题，提供一种具有带断线检测功能的地网测试专用线轴，在地网测试专用线轴上设置断线检测端子，不需收线即可对线轴进行断线检测；

2) 对雁水500kV变电站接地网装置进行实测，测得接地阻抗值通过公式校验，对于大型的接地装置，其阻值属正常范围，符合试验规程要求。

论文作者:姜淮,张双,田青松

论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期

论文发表时间:2018/12/12

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