張文靈

（漳州新源電力發(fā)展集團(tuán)）

接地網(wǎng)測(cè)試過程中的問題及注意事項(xiàng)

張文靈

（漳州新源電力發(fā)展集團(tuán)）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國人民的生產(chǎn)生活越來越多的依賴于電力資源帶來的便利，由此也使得我國近年來加大了對(duì)城鄉(xiāng)電網(wǎng)的改革力度。而在進(jìn)行電網(wǎng)改革的過程中，變電站電力系統(tǒng)中接地網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)問題已成為保證變電站安全、可靠運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。本文就變電站接地網(wǎng)測(cè)試過程中容易對(duì)測(cè)量結(jié)果造成偏差的因素進(jìn)行了分析，并提出了解決方法和注意事項(xiàng)，希望能對(duì)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行提供一些參考。

變電站；接地網(wǎng)；測(cè)試技術(shù)；注意事項(xiàng)

在電力系統(tǒng)中，變電站接地網(wǎng)作為電力系統(tǒng)不可缺少的安全裝置，起著維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要作用，電氣設(shè)備和運(yùn)行人員安全都有賴于變電站接地網(wǎng)的有效保護(hù)。因此，在進(jìn)行變電站的管理時(shí)，接地網(wǎng)的交直流設(shè)置和防雷設(shè)置，以及對(duì)其安全運(yùn)行的管理，一直是相關(guān)單位非常重視的問題。

1 接地網(wǎng)測(cè)試技術(shù)概述

1.1 接地概述

在電力系統(tǒng)中，接地是一個(gè)十分常見的概念。它是將電力設(shè)備和用電裝置的外殼、支架及中性點(diǎn)，利用導(dǎo)體作為橋梁，與接地裝置做良好的電氣連接，形成對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的有效保護(hù)。在我國，為保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，要求變電站接地網(wǎng)具有較小的接地電阻，并需對(duì)接地網(wǎng)進(jìn)行定期測(cè)試，以確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。

1.2 變電站接地網(wǎng)存在的問題

一方面，近年來我國變電站接地網(wǎng)因年久腐蝕，開始暴露出焊點(diǎn)開焊、脫焊等問題，形成了對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的嚴(yán)重威脅；另一方面，在變電站的接地網(wǎng)的連接過程中，接地質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)也會(huì)造成接地網(wǎng)與設(shè)備引線之間的連接問題。即在進(jìn)行接地網(wǎng)的連接時(shí)，如果對(duì)設(shè)備導(dǎo)線接觸的問題處理不當(dāng)，如地網(wǎng)焊接不良、接頭不合格等，即使接地網(wǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了變電運(yùn)行的要求，依然會(huì)造成接地網(wǎng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)有效截面減小，進(jìn)而形成短路，從而引發(fā)接地故障。因此，加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)變電站接地網(wǎng)的測(cè)試，對(duì)于保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有非常重要的意義。

1.3 變電站接地網(wǎng)測(cè)試的內(nèi)容

（1）變電站接地網(wǎng)阻抗，接地電阻，接觸電勢(shì)，跨步電壓。

（2）獨(dú)立避雷針接地阻抗測(cè)試。

（3）地表電位梯度曲線測(cè)試。

（4）電氣設(shè)備接地引下線導(dǎo)通測(cè)試。

2 大型變電站接地網(wǎng)測(cè)試技術(shù)分析

2.1 接地網(wǎng)測(cè)試策劃工作中應(yīng)注意的問題

應(yīng)考慮的主要環(huán)節(jié)：

現(xiàn)場(chǎng)勘察。在進(jìn)行接地網(wǎng)測(cè)試的策劃工作時(shí)，必須對(duì)接地網(wǎng)的基本情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查了解，應(yīng)特別注意以下幾個(gè)方面：

接地網(wǎng)的大小和地面建筑物、最大對(duì)角線長度、相關(guān)設(shè)備的具體情況；

接地網(wǎng)周圍是否布置有地下金屬管線，周邊的池塘、河流、山地等地理環(huán)境是否影響測(cè)試的布線，以及土壤是否有電阻率不均勻現(xiàn)象；

接地網(wǎng)是否帶電，以及對(duì)故障電流的大小進(jìn)行了解；

制定測(cè)試方案?；趯?duì)接地網(wǎng)實(shí)際情況的了解，合理的制定測(cè)試方案，通過對(duì)測(cè)試相關(guān)儀器設(shè)備的準(zhǔn)備、測(cè)試的詳細(xì)分工、數(shù)據(jù)收集記錄、結(jié)果分析等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的確定，以保證測(cè)試結(jié)果的精確性。

2.2 儀器設(shè)備及其注意事項(xiàng)

2.2.1 接地電阻測(cè)試儀

根據(jù)變頻電流測(cè)試方法選擇符合測(cè)試要求的接地電阻測(cè)試儀。

2.2.2 GPS全球定位儀、激光測(cè)距儀、皮卷尺、角度計(jì)

以上設(shè)備主要用于對(duì)測(cè)量位置、角度的定位，并找到各測(cè)試電極的打入位置。尤其是高精度的GPS全球定位儀，能精確定位電壓極、電流極等位置，減小測(cè)量誤差。

2.2.3 多組測(cè)試線

（1）準(zhǔn)備足夠長的測(cè)試線。根據(jù)接地網(wǎng)的實(shí)際情況和變頻電流測(cè)試方法的要求，分別準(zhǔn)備長線、中線及短線，以方便現(xiàn)場(chǎng)使用。

（2）應(yīng)選用撓性引線。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，需對(duì)試驗(yàn)引線進(jìn)地多次卷繞，選擇撓性引線更符合現(xiàn)場(chǎng)要求。

（3）選取試驗(yàn)引線時(shí)，還應(yīng)將檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的氣溫納入考慮范圍。過低或過高的氣溫都會(huì)對(duì)引線表面的絕緣層產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響檢測(cè)結(jié)果。

（4）阻抗較低的實(shí)驗(yàn)引線在低阻抗接地網(wǎng)的測(cè)試中，能起到降低接地阻抗測(cè)量值誤差的作用。

2.2.4 測(cè)試電極

選擇測(cè)試電極時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇硬度較高的鋼制接地棒，同時(shí)由于螺紋桿會(huì)在進(jìn)入土壤時(shí)卷起泥土在其表面形成空氣層，使接觸電阻偏高，影響測(cè)試的結(jié)果，因此，應(yīng)選擇打入式的接地棒。

2.2.5 手錘

一般情況下，測(cè)試電極需到達(dá)土壤下2～3m的深度，采用2～4kg手錘即可，如遇到硬土或者凍土情況，則需使用機(jī)動(dòng)錘。

2.2.6 其他

如對(duì)講機(jī)、安全帽、電池、絕緣靴子和手套等。

2.3 大型接地網(wǎng)測(cè)試過程中應(yīng)注意的問題

變頻法的工作原理是通過改變測(cè)試電流的頻率而減少工頻干擾對(duì)測(cè)試的影響。由于測(cè)試電流的頻率與干擾頻率不同，濾波器就可以對(duì)干擾進(jìn)行濾除，從而提高測(cè)量精度。由此可見，變頻法測(cè)量技術(shù)的關(guān)鍵在于，注入地網(wǎng)的電流要異于工頻，但又不能與工頻差距太大。在一次對(duì)某地區(qū)101工程大地網(wǎng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，由于選用的頻率分別為94Hz、105Hz、111Hz、128Hz，最后測(cè)試計(jì)算得出的接地電阻高達(dá)0.722Ω，而大型接地網(wǎng)的電阻應(yīng)小于0.5Ω，這個(gè)結(jié)果顯然是偏大的，造成這個(gè)結(jié)果的主要原因主要就是測(cè)試選用的頻率較大，因此產(chǎn)生了電流的集膚效應(yīng)以及影響了接地阻抗中電感分量。

2.4 影響大型地網(wǎng)接地網(wǎng)測(cè)試結(jié)果的主要干擾因素

影響大型地網(wǎng)接地網(wǎng)測(cè)試結(jié)果的干擾因素較多，最主要的因素是工頻干擾。由于電力系統(tǒng)中三相負(fù)載不平衡或輸電線路三相空間幾何位置不完全對(duì)稱等原因，使得接地系統(tǒng)中存在不平衡電流，進(jìn)而在接地網(wǎng)中產(chǎn)生工頻電壓干擾或者電流干擾。同時(shí)，接地網(wǎng)附近的供電、供水、通信線路等也會(huì)影響測(cè)試的結(jié)果。這時(shí)可根據(jù)具體情況采用直線補(bǔ)償法和夾角補(bǔ)償法，消除這類干擾的影響。

另外，測(cè)試引線間的互感電勢(shì)干擾電壓，會(huì)疊加測(cè)量電壓上，產(chǎn)生測(cè)量誤差，且誤差可高達(dá)0.1Ω/100m。因此應(yīng)盡量避免長距離敷設(shè)電流引線而產(chǎn)生影響測(cè)試結(jié)果的互感電勢(shì)耦合現(xiàn)象出現(xiàn)。高、中壓變電站內(nèi)的開關(guān)分、合操作，也會(huì)產(chǎn)生對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響的包括高頻阻尼振蕩波、雷電干擾和無線電干擾在內(nèi)的高頻干擾。這一問題可通過在電壓表兩端并聯(lián)一個(gè)工頻容抗較電壓表輸入阻抗大100倍的電容器解決，也可通過選用具備濾波器功能的測(cè)試儀器實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻干擾的抑制。

2.5 大型接地網(wǎng)測(cè)試組織管理中應(yīng)注意的問題

（1）針對(duì)可能對(duì)相關(guān)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響的設(shè)施設(shè)備，應(yīng)盡量采取有效措施進(jìn)行斷開處理。

（2）在進(jìn)行測(cè)試相關(guān)的布線操作時(shí)，應(yīng)注意過往車輛和人員的安全。

（3）電流極阻抗與待測(cè)接地極電阻的比值應(yīng)控制在1000：1以內(nèi)。

（4）為保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)盡量在干燥季節(jié)和土壤未凍結(jié)時(shí)進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。

（5）在測(cè)試過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守測(cè)量場(chǎng)所的規(guī)章制度，避免事故發(fā)生。

3 有關(guān)接地網(wǎng)接地電阻的探討

在接地電路的阻抗的復(fù)數(shù)阻抗Zs中，接地電阻與接地電抗兩個(gè)分量可以對(duì)接地電路的載流能力造成影響。在進(jìn)行接地阻抗的測(cè)試時(shí)，應(yīng)將頻率盡量接近工頻，由于小型地網(wǎng)的接地電抗分量X明顯小于接地電阻R，呈現(xiàn)明顯的“阻性”，因此在對(duì)小型地網(wǎng)的測(cè)量中，包括對(duì)線路桿塔、獨(dú)立避雷針等的測(cè)量，可以直接忽略接地電抗分量X。而在220kV以上的大型地網(wǎng)的測(cè)試中，由于接地電抗分量X與接地電阻R幾乎在同一個(gè)數(shù)量級(jí)上，因此是不能被忽略的。在進(jìn)行大型地網(wǎng)的接地阻抗測(cè)量中，工頻接地阻抗Zs和與頻率無關(guān)的純接地電阻R都應(yīng)該納入測(cè)量范圍。

決定變電站接地網(wǎng)是否能長期、穩(wěn)定、安全運(yùn)行的重要依據(jù)是接地網(wǎng)的電阻大小與設(shè)計(jì)、規(guī)范要求是否相符。因此，在進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和規(guī)范。同時(shí)在進(jìn)行接地電阻測(cè)試時(shí)，常用的電流、電壓法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試條件的要求雖然不高，但是影響其測(cè)試精準(zhǔn)度的干擾因素卻多種多樣，因此在進(jìn)行測(cè)試之前，相關(guān)工作人員應(yīng)對(duì)測(cè)試環(huán)境進(jìn)行觀察、分析，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，選擇合適的檢測(cè)方法，以保證測(cè)試結(jié)果的真實(shí)可靠。

4 結(jié)語

隨著電力資源越來越多的運(yùn)用于人們的生產(chǎn)生活中，相關(guān)技術(shù)也將進(jìn)一步推動(dòng)變電站接地網(wǎng)測(cè)試的方法開發(fā)和水平提升，在未來，會(huì)有更多更好的測(cè)試技術(shù)涌現(xiàn)出來，加強(qiáng)對(duì)變電站接地網(wǎng)的測(cè)試，以保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量。

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1004-7344（2016）32-0087-02

2016-11-1