摘 要：2016年3月18日，試驗(yàn)人員在進(jìn)行直線法測(cè)量丁家壩變電站地網(wǎng)接地電阻時(shí)，因操作人員與走線人員溝通失誤導(dǎo)致電壓線、電流線接反，但測(cè)試結(jié)果卻與正確接線結(jié)果相近。本文從接地電阻測(cè)量原理入手，結(jié)合目前使用的測(cè)試儀器參數(shù)，分析此結(jié)果的必然性，并延伸討論關(guān)于對(duì)稱地網(wǎng)結(jié)構(gòu)的理論測(cè)量方法。

關(guān)鍵詞：接地電阻測(cè)量；直線法

中圖分類號(hào)：TM835.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）33-0137-01

1 接地電阻測(cè)量原理

1.1 接地電阻定義

定性地說，電流通過接地極向周圍大地?zé)o窮遠(yuǎn)處流散時(shí)大地土壤所呈現(xiàn)出的總電阻，稱為接地電阻。

定量地說，假設(shè)在某個(gè)電極上流入接地電流I，而接地極的電位比周圍大地?zé)o窮遠(yuǎn)處高出U時(shí)，則接地極電位U對(duì)接地電流I的比值U/I稱為接地電阻。

1.2 三極法測(cè)量接地電阻的原理

測(cè)量時(shí)，將變電站接地網(wǎng)近似看做半徑為r0的半球接地極G，r0為變電站對(duì)角線長(zhǎng)度的一半。電流I從接地極G流入，從電流極C流出。其中以無窮遠(yuǎn)處為電位零點(diǎn)，設(shè)電壓極P到接地極G表面的距離為dGP，電流極C到接地極G表面的距離為dGC，電壓極P到電流極C的距離為dCP，可推導(dǎo)出當(dāng)滿足公式（1）時(shí)，儀器測(cè)量值即為變電站接地電阻理論值。

+ - =0（1）

當(dāng)用直線法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，G、P、C在一條線上，滿足公式：

dGC+dCP=dGC（2）

即dGP=0.618dGC或dGP=1.618dGC。所以在測(cè)量電阻率均勻的地網(wǎng)接地電阻時(shí)，電壓極位置可置于電流極與地網(wǎng)間距離的0.618倍處或1.618倍處。直線法一般選擇將電壓極置于電流極與地網(wǎng)間距離的0.618倍處。

2 直線法測(cè)接地電阻遇到的問題

2.1 電流極、電壓極接反的影響

在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量過程中，電壓極、電流極放線人員與變電站內(nèi)操作人員在溝通不充分時(shí)，容易導(dǎo)致變電站內(nèi)人員將儀器的電壓極、電流極接線接反。

由公式（2），當(dāng)電流極、電壓極接反時(shí)，理論上儀器測(cè)量值仍為接地電阻真實(shí)值。此時(shí)，相當(dāng)于將電壓極置于電流極與地網(wǎng)間距離的1.618倍處。

目前，使用的地網(wǎng)電阻測(cè)試儀為福建普華PH2802型，使用變頻法測(cè)量時(shí)，輸出電流為5A左右，若土壤電阻率較好，當(dāng)將電壓極當(dāng)電流極升流時(shí)仍可升到額定測(cè)量電流，此時(shí)儀器測(cè)出的數(shù)值將與實(shí)際值相近。其中的誤差原因可能為此時(shí)的電流極距變電站地網(wǎng)的距離未達(dá)到4D～5D（為2.472D～3.09D），未消除因?qū)嶋H接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)及土壤的不均勻性造成的地電位偏移的影響。綜上所述，當(dāng)變電站地網(wǎng)周圍土壤電阻率較好時(shí)，電壓極電流極接反測(cè)量值與真實(shí)值相近，若周圍土壤電阻率較高時(shí)，可能導(dǎo)致測(cè)量值誤差較大或電流無法升到額定值導(dǎo)致無法測(cè)量。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)一定要注意電壓極電流極的正確接線。

2.2 土壤結(jié)構(gòu)以變電站對(duì)稱分布的地網(wǎng)接地電阻測(cè)量

若變電站處于土壤電阻率為ρ1、ρ2的土壤交界處，接地網(wǎng)向土壤電阻率為ρ1、ρ2的土壤散流分別為I1、I2，據(jù)該接地極球心為r處電壓分別為V1、V2，變電站接地電阻理論值R0可看做R1、R2并聯(lián)。

R0= = = （3）

若將電流極也置于土壤環(huán)境對(duì)稱軸上時(shí)，得出儀器此時(shí)的測(cè)量值為：

R測(cè)量= = =R （4）

由上述公式可知，對(duì)于個(gè)別變電站一邊是湖泊，一邊是平坦土地，土地和湖泊對(duì)稱分布時(shí)，可將電流極沿著湖泊與土地交界處布線進(jìn)行測(cè)量，電壓極不受此限制。測(cè)量方法可用直線法、夾角法，如圖1所示。若將電流極置于交界處較遠(yuǎn)的地方進(jìn)行測(cè)量，由于電流極處于非均勻土壤下，產(chǎn)生的電壓不滿足接地電阻測(cè)量理論計(jì)算要求，若仍按直線法進(jìn)行測(cè)量，電壓極置于電流極到接地網(wǎng)距離的0.618倍處將不能測(cè)得最低電壓，測(cè)量的結(jié)果將不是真實(shí)值。

3 總 結(jié)

（1）三極法測(cè)量地網(wǎng)接地電阻的前提為地網(wǎng)四周土壤電阻率均勻，若地網(wǎng)四周土壤電阻率不均，環(huán)境復(fù)雜，只能通過電壓降法進(jìn)行測(cè)量，需耗費(fèi)大量時(shí)間和人力。

（2）用直線法進(jìn)行接地電阻測(cè)量時(shí)，若電壓極、電流極接線接反，在電壓極通流能力夠的情況下，理論上儀器測(cè)得數(shù)值與實(shí)際值相差無幾。若電壓極升流能力不夠，電壓極位置不夠長(zhǎng)，測(cè)得數(shù)值將有所偏差。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，可通過增加電壓極通流能力，將儀器電壓極、電流極接線交換測(cè)量，通過兩次測(cè)得數(shù)值比較來快速判斷電壓極位置是否在滿足公式（1）的特征點(diǎn)處。

（3）在地網(wǎng)所在位置周圍土壤環(huán)境為對(duì)稱分布時(shí)，仍可用三極法進(jìn)行接地電阻測(cè)量，但此時(shí)電流極需沿著土壤環(huán)境對(duì)稱軸上進(jìn)行布線。

（4）地網(wǎng)電阻測(cè)量受環(huán)境影響較大。建議測(cè)量前進(jìn)行周圍土壤的電阻率測(cè)量并記錄。直線法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，將電壓極、電流極位置標(biāo)注于手機(jī)地圖上，下次測(cè)量也在同一測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行，從而增強(qiáng)每次測(cè)量數(shù)據(jù)的參考性。

收稿日期：2018-10-10

作者簡(jiǎn)介：周 斌（1991-），男，助理工程師，本科，主要從事電氣試驗(yàn)工作。