劉國(guó)臻，龔家軍，郭金良，杜世曄

(十堰市氣象局，湖北十堰 442000)

光伏電站接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性不僅影響著整個(gè)站內(nèi)各種電氣設(shè)備的安全及正常運(yùn)行, 還關(guān)系著站內(nèi)工作人員的人身安全。臥龍光伏電站濱鄰漢江，地形空曠，現(xiàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜，給大地網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量帶來(lái)較大的難度。本文參考有關(guān)防雷檢測(cè)方法的文獻(xiàn)[1-2]，以工頻電源檢測(cè)法為基本方法[3],利用大地網(wǎng)測(cè)試儀對(duì)光伏電站大地網(wǎng)接地電阻檢測(cè)進(jìn)行分析。

1 地理環(huán)境勘測(cè)

臥龍光伏電站位于十堰市鄖陽(yáng)區(qū)柳陂鎮(zhèn)新鎮(zhèn)北部約1 km處，其西邊靠山，為山丘地帶，東邊與漢江相鄰，環(huán)庫(kù)公路沿電站東側(cè)南北縱向延伸，山水相連，地勢(shì)平坦，橫向區(qū)域受限，縱向區(qū)域開(kāi)闊。電站和周邊地理環(huán)境如圖1所示。

2 檢測(cè)方法

大地網(wǎng)測(cè)試儀測(cè)試線布線通常采用三極布線法，主要有兩種形式：一種是三極直線布線法(圖2) ，另一種是三極三角布線法。勘測(cè)臥龍光伏電站現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境發(fā)現(xiàn)，其受西邊山丘和東邊漢江影響，橫向區(qū)域受限，不能滿足三極三角布線法大地網(wǎng)檢測(cè)中電流極和電壓極的分布需要。環(huán)庫(kù)公路沿電站東側(cè)南北縱向延伸，縱向區(qū)域范圍大，地勢(shì)平坦，有利于三極直線布線法大地網(wǎng)檢測(cè)中電流極和電壓極的分布距離需要。因此檢測(cè)儀器采用三極直線布線法測(cè)量。

圖1 臥龍光伏電站分布示意圖

圖2 三極直線布線法測(cè)量示意圖

3 接地電阻測(cè)試

3.1 D值確定

分析光伏組件現(xiàn)場(chǎng)分布情況，臥龍光伏電站沿江光伏組件區(qū)域可分為沿江山坡區(qū)域和沿江平坦區(qū)域，兩區(qū)域中間間隔明顯，主要檢測(cè)沿江平坦區(qū)域的地網(wǎng)接地電阻。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算沿江平坦區(qū)域地網(wǎng)對(duì)角線長(zhǎng)度d約為200 m。D為電流極C點(diǎn)與被測(cè)接地裝置邊緣的距離，應(yīng)為被測(cè)接地裝置最大對(duì)角線長(zhǎng)度的4～5 倍,考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件，取最大對(duì)角線長(zhǎng)度的4倍，即D=4d=800 m。

3.2 接地電阻測(cè)試

(1)選定接地裝置測(cè)試點(diǎn)。選定沿江平坦區(qū)域地網(wǎng)南側(cè)邊緣中間位置(見(jiàn)圖1)。

(2)選定電流極C點(diǎn)和電壓極P點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況，電流極C點(diǎn)選在沿環(huán)庫(kù)公路南端，距測(cè)試點(diǎn)距離約800 m位置。電壓極P點(diǎn)置于零電位區(qū)，選在沿環(huán)庫(kù)公路南端，距測(cè)試點(diǎn)距離約500 m位置(見(jiàn)圖1)。

(3)打入地樁。在電流極C點(diǎn)和電壓極P點(diǎn)位置上，分別將作為電流極和電壓極的地樁打入地下，樁深依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土壤性質(zhì)和狀況確定，一般情況下不小于0.5 m，使地樁與土壤緊密接觸。為保證整個(gè)電流回路阻抗夠小和設(shè)備輸出電流足夠大，應(yīng)根據(jù)情況增加電流極C點(diǎn)的探針數(shù)量，以增大與土壤的接觸面積，有利于減小電流極的接地電阻[4]。

由于本次測(cè)量地土質(zhì)多為江邊砂質(zhì)土，土壤電阻率在1 000 Ω·m以上，為減小電流測(cè)試極電阻，首先用一根0.5 m 的不銹鋼金屬樁作為電流極打入緊密土壤中，使用KD2571B接地電阻測(cè)試儀對(duì)電流極進(jìn)行接地電阻測(cè)量,三次測(cè)量平均值為55.90 Ω。再在電流極C點(diǎn)周圍選取三點(diǎn)并組成等腰三角形，使電流極C點(diǎn)處在等腰三角形底邊的中心位置，將三根0.5 m 的不銹鋼金屬樁分別打入緊密土壤中，再用金屬導(dǎo)線將其連成一個(gè)閉合電流接地組合極,使用KD2571B接地電阻測(cè)試儀對(duì)電流極進(jìn)行接地電阻測(cè)量，三次測(cè)量平均值為20.80 Ω。由此可見(jiàn)，增大電流接地極與土壤的接觸面積可以極大地減小電流極的接地電阻。

(4)規(guī)范布線。從測(cè)試點(diǎn)向電流極C點(diǎn)和電壓極P點(diǎn)布置測(cè)試線，并與地樁和大地網(wǎng)測(cè)試儀可靠連接。注意兩條測(cè)試線間保持足夠的距離，以減少互感耦合對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。

(5)接地電阻測(cè)試。將大地網(wǎng)測(cè)試儀與測(cè)試線、電源線可靠連接，自檢正常后對(duì)測(cè)試點(diǎn)正式測(cè)量。共進(jìn)行了三次測(cè)量[5]，測(cè)量值分別為:0.66 Ω、0.61 Ω、0.63 Ω，平均值為0.63 Ω。

4 檢測(cè)要點(diǎn)分析

(1)因地制宜確定布線方法便于測(cè)試工作展開(kāi)。大地網(wǎng)檢測(cè)相對(duì)于普通小型地網(wǎng)檢測(cè)，其輔助極與測(cè)試點(diǎn)相對(duì)較遠(yuǎn)，選點(diǎn)難度大，測(cè)試線相對(duì)較長(zhǎng)，布線難度大，因此現(xiàn)場(chǎng)勘察顯得十分重要，因地制宜確定布線方法便于測(cè)試工作展開(kāi)。臥龍光伏電站沿江光伏組件區(qū)域東西向受地理環(huán)境因素影響，不利測(cè)試工作展開(kāi)，南北向開(kāi)闊平坦，有利于測(cè)試工作的展開(kāi)，因此利用南北向開(kāi)闊區(qū)域采用三極直線布線法進(jìn)行測(cè)試便捷直接。

(2)增大電流接地極與土壤的接觸面積十分必要。增大電流接地極與土壤的接觸面積可以極大地減小電流極的接地電阻。

(3)測(cè)試線接點(diǎn)牢固性很關(guān)鍵。大地網(wǎng)檢測(cè)測(cè)試線長(zhǎng)，接頭也較多，因此測(cè)試線接點(diǎn)牢固性很關(guān)鍵。臥龍光伏電站沿江光伏組件區(qū)域大地網(wǎng)測(cè)試中，電流極C點(diǎn)與測(cè)試點(diǎn)G點(diǎn)測(cè)試線長(zhǎng)度為800 m，中間接頭點(diǎn)有三處。電壓極P點(diǎn)與測(cè)試點(diǎn)G點(diǎn)測(cè)試線長(zhǎng)度為500 m，中間接頭點(diǎn)也有三處。因此測(cè)試線接點(diǎn)牢固性很關(guān)鍵，否則影響檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

(4)多點(diǎn)反復(fù)檢測(cè)有利于測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。大地網(wǎng)測(cè)試儀、輔助極及測(cè)試線按規(guī)程安裝完成并自檢正常后，應(yīng)對(duì)同一地網(wǎng)不同位置的測(cè)試點(diǎn)和同一測(cè)試點(diǎn)多次反復(fù)進(jìn)行測(cè)量，求其測(cè)量平均值，以利于測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。臥龍光伏電站沿江光伏組件區(qū)域大地網(wǎng)測(cè)試中，先后對(duì)兩個(gè)不同測(cè)試點(diǎn)分別進(jìn)行了三次測(cè)量，多點(diǎn)反復(fù)檢測(cè)才能反應(yīng)出接地電阻值的準(zhǔn)確性和接地系統(tǒng)的可靠性。