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大型接地网现场接地电阻测试问题及解决

时间:2017-02-07 10:14:50 来源:

1 引言
发、变电站接地网是维护电网安全稳定运行、确保运行人员生命和电气设备安全的重要设施,接地电阻值是衡量发、变电站接地系统安全性的重要技术指标,因此zhun确地测量发、变电站接地系统的接地电阻是十分重要的。但现场存在土壤电阻率的各向异性及复杂地形、现场测试工频干扰的影响、以及其它等因素,造成现场很难jing确地测量出真实接地电阻值.。
2 现场测试中存在的主要问题
2.1 不易zhun确判定零电位区地网建立后,由于系统负荷的不平衡,产生单相短路,有可能引起三相电源不平衡,在地网中形成地网电位,且电位分布极不均匀;电源零线接地
点及短路点的电位zui高,与无穷远处逐渐下降为零,产生高电位差,从而在地下产生频率、相位、峰值都在变化的零序电流,干扰测量结果的zhun确度。因此,零电位区判定的zhun确与否,直接关系着地网电位抬高的大小,进而影响着接地网电阻测量值的zhun确性。
在现场测量时发现,同一接地网向不同的方向放测量线,其测试结果有差别,特别是在山区地形这种现象很突出。主要原因是由于不同的测量方向土壤电阻率的均匀度不同,特别是山区不同断层土壤电阻率。土壤电阻率不均匀影响了“零电位区”位置确定。因此,在现场测试时根据地形找准“零电位区”位置是测准接地电阻的关键技术。
2.2 接地网中工频干扰的影响
电网中由于三相负载不平衡以及输电线路三相空间几何位置不wan全对称,在中性点直接接地系统
中,存在不平衡电流流入接地网中,便出现了接地网电阻测量中工频电流干扰。工频干扰是影响测量结果zhun确的主要因素。通过大量测试发现,运行中的发、变电站流过大地网的系统不平衡电流在地网中产生的干扰电压一般可达到lOV左右。特别是在测试高土壤电阻率地区接地电阻时,测量设备即使满容量输出,测量到电压的数量级也只能达到lOV左右。因此,无法jing确测量到真实的接地电阻值。
2.3 互感电流回路对电压回路互感影响
现场测量地网接地电阻试验时,如果采用直线法来测量地网接地电阻,电流和电压线引线比较长。
试验电压是工频交流电压,其电流线和电压线的互感影响就造成了较大的测量误差。互感越大,偏离真实值越大,特别是采用架空线路的两相作试验引线时更为突出。
3 现场测试解决方法
3.1 零电位区的确定
在采用三极法测接地网的工频接地电阻时,其电极布置和电位分布如图1。

使用电流、电压法测接地网的工频接地电阻时,现场测量中无论是0.618直线补偿法,或是30。夹角补偿法,都是将电压极位置设在正确的零电位区。同时要求电流极引线的长度为地网对角线长度的2~5倍,而电压极引线的长度为电流极长度的0.618倍,其目的是更为zhun确地确定“零电位区”。在均匀土壤中,电流引线的长度达到地网对角线的3倍,就可以把误差控制在5%以内。在现场测试中,条件比较复杂,所以在测试接地装置的电阻时,其放线方向应尽可能的向土壤比较均匀的方向放测量线,而不要向土壤不均匀或地质有突变的方向测量。对于“零电位点”不易定量测得时,建议使用GPS定位仪来定位。
3.2 地网中工频干扰的消除
工频干扰是影响测量结果是否zhun确的主要因素。为了减少零序电流对测量的影响, 目前在现场测试地网的接地电阻广泛运用工频注入电流、电压法,即测量注入地网的电流和地网电压来计算接地电阻。同时,现场采用加大注入电流、减小干扰信号来提高测量电路信噪比,从而排除工频干扰电压的影响。另外,还可以采用倒相法通过计算修正来减少零序电流在测量端造成的干扰。此方法前提是:试验、干扰信号均为理想的工频正弦波,倒相前后干扰信号不变。但实际干扰含有工频、谐波和高次杂波,且其工频成分也是变化的。因此,虽可以减少工频干扰的影响,但不可能wan全消除,并且测量设备笨重,费时费力。为了有效消除现场工频干扰的影响,近几年还出现了一些新的测量技术,如频率固定的异频法和频率可变的变频法。异频法的电源频率采用以5O Hz为中心上下两个固定的频率(例如47 Hz和53 Hz),接地网接地阻抗测量值为这两个频率下的测量结果的平均值:变频法测量大型接地装置接地阻抗,通过被测接地装置的试验电流可达3---20 A,在45~55Hz频率范围内每隔1 Hz测量其接地阻抗值,通过曲线拟合或线性逼近法得到接地装置在工频50 Hz下的接地阻抗值。变频法可有效消除现场工频干扰的影响。
3.3 引线互感影响消除方法
《接地装置工频特性参数的测量导则》推荐采用四极补偿法代替三极法消除互感的影响。采用四
极补偿法,理论上虽能xiao除电流线和电压线之间互感的影响,但实际测量时仍存在补偿极的位置问题。补偿电极位置的改变,试验结果也会随之改变,并不能zhun确消除测量引线互感的影响。
因此,zui有效的消除引线互感影响的方法是把电流线和电压线之间的相对距离加大,比如相距5m
以上就能有效消除之间的互感影响。在利用架空线作试验线路时,可用架空线路的一相作为电流线(因为电流线因电流大有截面要求),而在地面另放一根导线作为电压测量线,这样可以有效的消除引线互感的影响。
4 结论
(1)现场测量地网接地电阻时,为了jing确确定“零电位区”,zui好使用GPS定位仪进行现场布线,
这样可以使测量精度大大提高。
(2)为了有效消除工频杂散电流对测试的影响,建议采用异频、变频法来测量大型接地网的接地电阻。
(3)采用3O。夹角补偿法时,应从布线开始就分开较大的距离:利用架空线路作为试验线路时,尽量只用架空线路的一相作为电流线,而在地面另放一根导线作为电压测量线,这样可以有效的消除引线互感的影响。