輸電線路桿塔接地電阻測(cè)量方法

范大鵬（國(guó)網(wǎng)黑河供電公司，黑龍江黑河164300）

輸電線路桿塔接地電阻測(cè)量方法

范大鵬
（國(guó)網(wǎng)黑河供電公司，黑龍江黑河164300）

根據(jù)輸電線路桿塔接地電阻設(shè)備與被測(cè)輸電線路有無直接電氣的連接，可將其劃分為接觸式測(cè)量方法和非接觸式測(cè)量方法，對(duì)其原理進(jìn)行了翔實(shí)介紹。結(jié)合接觸式測(cè)量方法和非接觸式測(cè)量方法的優(yōu)缺點(diǎn)，初期的測(cè)試可以采用接觸式測(cè)量方法進(jìn)行前期輸電線路桿塔的接地電阻的布置，使其滿足防雷等安全要求，后期對(duì)輸電線路桿塔進(jìn)行巡防時(shí)，可以采用非接觸式測(cè)量方法，能較快地發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)進(jìn)行防護(hù)。定期檢測(cè)輸電線路桿塔的接地電阻也是維護(hù)輸電線路安全運(yùn)行的重要保證。

輸電線路；桿塔；接地電阻；測(cè)量方法

1　接地電阻兩大類的測(cè)量方式

1.1接觸式測(cè)量方法

接觸式測(cè)量方法：測(cè)量接地電阻設(shè)備與被測(cè)輸電線路有直接電氣連接。接觸式測(cè)量方法的原理見圖1。

圖1　三電極法Fig.1 Three Electrode Method

圖2　三電極結(jié)合惠斯通電橋Fig.2 Three Electrode CombinedW ithWheatstone Bridge

由電磁場(chǎng)原理可知：Rg=U/I=ρ*（1/rg+1/d23 -1/d13-1/d12）/2π（1），圖中半徑rg半球體的接地電極體的電阻大小為：R=ρ/（2rg）（2），ρ表示桿塔接地處土壤的電阻率。通過比較公式（1）（2）可知，要使接地電阻的測(cè)量值Rg和接地體的實(shí)際電阻R相等，需要滿足以下等式：1/d12+1/d23-d13=0（3），通過公式（3）可以得到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行接觸式測(cè)量方法需要放置測(cè)量電極和接地體的相對(duì)位置，從而得到輸電線路桿塔的接地電阻。但是，由于實(shí)際輸電線路桿塔所采用的接地裝置并不是如圖1所示的形狀，還有其他不規(guī)則的形狀，如十字形等，因此要對(duì)該測(cè)量方法進(jìn)行改進(jìn)。接觸式測(cè)量的實(shí)際方法大致有以下三種：第一，惠斯通電橋。r為滑動(dòng)變阻器，經(jīng)由調(diào)節(jié)r使得G（電流檢流計(jì)），由電橋的原理得知，此時(shí)上下橋臂的電阻對(duì)稱，即：I1Rg=I2r，從而可以得到：Rg=I2r/I1，如圖2。實(shí)際使用時(shí)，調(diào)整I1/I2并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得電流檢流計(jì)中電流為零，此時(shí)讀取r值即可得到被測(cè)量的輸電線桿塔的接地電阻值。常用的國(guó)產(chǎn)ZC-12系列測(cè)量接地電阻的設(shè)備即利用此種方式。由于ZC系列用的是內(nèi)置手搖發(fā)電機(jī)，故ZC-12系列也被稱作接地?fù)u表。第二，比率計(jì)法。比率計(jì)法的接線圖如圖3。比率計(jì)的偏轉(zhuǎn)角和流過兩個(gè)線圈的電流成正比，通過指針偏轉(zhuǎn)角度和標(biāo)準(zhǔn)電阻數(shù)值的校準(zhǔn)直接讀出接地電阻值。第三，智能測(cè)試設(shè)備。智能型接地電阻測(cè)試儀理論是由歐姆定律得出，在接地電阻上加電壓，測(cè)出其電流值。由于電壓源和測(cè)試的電流表并非理想儀器，內(nèi)部電阻值的大小會(huì)影響測(cè)量的精確度，僅在當(dāng)電壓源和電流表內(nèi)阻相對(duì)于測(cè)量值均為無窮大時(shí)，可以近似認(rèn)為測(cè)量沒有誤差。該種測(cè)量方法原理簡(jiǎn)單，但對(duì)設(shè)備的元器件要求較高。

圖3　比率計(jì)法接線圖Fig.3 Diagram ofRatiometric Method

圖4　非接觸式測(cè)量方法測(cè)量原理Fig.4 Non-contactMeasurementPrincip le

1.2非接觸式測(cè)量方法

非接觸式測(cè)量方法：測(cè)量接地電阻設(shè)備和被測(cè)輸電線無直接電氣連接。即不需要和輸電線路桿塔有電氣連接即可實(shí)現(xiàn)接地電阻的測(cè)量，從而不用改變電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)接地電阻的測(cè)量。測(cè)量原理如圖4所示，電壓發(fā)生器產(chǎn)生的電壓U'，經(jīng)過次級(jí)是穿過鐵芯的一匝線圈的變壓器，此時(shí)次級(jí)的電壓為U，通過電流表測(cè)量此時(shí)流過的電流I，通過歐姆定律即可得到輸電線路桿塔的接地電阻。此類儀器采用高頻電壓進(jìn)行檢測(cè)從而避免了工頻電壓的干擾。使用時(shí)，僅需將儀器的鉗子夾住輸電線桿塔被測(cè)接地電阻的引線便可完成測(cè)量。整個(gè)接地系統(tǒng)由于天氣原因、土壤自身原因或者由于導(dǎo)電極的原因，等等，可能會(huì)使整個(gè)接地系統(tǒng)的回路電阻發(fā)生改變，此時(shí)測(cè)量接地系統(tǒng)本身接地電阻無法發(fā)現(xiàn)問題。非接觸式鉗表法測(cè)量的是整個(gè)接地系統(tǒng)的回路電阻，因此，可以測(cè)試出整個(gè)接地回路的接觸狀況，這是非接觸式鉗表法的優(yōu)點(diǎn)之一。從測(cè)試方法的方便角度對(duì)比，非接觸法的工作量小、速度快，但是由于非接觸式的設(shè)備受到整個(gè)接地回路的環(huán)路電阻、磁場(chǎng)的影響和漏磁現(xiàn)象，等等，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果比接觸式測(cè)量方法的測(cè)量值要大。

2　輸電線桿塔的接地

根據(jù)接地的目的將其劃分為：工作需要接地、防雷需要接地、保護(hù)性接地和防靜電需要接地，等等。輸電線桿塔的接地則屬于防雷接地，輸電線路桿塔的接地決定了桿塔能否給雷電提供回路進(jìn)入地下，從而避免雷電對(duì)輸電線路造成的傷害。輸電線桿塔的接地電阻是接地系統(tǒng)中重要的環(huán)節(jié)，接地作用在一定程度上可以通過接地電阻的大小來反映。減小輸電線路桿塔的接地電阻可以有效降低由于累計(jì)導(dǎo)致的輸電線路的跳閘次數(shù)，減少誤判。定期檢測(cè)輸電線路桿塔的接地電阻是維護(hù)輸電線路安全運(yùn)行的重要保證。

3　結(jié)語

結(jié)合接觸式測(cè)量方法和非接觸式測(cè)量方法的優(yōu)缺點(diǎn)，初期的測(cè)試可以采用接觸式測(cè)量方法進(jìn)行前期輸電線路桿塔接地電阻的布置，使其滿足防雷等安全要求，后期對(duì)輸電線路桿塔進(jìn)行巡防時(shí)，可以采用非接觸式測(cè)量方法，能較快地發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)進(jìn)行防護(hù)。

T ransm ission Line Tow er G rounding Resistance M easu rem ent M ethod

FANDa-peng
（SGCCHeihePower Supply Company，Heihe164300，China）

According to the transm ission line tower grounding resistance equipment with the measured transmission lines are there any direct electrical connection，it can be divided into contactmeasurement and non-contact measurement method，has carried on the detailed introduction of its theory.Combining with the advantages and disadvantages of conta ctmeasurementand non-contactmeasurementmethod，the initial test contact measurementmethod may be used for the early stage of the transmission line tower grounding resistance of the layoutof satisfy the lightning protection security requirements，such as late for transmission line tower guard，can be used in a non-contactmethod ofmeasurement，can quickly find problemsand in a timelymanner.Regular testing of transmission line tower grounding resistance is also important to ensure the safe operation of the transmission line maintenance.

Transmission line；Tower；Grounding resistance；Method ofmeasurement

TM 755

A

1674-8646（2015）05-0088-02