輸電線路桿塔接地電阻測(cè)量方法

摘 要：文章介紹了輸電線路桿塔工頻接地電阻的測(cè)量方法：三極法和鉗表法。分別介紹了這兩種方法的工作原理及測(cè)量方法，并將測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，比較發(fā)現(xiàn)，三極法測(cè)量繁瑣，工作量大，但測(cè)量準(zhǔn)確；鉗表法測(cè)量方法簡(jiǎn)單，儀器攜帶方便，但測(cè)量結(jié)果偏差較大。最后得出結(jié)論：將三極法和鉗表法配合使用的方法效率最高、測(cè)量結(jié)果最可靠。

關(guān)鍵詞：桿塔；接地電阻；測(cè)量方法；三極法；鉗表法

1 概述

接地電阻就是電流由接地裝置流入大地再經(jīng)大地向遠(yuǎn)處擴(kuò)散所遇到的電阻[1]。輸電線路桿塔接地電阻的大小，直接關(guān)系到線路的耐雷水平，影響輸電線路遭受雷擊時(shí)的安全運(yùn)行。線路的接地電阻越小，線路耐雷水平越高，線路雷擊跳閘率越小[2]。因此，輸電線路桿塔工頻接地電阻的測(cè)量非常重要，準(zhǔn)確地測(cè)量可以及時(shí)對(duì)接地電阻較高的輸電線路桿塔進(jìn)行改造，降低線路雷電事故，保證高壓輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行，防止輸電線路雷擊跳閘事故的發(fā)生，提高供電系統(tǒng)的可靠性[3]。

2 接地電阻測(cè)量方法

輸電線路桿塔接地電阻測(cè)量的方法主要有三種：伏安法、三極法和鉗表法。伏安法比較繁瑣、工作量大，且受外界干擾極大，已經(jīng)基本淘汰。目前，常用的方法主要是三極法和鉗表法，這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，采用三極法測(cè)量接地電阻準(zhǔn)確，而且測(cè)量方法簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，但測(cè)量時(shí)需要的人力物力較多，效率低；采用鉗表法測(cè)量接地電阻比三極法方便、快捷省力，只要用鉗表鉗住接地線引下線就能測(cè)出接地電阻，效率高，但有時(shí)會(huì)有比較大的測(cè)量誤差。所以工作人員必須十分熟悉這兩種測(cè)量方法的工作原理、測(cè)量方法及相關(guān)要求，結(jié)合被測(cè)桿塔的實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法。

2.1 三極法測(cè)量接地電阻

三極法是由接地裝置、電流極和電壓極組成三個(gè)電極測(cè)量接地電阻的方法[4]。在輸電線路桿塔附近分別布置電流極和電壓極，用電壓表測(cè)量接地裝置G與電壓極P之間的電位差Ug，電流表測(cè)量通過接地裝置流入地中的電流Ig，得到了Ug和Ig，就可以求出接地裝置的工頻接地電阻Rg，即Rg=Ug/Ig，如圖1所示。在使用三極法測(cè)量時(shí)要合理布置電流極和電壓極的位置，其布置方式主要有兩種：直線法和夾角法。

2.1.1 直線三極法

電壓極與電流極測(cè)量線在同一水平線上，如圖1。電流極C到被測(cè)桿塔距離DGC=4L，電壓極P到桿塔距離DGP=2.5L，當(dāng)DGC很難取到4L時(shí)，如果接地裝置周圍的土壤比較均勻，那么DGC可取3L，而DGP取1.85L（L為接地裝置的長(zhǎng)度）。

2.1.2 夾角三極法

電壓極與電流極設(shè)置一定的角度θ，且電壓極P與電流極C到桿塔基礎(chǔ)邊緣的直線距離相等，即DGP=DGC，如圖2所示。采用夾角三極法測(cè)量時(shí)，當(dāng)DGP=DGC越大，夾角θ越接近30°時(shí)，誤差越小，角度的的偏差直接影響測(cè)量結(jié)果的誤差。當(dāng)DGP=DGC=2L，夾角θ=30°時(shí)，誤差小于4%，這個(gè)誤差與直線三極法中DGP=2.5L，DGC=4L時(shí)的誤差比較接近（L為接地裝置的長(zhǎng)度）。

2.2 鉗表法測(cè)量接地電阻

鉗表法是使用鉗形接地電阻測(cè)試儀對(duì)有避雷線且多基桿塔避雷線直接接地的架空輸電線路桿塔接地裝置的接地電阻進(jìn)行測(cè)試的方法[4]。鉗表法測(cè)量原理是采用回路法，將被測(cè)桿塔（接地電阻為Rx）、相鄰桿塔（電阻Ro=R1//R2//…//Rn）、接地引下線（Re）、避雷線（Rl）構(gòu)成一個(gè)閉合回路，如圖3。測(cè)試回路電阻R=Rx+Ro+Re+Rl，其中Re、Rl阻值較小，可忽略；而Ro是其余桿塔接地電阻并聯(lián)值，由于桿塔基數(shù)較大，所以Ro也可忽略不計(jì)。這樣，被測(cè)桿塔的接地電阻近似等于測(cè)量回路的電阻，即Rx≈R。

使用鉗表法測(cè)量接地電阻時(shí)，必須要確保被測(cè)桿塔的接地引下線處于連接狀態(tài)，而所有相鄰桿塔的接地引下線都處于斷開狀態(tài)。測(cè)量時(shí)，需要將鉗表夾住被測(cè)桿塔的接地引下線進(jìn)行測(cè)量。鉗表提供兩個(gè)線圈：電壓線圈和電流線圈。電壓線圈的作用是提供激勵(lì)信號(hào)，在被測(cè)回路上感應(yīng)一個(gè)電勢(shì)E，閉合回路在電勢(shì)E的作用下產(chǎn)生電流I，用鉗表可以測(cè)出該電勢(shì)E和電流I，則環(huán)路電阻R就確定了，輸電線路接地電阻Rx≈R=E/I。

3 兩種測(cè)量方法比較

3.1 測(cè)量結(jié)果對(duì)比

由于三極法和鉗表法的測(cè)量原理不同，測(cè)量接地電阻的結(jié)果也會(huì)有所不同。三極法測(cè)量回路沒有多余電阻，所以測(cè)量結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確。鉗表法是測(cè)量整個(gè)回路電阻，包括被測(cè)桿塔電阻、架空線電阻及其余桿塔并聯(lián)接地電阻及接地引下線電阻。由于回路中涉及到的線路及桿塔較多，任何一處出現(xiàn)問題，都會(huì)影響到整個(gè)回路的接地電阻。

通過鉗表法與三極法對(duì)桿塔接地電阻測(cè)量對(duì)比，發(fā)現(xiàn)采用鉗表法測(cè)量的結(jié)果比三極法測(cè)量結(jié)果普遍偏大。一共測(cè)30基桿塔，其中，9基誤差小于1Ω，占30%；15基誤差在1Ω到10Ω之間，占50%；6基誤差大于10Ω，占20%，最大誤差95Ω。這樣的誤差在實(shí)際應(yīng)用中根本無(wú)法接受。另外，用鉗表法測(cè)量的誤差增量無(wú)規(guī)律可循，所以也很難修正。

3.2 測(cè)量方法對(duì)比

使用三極法測(cè)量時(shí)需要拆開所有的接地引下線，每次測(cè)量時(shí)都要將電流極和電壓極探針布置在離被測(cè)桿塔幾十米處，并且兩個(gè)電極探針需要埋到地面以下至少0.4m，測(cè)量結(jié)束后需要將探針拔出，這需要很多的人力、物力，如果測(cè)量山區(qū)或湖泊的桿塔接地電阻會(huì)更麻煩。而用鉗表法測(cè)量時(shí)不需布線，不需外加電源，只需保留被測(cè)桿塔接地線，斷開其他桿塔接地線，用鉗表夾住被測(cè)桿塔接地線就可直接測(cè)出接地電阻。該方法適用于能構(gòu)成回路的輸電線路桿塔的測(cè)量，而對(duì)于無(wú)避雷線或具有絕緣避雷線的線路并不適用。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)三極法和鉗表法的原理、測(cè)量方法、測(cè)量結(jié)果分析及現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)，三極法和鉗表法各有優(yōu)缺點(diǎn)。三極法測(cè)量工作量大，但測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，性能穩(wěn)定；鉗表法測(cè)量方法簡(jiǎn)單，工作效率高，但測(cè)量結(jié)果誤差偏大。因此，在實(shí)際應(yīng)用中采用將三極法和鉗表法配合使用的方法，來(lái)提高測(cè)量效率和測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。先用鉗表法測(cè)量，然后同以前測(cè)量數(shù)據(jù)比較，如果測(cè)量值接近或在一定的誤差范圍內(nèi)，則認(rèn)為測(cè)量值符合要求；如果測(cè)量值有很大偏差，則需用三極法重新測(cè)量。三極法與鉗表法結(jié)合使用可以提高桿塔接地電阻測(cè)量效率，保證輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高供電可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]姚奇藝.輸電桿塔接地電阻的測(cè)量[J].科技風(fēng)，2009（11）：226.

[2]杜洋.輸電線路桿塔接地阻抗測(cè)量方法探討[J].電測(cè)與儀表，2009（12）：84-87.

[3]楊萌.輸電線路桿塔接地電阻測(cè)量方法研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（9）：78.

[4]DL/T 887-2004.桿塔工頻接地電阻測(cè)量[S].