關(guān)于接地電阻現(xiàn)行測量方法的探討

摘 要：2016年3月18日，試驗人員在進行直線法測量丁家壩變電站地網(wǎng)接地電阻時，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，但測試結(jié)果卻與正確接線結(jié)果相近。本文從接地電阻測量原理入手，結(jié)合目前使用的測試儀器參數(shù)，分析此結(jié)果的必然性，并延伸討論關(guān)于對稱地網(wǎng)結(jié)構(gòu)的理論測量方法。

關(guān)鍵詞：接地電阻測量；直線法

中圖分類號：TM835.4 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）33-0137-01

1 接地電阻測量原理

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窮遠處流散時大地土壤所呈現(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窮遠處高出U時，則接地極電位U對接地電流I的比值U/I稱為接地電阻。

1.2 三極法測量接地電阻的原理

測量時，將變電站接地網(wǎng)近似看做半徑為r0的半球接地極G，r0為變電站對角線長度的一半。電流I從接地極G流入，從電流極C流出。其中以無窮遠處為電位零點，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，儀器測量值即為變電站接地電阻理論值。

+ - =0（1）

當(dāng)用直線法進行測量時，G、P、C在一條線上，滿足公式：

dGC+dCP=dGC（2）

即dGP=0.618dGC或dGP=1.618dGC。所以在測量電阻率均勻的地網(wǎng)接地電阻時，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)場測量過程中，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，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，理論上儀器測量值仍為接地電阻真實值。此時，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)電阻測試儀為福建普華PH2802型，使用變頻法測量時，輸出電流為5A左右，若土壤電阻率較好，當(dāng)將電壓極當(dāng)電流極升流時仍可升到額定測量電流，此時儀器測出的數(shù)值將與實際值相近。其中的誤差原因可能為此時的電流極距變電站地網(wǎng)的距離未達到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，電壓極電流極接反測量值與真實值相近，若周圍土壤電阻率較高時，可能導(dǎo)致測量值誤差較大或電流無法升到額定值導(dǎo)致無法測量。在進行測量時一定要注意電壓極電流極的正確接線。

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

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)境對稱軸上時，得出儀器此時的測量值為：

R測量= = =R （4）

由上述公式可知，對于個別變電站一邊是湖泊，一邊是平坦土地，土地和湖泊對稱分布時，可將電流極沿著湖泊與土地交界處布線進行測量，電壓極不受此限制。測量方法可用直線法、夾角法，如圖1所示。若將電流極置于交界處較遠的地方進行測量，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量理論計算要求，若仍按直線法進行測量，電壓極置于電流極到接地網(wǎng)距離的0.618倍處將不能測得最低電壓，測量的結(jié)果將不是真實值。

3 總 結(jié)

（1）三極法測量地網(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行測量，需耗費大量時間和人力。

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

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

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

收稿日期：2018-10-10

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