基于變電站地網(wǎng)接地電阻測試技術(shù)研究

勞曉明

摘 要：為了將變電站中地網(wǎng)接地電阻的測試結(jié)果降到最低，技術(shù)人員需要對(duì)其環(huán)境進(jìn)行檢測，明確干擾因素，并選擇最適合的測試技術(shù)，令接地電阻測試結(jié)果接近實(shí)際值。本文對(duì)變電站地網(wǎng)接地電阻測試技術(shù)進(jìn)行簡單介紹，闡述使用該技術(shù)可能出現(xiàn)的問題，重點(diǎn)對(duì)地網(wǎng)接地電阻測試技術(shù)進(jìn)行研究，通過幾種常見技術(shù)介紹和使用時(shí)的注意事項(xiàng)等，旨在為變電站技術(shù)人員工作提供參考。

關(guān)鍵詞：變電站;地網(wǎng)接地電阻;測試技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）08-0179-02

0 引言

地網(wǎng)接地是變電站運(yùn)行時(shí)常見的手段，指設(shè)備利用導(dǎo)線和接地裝置連接在在一起。一般情況下，接地設(shè)備運(yùn)行過程中有很高的危險(xiǎn)性。為了令變電站在工作時(shí)保持安全性，可以使用地網(wǎng)接地電阻檢測技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行檢測，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。本文對(duì)有關(guān)內(nèi)容展開了論述，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 變電站地網(wǎng)接地電阻測試技術(shù)介紹

經(jīng)過作者多年工作經(jīng)驗(yàn)得知，現(xiàn)在每一個(gè)變電站正式啟動(dòng)前，都需要有專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行全面、科學(xué)的測試，特別要注意地網(wǎng)接地設(shè)備的安全情況，保證其符合變電站運(yùn)行需求。還要在變電站投入運(yùn)行后，對(duì)周邊環(huán)境和接地電阻參數(shù)等進(jìn)行定期的測試和檢查，將電力系統(tǒng)發(fā)生安全事故的概率降到最低，保證人們用電安全。

變電站中的接地電阻測試技術(shù)的運(yùn)用，受多種因素影響，產(chǎn)生數(shù)值的準(zhǔn)確率很難保證，主要影響的因素為周圍電磁場、地表電位差較大、地面電阻率和土壤中金屬物質(zhì)含量等，如變電站附近環(huán)境復(fù)雜，有大型工廠等，這就造成檢測設(shè)備自身絕緣性逐漸降低，最終漏電，出現(xiàn)電位差，不能精準(zhǔn)測量;或者地面有有砂性土壤組成，因其電阻率大等影響，輔助設(shè)備使用的獲證中和土地接觸不良，測出的最終接地電阻過大，另外，輔助地極和接地裝置地網(wǎng)之間的電阻如果突然變化，會(huì)出現(xiàn)安全危險(xiǎn)。因此，精準(zhǔn)的測量接地電阻對(duì)變電站高效運(yùn)行有重要意義。只有正確的電阻測試技術(shù)，可以有效的保證變電站工作人員人身安全。

變電站工作時(shí)，因其工作性質(zhì)的特殊性，經(jīng)常出現(xiàn)失誤等，一般情況下，產(chǎn)生事故的原因是運(yùn)維工作不到位，如接地網(wǎng)接地的過程中，數(shù)據(jù)的設(shè)置不準(zhǔn)確，為變電站工作帶來隱患。基于此，工作人員要在數(shù)據(jù)設(shè)置后，還要對(duì)地網(wǎng)接地電阻使用測試技術(shù)?？芍冸娬驹诠ぷ鞒跗?，就要對(duì)地網(wǎng)接地的數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)的設(shè)置和調(diào)整，令其數(shù)據(jù)符合運(yùn)作要求，這樣才能保證電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行安全。

就目前我國電網(wǎng)發(fā)展情況上分析，電力企業(yè)面臨著電能需求量增加的壓力，為了讓人們安全用電，電力企業(yè)要提升電力輸送的質(zhì)量，使用各種技術(shù)和方法，提升變電站中供配系統(tǒng)的安全性和可靠性，地網(wǎng)接地電阻測試技術(shù)就是保證上述內(nèi)容的主要方法。地網(wǎng)是變電站建設(shè)過程中，最先進(jìn)行的工程，所以接地電阻的測試時(shí)最先開始的內(nèi)容，當(dāng)變電站建設(shè)完成后，還需要定期使用該技術(shù)測量接地電阻。主要原因是變電站的運(yùn)行情況影響著整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)作。所以要通過接地電阻測試的方法，明確變電站工作狀態(tài)，對(duì)不準(zhǔn)確的參數(shù)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，令其最終符合其運(yùn)行要求?，F(xiàn)在我國變電設(shè)備比較陳舊，所以每隔一段時(shí)間就需要測試，保證其正常運(yùn)行。

2 變電站地網(wǎng)接地電阻測試技術(shù)使用出現(xiàn)的問題

地網(wǎng)接地電阻測試使用過程中，會(huì)受各種因素影響，出現(xiàn)問題，主要有下面幾點(diǎn)：

第一，兩次測試電阻差距大。變電站地網(wǎng)接地電阻測試技術(shù)使用過程中，測試出地阻值指電壓極P極和接地網(wǎng)CE極之間的數(shù)值，而實(shí)際地阻值指接地極與地面之間的接觸數(shù)值，實(shí)際測量中，很難得到真正的電阻值，測試出的數(shù)值也只在一定范圍下得出。如輔助接地棒和接地網(wǎng)之間距離較大，測試出的電阻值逐漸和距離的關(guān)系減小，該結(jié)果因?yàn)镻極和CE極兩者的位置有直接關(guān)系。需要技術(shù)人員對(duì)變電站中的P極位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，當(dāng)測試出的數(shù)據(jù)相差不大時(shí)，就可將其作為最終結(jié)果。

第二，測試過程中電表指針不固定。使用地網(wǎng)接地電阻測試技術(shù)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)電表指指針不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，不能停留在一個(gè)固定的位置，無法測量出精準(zhǔn)數(shù)值，該問題產(chǎn)生的原因有：地網(wǎng)上有遺漏的電流;周邊環(huán)境不確定，有很多電磁，對(duì)儀表產(chǎn)生干擾;受天氣環(huán)境的影響，風(fēng)速過大，按照電力線切割地磁力線原則，電表數(shù)值出現(xiàn)晃動(dòng)。

第三，測量值不符合實(shí)際。測試的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)電阻值和實(shí)際情況不符，如顯示為零或者負(fù)值等，主要原因有：地網(wǎng)接地電阻測試過程中，和地下的金屬物品接觸，或者土壤過于干燥，影響最終測量數(shù)值，出現(xiàn)零或者接近零的情況;地網(wǎng)接地電阻測試過程中，電線過長，或者連接的導(dǎo)線出現(xiàn)問題。

3 變電站地網(wǎng)接地電阻測試技術(shù)研究

以往變電站地網(wǎng)接地電阻測試過程中擦汗恒很多問題，都可能出現(xiàn)最終數(shù)據(jù)結(jié)果不準(zhǔn)確，因此對(duì)其研究中，要考慮到變電站地網(wǎng)接地電阻測試技術(shù)的使用方法，避免不良因素的影響，將最終測試結(jié)果變?yōu)樽罴?，減少誤差，提升工作效率。

3.1 主要技術(shù)探究

3.1.1 三級(jí)布線技術(shù)

該技術(shù)的優(yōu)勢為：利用增加電流極探針數(shù)，加大和土壤的接觸面積，減少電流極接地的電子，增加回路電流和設(shè)備輸出電流。具體操作步驟如下：第一步，使用1米左右的金屬探針插入土壤中，當(dāng)做電流極，測量電阻值，一般情況下測量3-5次，取平均值。第二步，挑選三根長度相同的金屬探針，長度保證在1-1.2米左右，兩兩相連，組成一個(gè)完整的三角形電流極，連接導(dǎo)線插入地面，測量其電阻，同樣測量3-5次，最后取平均值。經(jīng)過上述兩步過程，增加電流極和地面接觸，測試出的電阻更加精確。

在變電站地網(wǎng)接地電阻測試的過程中，使用直線法或者夾角法，此兩種方法都有優(yōu)缺點(diǎn)。第一，直線法指，將電流極和裝置的距離，設(shè)置為接地裝置最大角線長度的無倍左右，電位區(qū)中的點(diǎn)位極為零。然后使用測試設(shè)備進(jìn)行檢測。夾角法指兩個(gè)金屬探針之間的角度設(shè)置為30°，電流極和電位極與被測接地裝置邊緣的距離，最大對(duì)角線長度為5：1，然后使用測試儀器進(jìn)行檢測。經(jīng)過測試試驗(yàn)得出，三級(jí)夾角技術(shù)測試的數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定和精確。

3.1.2 夾角補(bǔ)償技術(shù)

該方法在很多變電站地網(wǎng)接地電阻測試技術(shù)研究中都有所運(yùn)用，操作過程中，技術(shù)人員通過電壓極、接地網(wǎng)和電流極之間的夾角和布極等做基礎(chǔ)進(jìn)行測試工作，主要操作流程為：變電站周邊一定范圍內(nèi)，固定電流從接地極流入，從電流極流出，假設(shè)兩點(diǎn)G和P為接地極和電壓極，兩點(diǎn)在接地極的影響下，產(chǎn)生電位差，記做U1;兩點(diǎn)在電流影響下，產(chǎn)生電位差，記做U2。G和P兩點(diǎn)被測電壓值可計(jì)算出來，公式為：U=U1+U2，最終得出地網(wǎng)接地電阻為：R=。該技術(shù)使用過程中，需要注意：可能受地質(zhì)環(huán)境和布極位置的影響，測試結(jié)果可能和實(shí)際有所差距。所以測試前，技術(shù)人員對(duì)變電站周邊環(huán)境進(jìn)行提前的觀察和預(yù)測，將可能出現(xiàn)的干擾因素排除在外，減少測試誤差;實(shí)際進(jìn)行時(shí)，也需要控制誤差，技術(shù)人員有效布置電流極等，將其放在和地網(wǎng)中心相近的位置，最大范圍控制在30C以內(nèi)（C為地網(wǎng)接地對(duì)角線長度），借此，就能將最終測試誤差降低在10%之內(nèi)，符合測試要求。

使用夾角測試技術(shù)對(duì)變電站地網(wǎng)接地電阻的測試，有工程簡單、方便計(jì)算和數(shù)據(jù)獲取便捷的特點(diǎn)。但是該技術(shù)經(jīng)常受周邊環(huán)境影響，獲取的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性稍差，所以測試過程中，技術(shù)人員可結(jié)合其他技術(shù)，獲取更多的數(shù)據(jù)，經(jīng)過對(duì)多種數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，保證測量結(jié)果準(zhǔn)確性。

3.1.3 阻頻特性技術(shù)

該技術(shù)經(jīng)常使用在220kV以上的變電站中，對(duì)地網(wǎng)接地電阻的測試，效果明顯。阻頻特性技術(shù)操作流程為：使用電壓-電流表，先測量變電站電網(wǎng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的干擾電壓，結(jié)合公式，算出干擾頻率。經(jīng)過多次的試驗(yàn)和計(jì)算，一般情況下干擾頻率都在40-128Hz之間。結(jié)合干擾頻率，算出電阻阻抗。然后使用信號(hào)分析儀，對(duì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析，得出電阻頻率特征曲線。最后在曲線中插值計(jì)算出工頻地網(wǎng)接地阻抗和接地電阻。整個(gè)工作流程中，要嚴(yán)格按照電壓-電流方法，操作過程中，技術(shù)人員注意安全，佩戴安全防護(hù)設(shè)備，分別對(duì)輔助電壓極和電流極進(jìn)行放線，獲取相應(yīng)的數(shù)值。

阻頻特性技術(shù)的使用，可以將變電站運(yùn)行過程中，有效規(guī)避干擾頻率的影響，并對(duì)測試電流值要求不高，只要在1安以下就可以了，借此就能大大提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。測試中可以使用DSP數(shù)字設(shè)備，在測試過程中，對(duì)輔助地網(wǎng)接地電阻的準(zhǔn)確性不做過多要求，所以操作流程更加簡單。

3.2 使用接地電阻測試技術(shù)的注意事項(xiàng)

3.2.1 消除地線分流的因素

架空地線的測試技術(shù)使用過程中，一般情況下，都是使用三級(jí)法測量接地電阻，此時(shí)變電站接地電阻和架空線路的地線融為一體，這就出現(xiàn)實(shí)際測量過程中，有些部位測量不到電流。因?yàn)殡娏骺赡軓募芸站€路中直接流向其他方向，借此最終測量結(jié)果不再精確，比實(shí)際數(shù)值偏小。所以，變電站地網(wǎng)接地電阻測試技術(shù)使用時(shí)，盡量避免該現(xiàn)象發(fā)生，需要將不向地面流入的電流考慮進(jìn)去。

3.2.2 變電站故障時(shí)地網(wǎng)接地電阻的測試技術(shù)

變電站在長期的工作狀態(tài)下，偶爾會(huì)發(fā)生故障，主要是因?yàn)檫\(yùn)維工作不到位，設(shè)備中相導(dǎo)線產(chǎn)生故障電流，可將其作為地網(wǎng)環(huán)境中的電流引線。但是實(shí)際工作中，底線和相導(dǎo)線即使是處于平衡的狀態(tài)，其互相影響還是比較大。如果變電站出現(xiàn)故障，相導(dǎo)線中故障電流在和底線感應(yīng)的作用下，會(huì)被吸取少部分電流，借此，就出現(xiàn)變電站中地網(wǎng)接地電阻測試結(jié)果不精確。因此，實(shí)際測試時(shí)，要將底線吸取相導(dǎo)線電流的因素考慮進(jìn)去，盡量減少電流的流失，提升測試效果。

3.3 技術(shù)應(yīng)用效果綜述

我國變電站建設(shè)速度越來越快，很多建設(shè)地網(wǎng)、設(shè)置參數(shù)的過程中，可能出現(xiàn)不規(guī)范的情況，因此需要使用地網(wǎng)接地電阻測試技術(shù)，改善上述問題，提升電阻測試數(shù)值的準(zhǔn)確性，借此可以在變電站工作過程中，減少故障的產(chǎn)生，并加強(qiáng)其維護(hù)效率。測試技術(shù)使用過程中，使用三級(jí)布線技術(shù)和夾角補(bǔ)償技術(shù)等，減少流失電流帶來的影響，提升地網(wǎng)接地電阻測試結(jié)果精準(zhǔn)性。另外，要想優(yōu)化實(shí)際測試過程中數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，可以使用短距離放線的手段進(jìn)行，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，減少技術(shù)人員工作量。當(dāng)接地電阻測試結(jié)果出來后，需要進(jìn)行評(píng)估，此過程中，不但要考慮變電站中的電流分布情況，還需要重視架空地線電流不能去除的狀況，這樣才能保證最終測量數(shù)值的精準(zhǔn)性，符合變電站建設(shè)要求和標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

綜上所述，經(jīng)過長期試驗(yàn)，明確變電站地網(wǎng)接地電阻測試技術(shù)在變電站運(yùn)行過程中的重要性，通過阻頻特性技術(shù)和夾角補(bǔ)償技術(shù)等，將接地電阻測試誤差降到最低，進(jìn)而促進(jìn)我國電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。

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