基于水電站地網(wǎng)接地電阻測試技術的研究

王建濤

浙江華東工程咨詢有限公司 浙江 杭州 311100

接地電阻是一項重要的技術指標，它直接影響著接地系統(tǒng)的安全性和有效性。接地網(wǎng)絡的接地電阻大小是評估接地系統(tǒng)安全運行的關鍵。要確保電站運行安全可靠，應盡可能降低接地電阻。大規(guī)模接地網(wǎng)的接地電阻檢測，因受地域、地形和環(huán)境因素等因素的影響，難以精確地進行。在通常的情況下，接地電阻值較大是非常危險的。為確保電廠在正常工作中的安全，采用地網(wǎng)接地電阻法對其進行監(jiān)測，確保電網(wǎng)的正常工作。文章就相關的問題進行了探討，這是很有實際價值的。

1 水電站地網(wǎng)接地電阻測量技術背景

在實際操作中，我們注意到，幾乎每一座電站都需要經(jīng)過一系列的系統(tǒng)的科學的、系統(tǒng)的試驗，所以在進行試驗的時候，一定要對電廠的接地電阻進行充分的理解和掌握，以保證電廠的正常運轉(zhuǎn)。除此之外，電廠在投產(chǎn)后，還要注意對電廠內(nèi)部網(wǎng)絡的接地電阻進行檢查，以便對電廠網(wǎng)絡中的各項指標進行全面的了解，從而有效地控制和控制電廠網(wǎng)絡中的安全隱患，從而減少發(fā)生安全事件的概率，從而保證電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。因此，在采用現(xiàn)代的電阻檢測技術的基礎上，對電站地面網(wǎng)絡的接地電阻檢測技術進行了進一步的改進和完善。水電站在建成后，將會在很短的一段時期內(nèi)投入使用，所以確保它的安全性是當務之急，需要對其進行改進，加強管理，以確保電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。

另外，由于水電站一般都是在河谷或河流中修建，所以可以使用的接地網(wǎng)面積較大，而且由于土體的阻抗性較高，所以很難有效的減少其接地電阻。由于大部分的水力發(fā)電廠及山地變電站均處于雷擊發(fā)生的區(qū)域，因此，對電力系統(tǒng)及變電站的電力設施構成了極大的威脅，因此對其接地的需求也相應提高。尤其是在最近幾年，隨著計算機的廣泛使用和集成的自動控制，對地面的影響越來越大，而對接地的要求也就越高。而水力發(fā)電廠因其絕緣等級較差，對避雷器的防護也較嚴格。因此，如何有效的減少電廠的地線電阻是一個十分關鍵的問題。

比如，某水電工程主接地網(wǎng)的接地情況：某型電站的壩位區(qū)屬于一處地勢較低的河谷地帶，廠壩區(qū)的出露面多為玄武巖，而在右岸的底面則是以砂質(zhì)為主。河道底板厚度大，左岸淺表，右岸平緩的臺地厚度大。電廠所有工作接地，保護接地，防雷接地都與一個接地系統(tǒng)相連。水電站建設由重力壩、壩后式廠房、尾水渠、值班大樓等構成.水電站的接地工程應充分發(fā)揮壩前蓄水池和尾水道水下接地網(wǎng)，采用天然接地（門槽、土建鋼筋、壓力鋼管、尾水管和螺殼體），在壩體接地網(wǎng)、廠房接地網(wǎng)、導流明渠接地網(wǎng)及尾水渠接地網(wǎng)等人工接地系統(tǒng)。主要接地網(wǎng)為80x8mm2的平面鋼板，升壓站、 GIS開關站、屋面出水場均壓網(wǎng)片為40x4mm2的接地銅排板；庫區(qū)、導流明渠、壩段基礎，廠房基礎、廠右臺地、尾水渠等均已設計基礎接地網(wǎng)，并在上下游各引兩根接地扁鋼延長300 m。GIS室內(nèi)開關站除了在電廠安裝的銅排式壓力網(wǎng)架之外，還有一個獨立的明敷銅排線。

在接地網(wǎng)中，以降阻為主的是水底接地網(wǎng)，其結構包括：水庫地下接地網(wǎng)、廠房基礎接地網(wǎng)、水槽接地網(wǎng)等。在電廠開始運行之前，測量了接地網(wǎng)的接地電阻，測量結果為0.8490Ω。為保證電網(wǎng)的正常工作，就必須增加附加接地網(wǎng)，使其工作頻率的電阻降低到設計的0.350Ω或以下。這就是整個測試接地電阻與減小接地電阻的測試[1]。

2 水電站地網(wǎng)接地電阻測量技術與技術要點綜述

2.1 水電站接地網(wǎng)情況分析

從實踐經(jīng)驗可知，在水電工程項目投產(chǎn)前，必須進行系統(tǒng)化和科學化的網(wǎng)絡試驗，特別是要對地網(wǎng)的接地電阻進行準確的設計，以達到電廠的正常工作需求。另外，在電廠投產(chǎn)后，要對電廠內(nèi)部的地網(wǎng)電阻進行周期性的檢測，從而減少電網(wǎng)故障的可能性，確保電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)。這些工作都是通過比較成熟、嚴密的測試手段來實現(xiàn)的。電廠在長時間的使用中，電網(wǎng)的安全問題一直是電力系統(tǒng)的頭等大事，而持續(xù)的對其進行合理的測試和各種參數(shù)的精確控制，是保證電網(wǎng)安全運行的重要因素。

2.2 技術核心方法概述

一般情況下，地線電阻的測定是一項非常繁瑣的工作，因為其涉及的因素很多，因此，其大小、形狀、阻值等都與周圍的電磁場、土壤中的金屬物質(zhì)、地電阻性等因素的作用，同時還會受測試方式和電位的排列等因素的制約。因此，如何準確、簡便地測量水電站的接地網(wǎng)接地電阻，不僅有利于工程的順利進行，而且也將對正確評估水電站的安全性、保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、保證電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)和員工的生命健康起到了至關重要的作用。

2.3 淺析電廠周圍地面網(wǎng)絡的接地狀況

電廠電網(wǎng)的安全生產(chǎn)和管理工作，由于各種事故的發(fā)生，可以看出電廠電網(wǎng)的安全生產(chǎn)和管理工作中的一些環(huán)節(jié)出現(xiàn)了一些問題，這主要是由于電廠的地網(wǎng)接地過程中的各個參數(shù)設置存在一些問題，特別是地網(wǎng)接地電阻參數(shù)的設置，給以后的電廠的安全運營造成了隱患。要減少在電廠的使用中容易發(fā)生的故障，就必須采取科學的方法來對其進行科學的測試。

2.4 電站地面網(wǎng)絡的接地電阻試驗的基本要點與重要性

從我國電力網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，電力市場對電力的需求量越來越大，為了提高電力用戶在電力供應和輸電過程中的服務品質(zhì)，必須通過多種技術和技術來提高電力用戶的安全與可靠性，而電廠環(huán)境中地網(wǎng)接地電阻測試方法是為其安全運行保駕護航。特別是由于接地網(wǎng)是第一批在水電工程中建造的，所以對接地線的電阻等進行檢測是必須要做的。同時，在電廠投產(chǎn)后，還應對地網(wǎng)的地線進行周期性的檢測。這是因為電力設備的工作狀態(tài)對電力供應的整體性能有很大的關系，因此必須對電力設備進行及時的調(diào)節(jié)，以滿足電力生產(chǎn)的需要。目前國內(nèi)電力市場上使用的電力設備都比較老，必須定期檢測其絕緣電阻等，如果設備不符合要求，就要進行替換或維修[2]。

3 淺談水電廠地網(wǎng)接地電阻試驗技術應用中應注意的幾個問題

在實際應用中，由于受到多種原因的影響而產(chǎn)生的問題，其原因如下：一、二次試驗的電阻相差較大。在電站地網(wǎng)的接地電阻試驗中，對地阻值進行了實測，其中，地阻值是指在接地網(wǎng) CE電極與地線的接觸點間的距離，而在實測中，獲得真實的接地阻值是很困難的，只能在特定的距離內(nèi)進行。若電壓極與電流極之間距越大，則測量到的電阻值與距離的變化越小，這是由于 P電極與 C E電極的位置密切相關。在實際應用中，必須對電站 P極點的定位進行相應的調(diào)節(jié)，在測量值與實際測量值基本一致時，才能得出相應的結論。第二，在試驗期間，儀表的指示器沒有被調(diào)整。在采用地網(wǎng)接地電阻試驗技術時，常常會遇到指示器指示指示器的指針不停旋轉(zhuǎn)，不能保持在一個特定的地方，從而導致準確的數(shù)據(jù)誤差，這是由于地面網(wǎng)絡存在漏電現(xiàn)象，周圍的環(huán)境存在一定的不確定性，會對儀器造成一定的干擾；由于氣候因素，導致風速太大，根據(jù)電源線的磁場原理，電表會發(fā)生抖動。第三，其結果與現(xiàn)實不符。在檢測時，往往會有一些電阻值與真實的不一致，比如：在進行地網(wǎng)的接地電阻試驗時，與地面上的金屬物發(fā)生了摩擦，或是泥土太干，導致最后的測量結果為0Ω，甚至是接近0Ω[3]。

4 地網(wǎng)電阻法在水電站中的應用研究

4.1 水力發(fā)電廠地面網(wǎng)絡的地線電阻測試技術要點

對水電站地網(wǎng)的接地電阻進行檢測是一項非常繁瑣的工作，它的檢測會受到多種因素的干擾，包括地線的尺寸、地線的阻抗性、土壤中的金屬元素等，從而對電力系統(tǒng)的電阻進行檢測。因此，必須要加強對電站地面電阻檢測技術的研究，并把握好其檢測的關鍵，從某種意義上說，可以在某種意義上改善電阻的測量精度，從而促進電站的實際工作。該方法可以對電廠的安全進行精確評估，從而保證了電廠的相關電力網(wǎng)絡的安全與可靠性，同時也為相關工作人員的人身安全提供了有力的保證。

4.2 水電廠內(nèi)部地面網(wǎng)絡的接地狀況

從不同的角度對不同類型的安全事件進行了分析，發(fā)現(xiàn)有關部門對其網(wǎng)絡設備的保養(yǎng)不夠，造成的危害有很多，其中有電廠地網(wǎng)接地的各種參數(shù)設置不合理而引起的安全事故，特別是水電站地網(wǎng)接地電阻各項參數(shù)的測試，特別是水電站地網(wǎng)接地電阻各項參數(shù)的測試，這使得水電站在具體運行過程中的安全隱患有很大的提升。為此，應主動探討并尋求一種科學、合理的接地電阻的測量手段，從而降低其在運行過程中出現(xiàn)的問題。在電站的整體內(nèi)，尤其是在其開工初期，要注意對其進行的接地，并對其進行反復的安裝和處理，保證其與所制訂的規(guī)范相符合，從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

4.3 基于水電站的地網(wǎng)接地電阻的試驗研究

通過對我國電力系統(tǒng)的具體施工情況進行了深入的分析，發(fā)現(xiàn)在社會大背景下，人們和許多公司對電能的需求越來越大，所以，各發(fā)電公司都要加大對這些技術措施的研究和完善，從而提高發(fā)電公司的供電能力，從而提高供電部門的供電能力，提高供電部門的供電能力，就需要加大對電廠地面網(wǎng)絡的檢測技術的開發(fā)和完善，從而從源頭上保證電網(wǎng)的安全。我們都很清楚，在電站的施工中，接地網(wǎng)是目前為止最先進的一種，因此，必須要對地網(wǎng)進行測試。而且，在電廠建成之后，在投入運行的時候，一定要注意到地網(wǎng)的接地電阻，并進行相應的檢測。此外，水電廠的電源設備的工作是否正常，會直接關系到電廠的電源設備的正常工作，所以，要對電廠的相關設備進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)，使之符合相關的規(guī)范。由于目前國內(nèi)電網(wǎng)的現(xiàn)狀，使用的設備都是相對落后的，因此需要加強對各種絕緣設備的檢測，如果出現(xiàn)故障，需要進行維修和替換。

4.4 水電站地網(wǎng)接地電阻測試技術及在電廠的使用

根據(jù)對現(xiàn)有的地網(wǎng)接地的相關參數(shù)和實測數(shù)據(jù)進行了詳細的研究，發(fā)現(xiàn)在采用這種方法時，由于考慮了多種因素的干擾，導致了測量的精度降低，因此，在進行地網(wǎng)接地電阻試驗時，首先要將其運用到實際工作中去。根據(jù)以前的試驗成果，可以得出結論：如果能夠有效的防范和規(guī)避測量的影響因子，可以提高對地網(wǎng)的檢測精度，從而大大增加了測量的精度，大大減少了測量的勞動強度[4]。

5 基于水電站地網(wǎng)接地電阻測試技術在應用中需注意的問題

5.1 對地線分流的排除

水電站的地面電阻與地面導線是相連的，很有可能在對地線和接地網(wǎng)進行檢測時，無法確保所有的電流都被檢測出來，這是因為地線與接地網(wǎng)是一個整體，從而導致了電力通過電纜流向其它地方，從而導致了基于地網(wǎng)的接地電阻的測試，與基于地線的接地電阻的檢測的不準確，從而對電力系統(tǒng)的接地電阻的測量精度產(chǎn)生影響。因此，在排除了地線的分支因子后，要充分重視對電阻測量值的干擾，并從旁路的角度出發(fā)，將各接地電阻的試驗數(shù)據(jù)進行比較，從而提高了對地網(wǎng)的接地電阻試驗的精度[5]。

5.2 電站電網(wǎng)失效狀態(tài)下的帝王接地電阻試驗研究

由于電站建成后長期處于使用狀態(tài)，在日常的維修和管理中經(jīng)常會遇到一些問題，通常都是供電線路的相線為引起故障的供電通路，因此在進行地網(wǎng)的接地電阻試驗時，應該將相導線當作是一根電流引線。此外，相導線與接地線在幾何上存在著一種相互平行的聯(lián)系，地線與相導線間存在著極為顯著的電感。因此，當一個水電站發(fā)生了事故時，由于線路可以提供短路的原因，那么在它們的感應作用下，很小的一部分會被分配到地線上，從而導致了對地線的測量精度的下降，從而導致測量的精度提升。為了提高對電站地面電阻的檢測精度，應充分考慮電網(wǎng)的短路電流，并將其引入到電阻測量中。

6 基于試驗技術在水電站地網(wǎng)接地的應用實踐

鑒于目前的狀況，隨著人民群眾的生產(chǎn)和生產(chǎn)對電能的需求不斷增加，因而，水電廠的施工速度也是與日俱增，在實際運行中，很有可能會有一些不滿足標準的情況發(fā)生，而且，對水電站地網(wǎng)接地相關參數(shù)進行測試過程中也會有操作不規(guī)范這種現(xiàn)象產(chǎn)生，通過對基于水電站地網(wǎng)接地電阻測試技術的研究和應用使得這種不利的現(xiàn)象得以大大的改進，進而促使地網(wǎng)接地電阻測量結果的精確度也大大提高，從而有利于水電站的正常運行。在進行地網(wǎng)接地電阻檢測時，采用與地面網(wǎng)絡的拓撲結構對應的非破壞性電流檢測技術，極大地減少了電廠地網(wǎng)中的漏電，從而大大提高了對地網(wǎng)接地電阻試驗的精度。此外，為了提高電力系統(tǒng)地網(wǎng)的接地電阻試驗的質(zhì)量，還可以采用其他的方法，例如采用短時間的放線和設置電壓電極，這樣既可以提高測量的精度，又可以減少測量的工作量。在評測時，要充分考慮到電流的真實分布、流路、接地的情況，從而提高電阻的準確度[6]。

7 結語

電廠地面網(wǎng)絡的接地電阻水平能否達到要求，將會對電廠的運行產(chǎn)生重大的影響，因此，在選擇合適的接地電阻的方法時，要綜合考慮所處地理環(huán)境、地形地貌和土壤電阻率的高低、運行經(jīng)驗和氣候條件等因素綜合分析，采用技術和經(jīng)濟性的方法，結合工程實際，制定出合適的減阻方案或綜合減阻方案，達到設計和技術標準的目的，確保了裝置的安全、穩(wěn)定、有效，有效地克服了大型水電工程接地網(wǎng)接地電阻不符合標準的問題。