大地網(wǎng)檢測綜述

趙江

摘要：對于接地網(wǎng)的測試往往僅局限于測量接地電阻的大小。接地阻抗低并不意味著接地網(wǎng)安全，要進(jìn)行全面評估。對于大型地網(wǎng)，“接地電阻”呈現(xiàn)出較明顯的“復(fù)數(shù)阻抗”性質(zhì)，即包含電阻分量、電抗分量，所以應(yīng)當(dāng)采用“接地阻抗”的概念取代“接地電阻”。不能僅以接地電阻作為接地系統(tǒng)的安全判據(jù)已成行業(yè)共識。

Abstract： Testing of grounding grids is often limited to measuring the magnitude of grounding resistance. A low ground impedance does not mean that the grounding grid is safe and should be fully evaluated. For large ground networks， the "grounding resistance" exhibits a more obvious "complex impedance" property， which includes the resistance component and the reactive component， so the concept of "grounding impedance" should be used instead of "grounding resistance". It is an industry consensus that the grounding resistance cannot be used only as a safety criterion for grounding systems.

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)接地;測試;方法

Key words： system grounding;test;method

中圖分類號：[P258]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）28-0287-02

0? 引言

大型接地裝置的交接試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行各項(xiàng)特性參數(shù)的測試，正常情況下應(yīng)5-6年測試一次，遇有接地裝置改造或其它必要時，應(yīng)進(jìn)行針對性測試。對于土壤性較強(qiáng)的區(qū)域，應(yīng)縮短測試周期。輸電線路桿塔接地裝置的測試周期依據(jù)CL/T741-2010架空輸電線路運(yùn)行規(guī)程進(jìn)行。高壓直流電系統(tǒng)換流站接地裝置的測試周期參照500kV變電站，直接接地極的各項(xiàng)特性參數(shù)的測試除新建交接時進(jìn)行外，一般5-6年測試一次或有必要時進(jìn)行測試。

1? 接地裝置的分類與類型

1.1 接地裝置的分類

接地分為電力系統(tǒng)接地，保護(hù)接地，防雷接地，屏蔽接地，防靜電接地，等電拉接地，信號接地等。

1.2 大型裝置接地常見類型

變電廠，火電廠，水電廠，煉油廠，化工廠，風(fēng)電廠，鋼鐵廠，電氣化鐵路，港口等。

2? 接地網(wǎng)安全狀態(tài)測量評估內(nèi)容方法

2.1 內(nèi)容

①電氣完整性的測試;

②是變電站接地阻抗的測量;

③接觸電位差、接觸電壓和跨步電位差和跨步電壓的測量;

④地表電位梯度及分流系數(shù)的測量;

⑤接地網(wǎng)安全狀態(tài)的分析評估。

2.2 方法

①接地網(wǎng)安全狀態(tài)評估工作主要是結(jié)合現(xiàn)場測試和理論計(jì)算，準(zhǔn)確給出接地網(wǎng)入地故障電流、接地阻抗、接觸電位差、跨步電位差、地網(wǎng)電位分布、地網(wǎng)完整性等。

②地網(wǎng)金屬導(dǎo)體腐蝕情況目前通過開挖來進(jìn)行檢查（按用戶的需求選擇）。

③計(jì)算內(nèi)容多，測量計(jì)算工作量大。

3? 現(xiàn)場測試方法

3.1 典型配備

大功率信號源，耦合變壓器，選頻萬用表，外接電流鉗。

3.2 大功率信號源

主要技術(shù)參數(shù)：

大功率變頻信號源主要作用是為測試提供一個可變頻的電流信號，根據(jù)用戶要求的不同可選擇2kW-20kW或定制的功率大小。

電源電壓：AC 220V或380V。

功率：（5kW～20kW可選）。

波形畸變率：≤1%。

頻率調(diào)節(jié)范圍：45～65Hz。

步進(jìn)頻率：1Hz。

3.3 選頻萬用表

電壓量程：20mV/200mV/2V/20V/200V自動換擋。

電流量程：0.2A/2A/30A，自動換擋。

外接電流互感器可測量任意大小電流。

測量頻率范圍：40～70Hz。

步進(jìn)頻率：1Hz。

電壓分辨率：0.01mV。

電流分辨率：0.01A。

測量精度：1.0級。

3.4 接地阻抗的一般判斷方法

根據(jù)GB50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》要求接地阻抗?jié)M足：

Z≤2000/I或Z≤0.5Ω（當(dāng)I？芏4000A時），I—經(jīng)接地網(wǎng)流入地中的短路電流（當(dāng)d（1，1）時，是I1+I2+I0;當(dāng)d（1）時，則是零序電流I0）。d（1，1）—兩相接地短路，d（1）—單相接地短路，隨著電網(wǎng)容量的增大，單相接地短路電流達(dá)到幾千安甚至幾十千安。一般110kV以上電壓等級的變電站都要滿足接地阻抗Z≤0.5Ω，如不能滿足上述標(biāo)準(zhǔn)，必須進(jìn)行降阻改造。目前220kV地網(wǎng)Z約100mΩ左右，500kV地網(wǎng)Z約50mΩ左右。

3.5 電氣完整性測試

不同場所的接地裝置電氣完整性測試的范圍分別如下：

①變電站的接地裝置：各個電壓等級的場區(qū)之間;各高壓和低壓設(shè)備，包括構(gòu)架、分線箱、匯控箱、電源箱等之間;主控及內(nèi)部各接地干線，場區(qū)內(nèi)和附近的通訊及內(nèi)部各接地干線之間;獨(dú)立避雷針及微波塔與主地網(wǎng)之間;以及其它必要部分與主地網(wǎng)之間。

②電廠的接地裝置：除變電站內(nèi)容同上，還應(yīng)測試其它局部地網(wǎng)與主地網(wǎng)之間;廠房與主地網(wǎng)之間;各發(fā)電機(jī)單元與主地網(wǎng)之間;每個單元內(nèi)部各重要設(shè)備及部分，避雷針，油庫，水電廠的大壩，以及其它必要的部分與主地網(wǎng)之間。

③換流站和直流接地極、風(fēng)電升壓站、光伏電站、儲能電站、電鐵牽引站等，測試范圍參照變電站。

測試中應(yīng)注意減小接觸電阻的影響。當(dāng)發(fā)現(xiàn)測試值在50mΩ以上時，應(yīng)反復(fù)測試驗(yàn)證。

3.6 變頻電源和耦合變壓器保持恒定電流輸出，（例如：10A），需要注意的是當(dāng)儀器滿功率輸出的時候，成套儀器不要超過15分鐘。

4? 測試安排注意事項(xiàng)

統(tǒng)籌安排、分工合作：分三組以上的工作小組，每組設(shè)一負(fù)責(zé)人。第一組負(fù)責(zé)廠內(nèi)電源取得，場內(nèi)儀器的擺放，測試電流入地點(diǎn)的選擇，地表電位梯度的走向以及跨步電壓和接觸電壓的測試取點(diǎn)，同時測場內(nèi)的電氣完整性;第二組負(fù)責(zé)場外放置電流線及電流極，還有沿線關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的看護(hù)工作;第三組負(fù)責(zé)放電壓線及電壓極，電壓極的看護(hù)，還有關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的看護(hù)。

試驗(yàn)前請確保變頻信號源、耦合變壓器的接地端子可靠接地。耦合變壓器輸出側(cè)尾端（黑色）端子也接到當(dāng)前被測地網(wǎng)引下線。設(shè)備使用人員須具有電氣試驗(yàn)上崗證，并對該試驗(yàn)設(shè)備的測試原理及方法有充分的認(rèn)識。請按《電力安規(guī)》規(guī)定，在工作電源進(jìn)入設(shè)備前加裝兩個明顯斷開點(diǎn)，當(dāng)接線時應(yīng)將兩個斷開點(diǎn)明顯斷開。耦合變壓器最高可輸出約1000V交流電壓，所以通電之前請確保所有人員遠(yuǎn)離電流極及電流線，并在試驗(yàn)全程注意電流線沿線及電流極看護(hù)，勿讓人畜靠近！電流線、電壓線布線時注意金屬導(dǎo)體部分不要接觸地面。變頻信號源輸出應(yīng)該從零啟動，請確保在按下變頻信號源復(fù)位按鈕（輸出允許）之前，請將輸出調(diào)節(jié)旋鈕歸零，此時變頻信號源面板上的輸出電壓指示應(yīng)為0。供電電源上的漏電保護(hù)開關(guān)須拆掉，某些漏電保護(hù)開關(guān)過于靈敏，可能會引起漏電保護(hù)跳閘。

5? 結(jié)論

綜合上所述，接地電阻值較高，約為1Ω，是否改造，需要進(jìn)一步研究，從電氣導(dǎo)通上有少數(shù)一些設(shè)備應(yīng)處理，絕大部分狀況良好，大部分場區(qū)電位分布基本均勻，少數(shù)區(qū)域有問題，設(shè)備接觸電勢較低，另外主控中各低壓電子設(shè)備儀器所有應(yīng)接地的工作點(diǎn)是否真正接到工作地上，也應(yīng)由變電所有關(guān)專業(yè)人員徹底排查。

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