發(fā)電廠大地網(wǎng)檢測(cè)過程分析

張治華 山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司

電氣設(shè)備及防雷裝置的接地良好，是發(fā)電廠電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，是企業(yè)安全生產(chǎn)的保障。電廠架空線路和戶外電氣裝置遭受雷擊或220kV 系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)異常狀況造成故障電流不能及時(shí)導(dǎo)入大地，將可能會(huì)造成嚴(yán)重的設(shè)備故障和人身傷害。接地阻抗是表征接地裝置狀況的一個(gè)重要參數(shù)，但不是唯一的、絕對(duì)的參數(shù)，即接地阻抗高于1.0Ω 不能說一定不合格，低于1.0Ω 也不能說一定合格。

一、項(xiàng)目概況

該電廠位于國道旁，距離市區(qū)18 公里，地理位置優(yōu)越交通便利；廠區(qū)位于礦山回填區(qū)域，地質(zhì)條件較差，生產(chǎn)區(qū)域長(zhǎng)約400米，寬約300 米，接地網(wǎng)對(duì)角長(zhǎng)約500 米。主接地網(wǎng)其接地電阻值不大于1 歐姆，全廠接地以水平接地體為主，垂直接地為輔的接地方式。該廠于2009 年投運(yùn)，廠區(qū)內(nèi)進(jìn)行過多次基礎(chǔ)開挖，造成部分接地網(wǎng)的損傷及修復(fù)，急需進(jìn)行大地網(wǎng)的檢測(cè)工作。

二、檢測(cè)情況

（一）檢測(cè)內(nèi)容

該發(fā)電廠大地網(wǎng)檢測(cè)的主要檢測(cè)項(xiàng)目有土壤電阻率、接地阻抗、電氣完整性、跨步電壓、接觸電壓，共計(jì)5 項(xiàng)。

（二）檢測(cè)依據(jù)

檢測(cè)期間天氣為晴天，氣溫14 ℃左右，濕度23%左右。檢測(cè)依據(jù)主要有GB/T 17949.1-2000《接地系統(tǒng)的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測(cè)量導(dǎo)則》、DL/T 475-2017《接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則》、GB50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 50065-2011《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》等。

（三）接地網(wǎng)特性參數(shù)

現(xiàn)場(chǎng)勘查得知，生產(chǎn)區(qū)域地網(wǎng)尺寸長(zhǎng)約 400 米，寬約300 米，接地網(wǎng)對(duì)角長(zhǎng)約500 米，全廠接地以水平接地體為主，垂直接地為輔的接地方式。水平接地體材質(zhì)為100*10mm 鍍鋅扁鋼，垂直接地體材質(zhì)為φ80*2500mm 鍍鋅鋼管。

（四）試驗(yàn)儀器

儀器名稱：SKY-2011 大型地網(wǎng)接地阻抗測(cè)試儀。

三、檢測(cè)結(jié)果

（一）土壤電阻率測(cè)試結(jié)果

土壤電阻率測(cè)試數(shù)據(jù)如表1 所示，本次測(cè)試采用溫納四極法。測(cè)試平均土壤電阻率值為 49.99Ω·m。

（二）接地網(wǎng)接地阻抗測(cè)試結(jié)果

接地阻抗的測(cè)試采取電壓—電流表三極法，使用0.2A、0.5A、1A、2A、3A、5A小電流異頻法進(jìn)行試驗(yàn)。電流線和電位線同方向（同路徑）敷設(shè)，示意圖見圖1，電流、電壓極布置見圖2，電流注入點(diǎn)全廠共9 點(diǎn)（圖略），其中dCG=2km，dPG=1.236km=0.618dCG。電流測(cè)量線銅芯截面積2.5mm2，電壓測(cè)量線銅芯截面積2.5mm2，布線時(shí)電流線和電位線保持5 米距離，減小互感耦合對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。

如表2、圖3 所示。

測(cè)試點(diǎn)共有9 處，接地阻抗值分布在0.2-1Ω 之間。以上測(cè)試數(shù)據(jù)經(jīng)過校驗(yàn)，并考慮測(cè)試時(shí)的線路阻抗及測(cè)試體接觸點(diǎn)、測(cè)試樁位置土壤接觸系統(tǒng)，經(jīng)過測(cè)試比對(duì)得出的結(jié)果，接地阻抗 R=0.528Ω。

表1

圖1 電壓—電流表三極法示意圖

圖2 測(cè)試極布置圖

表2 接地阻抗測(cè)量值表

圖3

圖4

圖5

（三）場(chǎng)區(qū)跨步電壓（電勢(shì)）和接觸電壓（電勢(shì)）測(cè)試

使用 SKY-2011 大型地網(wǎng)接地阻抗測(cè)試儀對(duì)站內(nèi)的跨步電壓和接觸電壓進(jìn)行了測(cè)試，電流極離接地裝置的邊線仍維持測(cè)接地阻抗時(shí)的情況不變，P1、P2 采取模擬人腳的電極 PC、PD，O 為金屬圓盤，電極測(cè)試點(diǎn)中心距離為 1 米，具體測(cè)試接線方法見圖4、圖5，試驗(yàn)注入電流為5A，頻率 45Hz。所測(cè)跨步電壓最大測(cè)試值為16.63V，接觸電壓最大測(cè)試值為10.86V。

跨步電壓測(cè)試結(jié)果如圖4：

接觸電壓測(cè)試結(jié)果如圖5：

供電系統(tǒng)發(fā)生短路情況下，二次保護(hù)系統(tǒng)短路動(dòng)作時(shí)間一般不超過 0.5s，校核按0.5s 進(jìn)行計(jì)算。依據(jù) GB50065-2011《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》，接觸電壓、跨步電壓按下式校驗(yàn)：

其中Utouch為接觸電壓差，Ustep為跨步電壓差，t 為最長(zhǎng)后備接地保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，土壤電阻率按49.99Ω·m 計(jì)算，有Utouch≤258.13V，Ustep≤295.61V。對(duì)照本次測(cè)試的最大跨步電壓差和接觸電壓差，均滿足安全要求，因此得出本次測(cè)試結(jié)果：該廠接地裝置的工頻接觸電壓差和跨步電壓差滿足安全要求。

（四）電氣完整性（導(dǎo)通電阻）測(cè)試

對(duì)廠區(qū)內(nèi)的接地引下線和金屬構(gòu)架的電氣連接性進(jìn)行了測(cè)試，試驗(yàn)注入電流為5A。結(jié)果如下：引下線與接地網(wǎng)之間連接良好，所測(cè)值都很小，測(cè)試值最大為12.6mΩ，均小于規(guī)定要求的50mΩ，狀況良好。具體數(shù)據(jù)見表3：

位置 最小 一般 最大方陣（東） 3.3mΩ 4.8mΩ 8.9mΩ方陣（西） 3.8mΩ 4.6mΩ 6.7mΩ方陣（南） 4.2mΩ 6.3mΩ 9.8mΩ方陣（北） 4.6mΩ 7.4mΩ 12.6mΩ

四、結(jié)論及建議

1.該公司測(cè)試區(qū)域平均土壤電阻率值為49.99Ω·m，接地裝置總體狀況良好，接地裝置的電氣完整性、接地阻抗、跨步電壓、接觸電壓的測(cè)量結(jié)果符合L/T475-2017《接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則》相關(guān)要求，試驗(yàn)項(xiàng)目合格。

2.在大地網(wǎng)測(cè)試過程中，測(cè)量?jī)x器的回路阻抗、電抗分量、輸出電流等參數(shù)對(duì)測(cè)試結(jié)果都會(huì)造成一定影響，需要進(jìn)行多次測(cè)試排除干擾數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行綜合分析，得出正確的測(cè)試結(jié)論。