電氣工程大型接地網測試方法探討

向金水

摘 要：大型變電站接地網是整套電力系統中的關鍵部分，而對接地網進行定期的測試，則是變電站維持平穩、安全運行的重要措施。基于上述背景，該文采用綜述歸納的方式，對國內外常用的大型變電站接地網測試方法進行了總結，詳細分析了各種接地網測試方法的技術特點、操作流程等內容，以期為同類課題的研究提供一些借鑒。

關鍵詞：大型變電站 接地網 測試方法

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0087-01

1 變電站接地網測試概述

變電站接地網測試，是變電站系統維護中的常規工作，其實質便是對變電站接地網的接地電阻進行測量。整體上看，大型變電站接地網的測試，所涵蓋的技術要求、技術方法十分繁多，每一種方法又各有特點，為使研究的重點突出，該文僅對幾種常見的變電站接地網測試方法進行歸納分析。

2 大型變電站接地網測試技術分析

2.1 夾角補償測試技術

夾角補償測試法是大型變電站接地網測試中的常用技術。在具體的測試中，技術人員利用布極位置的偏移、電壓極與電流極與接地網之間的夾角作為測量參照指標，對變電站接地網的接地電阻進行測試。

2.1.1 測試操作流程

第一，假定大型變電站接地極半徑為a，接地極為G，電壓極和電流極分別為P和C，電流I從G點流入，C點流出。

第二，G、P兩點在接地極G點作用下，形成電位差U1，而G、P兩點在電流極C點作用下，形成的點位差為U2。

第三，G、P兩點的被測電壓值U=U1+U2，而接地電阻值R=U/I。

2.1.2 注意事項

第一，在應用夾角補償測試技術時，布極位置、土壤電阻率等因素，對測試的結果將產生一些影響，因此，在測試之前，技術人員應對上述環境參量進行提前測定，盡量避免應環境參量不達標，造成的測量誤差。

第二，在操作過程中，為控制測量誤差，技術人員可將電流極的位置布放在距離地網中心約2.5～30C處（C即為接地網最大對角線的長度），如此一來，一般能將測量的誤差控制在10%以內，符合工程測試精度要求。

2.1.3 綜合評述

應用夾角測試技術，對大型變電站接地網進行測試，具有計算簡便、施工便利，容易獲取數據等優點。但存在參數受周邊環境影響較大、數據精準度不夠高等缺陷，因此，在日常測量應用中，技術人員可在應用夾角測量法獲取數據的基礎上，綜合應用其他接地網測試技術，獲取多組數據。

2.2 工頻大電流測試技術

工頻大電流法是一種廣泛應用于大型變電站接地網測試的技術方法，也稱為“電壓-電流表法”。在具體的操作中，技術人員通常需要應用380V隔離變壓器作為供電電源，對電網AB相進行供電，再換向為BA相供電，以此消除工頻干擾，并獲取電壓，同時，對接地網中注入電流，通過對電壓電流值的換算，計算出變電站接地網中的電阻及其他參數。

2.2.1 測試操作流程

應用工頻大電流法對大型變電站接地網進行測試的操作應遵循如下流程（設A為接地體與電壓極之間的距離，B為接地體與電流極之間的距離；D為變電站對角線長度）。

第一，采用“三角形法”布置電流電壓極，并保證A=B=3D，同時，電流和電壓的夾角a=30°。

第二，采用“對角測量法”，分別對接地體的三個角度點測量點電壓進行測量，得到電壓值Uab、Uca和Ubc，同時獲取三點上的電流值Ia、IC和Ib。

第三，應用公式“（Ubc2+ Uca2+ Uab2-3U2）/ （Ia2+ IC2+Ib2-3I2）”計算被測變電站接地網上的電阻，式中，U和I分別為干擾電壓和干擾電流值。

2.2.2 注意事項

應用工頻大電流法對大型變電站接地網進行測試時，需要注意以下幾方面內容。

第一，測量時，應維持電源頻率f=50HZ，從而為測試提供良好的電環境。

第二，在選用測量儀器時，應保證所有儀器的精準級在0.5級以上，且應使截流導線的截面積大于2mm2，與接地體之間的連接應保證良好。

2.2.3 綜合評述

工頻大電流測量法，具有高信噪比，低干擾的優點，因此，所測量的數據具有較高的精準度，常用在大型變電站高精度接地網電阻的測量過程中。然而，該種方法也存在一些缺陷，例如，由于測試電流較大，容易產生較強的互感，會對測試結果帶來一些負面影響；此外，在實際操作中，該種方法需要借助笨重的設備完成，使得測試的成本、難度增加不少。

2.3 變頻電流測試技術

變頻電流測試技術也是一種被技術人員應用在大型變電站接地網測試中的方法。該種方法可用于500kV以上大型變電站接地網電阻的測試，效果良好。

2.3.1 測試操作流程

第一，采用補償法，確認電壓極的位置。

第二，保證正、反相測量電流有效值不變，計算工頻測量阻抗值Zg和三倍工頻測量阻抗值Z3。

第三，利用上述數據，計算得出變電站接地網電阻值為：R地=。

2.3.2 注意事項

第一，為使接地電阻測量值不受頻率感性分量的變化影響，在測試中，技術人員應控制好外部電流的頻率，或采用異頻法消除工頻地電流干擾。

第二，在此時過程中，應保證測量電流的頻率與工頻頻率的偏差<10HZ，以免產生誤差。

2.3.3 綜合評述

變頻電流測量技術能夠有效消除測量過程中的互感應干擾、電磁干擾，與瓦特表法相結合，能夠同時獲取2個變電站接地網的阻值，具有測量精度高、互相印證性強等優勢，是大型變電站接地網電阻測量的優選方法。但該種方法也存在計算過程復雜的特點，因此，對測量技術人員業務水平的要求也較高。

3 結語

該文詳細分析了夾角補償法、工頻大電流法和變頻電流法三種大型變電站接地網測試的測試流程、注意事項，并采用對比評述的思維，對三種測量技術的優缺點進行了分析。當然，關于大型變電站接地網測試的相關技術還有很多，因此，該文的后續研究公眾仍有待進一步深入。

參考文獻

[1] 劉寶成.低電壓大電流法檢測接地網技術研究[J].電力建設，2006（2）：33.

[2] 張波，崔翔.大型變電站接地網的頻域分析方法[J].中國電機工程學報，2002（3）：77.