輸電線路桿塔接地電阻測量方法

范大鵬（國網黑河供電公司，黑龍江黑河164300）

輸電線路桿塔接地電阻測量方法

范大鵬
（國網黑河供電公司，黑龍江黑河164300）

根據輸電線路桿塔接地電阻設備與被測輸電線路有無直接電氣的連接，可將其劃分為接觸式測量方法和非接觸式測量方法，對其原理進行了翔實介紹。結合接觸式測量方法和非接觸式測量方法的優缺點，初期的測試可以采用接觸式測量方法進行前期輸電線路桿塔的接地電阻的布置，使其滿足防雷等安全要求，后期對輸電線路桿塔進行巡防時，可以采用非接觸式測量方法，能較快地發現問題并及時進行防護。定期檢測輸電線路桿塔的接地電阻也是維護輸電線路安全運行的重要保證。

輸電線路；桿塔；接地電阻；測量方法

1　接地電阻兩大類的測量方式

1.1接觸式測量方法

接觸式測量方法：測量接地電阻設備與被測輸電線路有直接電氣連接。接觸式測量方法的原理見圖1。

圖1　三電極法Fig.1 Three Electrode Method

圖2　三電極結合惠斯通電橋Fig.2 Three Electrode CombinedW ithWheatstone Bridge

由電磁場原理可知：Rg=U/I=ρ*（1/rg+1/d23 -1/d13-1/d12）/2π（1），圖中半徑rg半球體的接地電極體的電阻大小為：R=ρ/（2rg）（2），ρ表示桿塔接地處土壤的電阻率。通過比較公式（1）（2）可知，要使接地電阻的測量值Rg和接地體的實際電阻R相等，需要滿足以下等式：1/d12+1/d23-d13=0（3），通過公式（3）可以得到現場進行接觸式測量方法需要放置測量電極和接地體的相對位置，從而得到輸電線路桿塔的接地電阻。但是，由于實際輸電線路桿塔所采用的接地裝置并不是如圖1所示的形狀，還有其他不規則的形狀，如十字形等，因此要對該測量方法進行改進。接觸式測量的實際方法大致有以下三種：第一，惠斯通電橋。r為滑動變阻器，經由調節r使得G（電流檢流計），由電橋的原理得知，此時上下橋臂的電阻對稱，即：I1Rg=I2r，從而可以得到：Rg=I2r/I1，如圖2。實際使用時，調整I1/I2并調節滑動變阻器使得電流檢流計中電流為零，此時讀取r值即可得到被測量的輸電線桿塔的接地電阻值。常用的國產ZC-12系列測量接地電阻的設備即利用此種方式。由于ZC系列用的是內置手搖發電機，故ZC-12系列也被稱作接地搖表。第二，比率計法。比率計法的接線圖如圖3。比率計的偏轉角和流過兩個線圈的電流成正比，通過指針偏轉角度和標準電阻數值的校準直接讀出接地電阻值。第三，智能測試設備。智能型接地電阻測試儀理論是由歐姆定律得出，在接地電阻上加電壓，測出其電流值。由于電壓源和測試的電流表并非理想儀器，內部電阻值的大小會影響測量的精確度，僅在當電壓源和電流表內阻相對于測量值均為無窮大時，可以近似認為測量沒有誤差。該種測量方法原理簡單，但對設備的元器件要求較高。

圖3　比率計法接線圖Fig.3 Diagram ofRatiometric Method

圖4　非接觸式測量方法測量原理Fig.4 Non-contactMeasurementPrincip le

1.2非接觸式測量方法

非接觸式測量方法：測量接地電阻設備和被測輸電線無直接電氣連接。即不需要和輸電線路桿塔有電氣連接即可實現接地電阻的測量，從而不用改變電路結構實現接地電阻的測量。測量原理如圖4所示，電壓發生器產生的電壓U'，經過次級是穿過鐵芯的一匝線圈的變壓器，此時次級的電壓為U，通過電流表測量此時流過的電流I，通過歐姆定律即可得到輸電線路桿塔的接地電阻。此類儀器采用高頻電壓進行檢測從而避免了工頻電壓的干擾。使用時，僅需將儀器的鉗子夾住輸電線桿塔被測接地電阻的引線便可完成測量。整個接地系統由于天氣原因、土壤自身原因或者由于導電極的原因，等等，可能會使整個接地系統的回路電阻發生改變，此時測量接地系統本身接地電阻無法發現問題。非接觸式鉗表法測量的是整個接地系統的回路電阻，因此，可以測試出整個接地回路的接觸狀況，這是非接觸式鉗表法的優點之一。從測試方法的方便角度對比，非接觸法的工作量小、速度快，但是由于非接觸式的設備受到整個接地回路的環路電阻、磁場的影響和漏磁現象，等等，導致測量結果比接觸式測量方法的測量值要大。

2　輸電線桿塔的接地

根據接地的目的將其劃分為：工作需要接地、防雷需要接地、保護性接地和防靜電需要接地，等等。輸電線桿塔的接地則屬于防雷接地，輸電線路桿塔的接地決定了桿塔能否給雷電提供回路進入地下，從而避免雷電對輸電線路造成的傷害。輸電線桿塔的接地電阻是接地系統中重要的環節，接地作用在一定程度上可以通過接地電阻的大小來反映。減小輸電線路桿塔的接地電阻可以有效降低由于累計導致的輸電線路的跳閘次數，減少誤判。定期檢測輸電線路桿塔的接地電阻是維護輸電線路安全運行的重要保證。

3　結語

結合接觸式測量方法和非接觸式測量方法的優缺點，初期的測試可以采用接觸式測量方法進行前期輸電線路桿塔接地電阻的布置，使其滿足防雷等安全要求，后期對輸電線路桿塔進行巡防時，可以采用非接觸式測量方法，能較快地發現問題并及時進行防護。

T ransm ission Line Tow er G rounding Resistance M easu rem ent M ethod

FANDa-peng
（SGCCHeihePower Supply Company，Heihe164300，China）

According to the transm ission line tower grounding resistance equipment with the measured transmission lines are there any direct electrical connection，it can be divided into contactmeasurement and non-contact measurement method，has carried on the detailed introduction of its theory.Combining with the advantages and disadvantages of conta ctmeasurementand non-contactmeasurementmethod，the initial test contact measurementmethod may be used for the early stage of the transmission line tower grounding resistance of the layoutof satisfy the lightning protection security requirements，such as late for transmission line tower guard，can be used in a non-contactmethod ofmeasurement，can quickly find problemsand in a timelymanner.Regular testing of transmission line tower grounding resistance is also important to ensure the safe operation of the transmission line maintenance.

Transmission line；Tower；Grounding resistance；Method ofmeasurement

TM 755

A

1674-8646（2015）05-0088-02