接地裝置測(cè)試儀抗工頻干擾能力測(cè)試分析

畢海濤，金 鑫，黃福存，周桂平，田慶陽

（1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006；2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽 110006）

接地裝置測(cè)試儀抗工頻干擾能力測(cè)試分析

畢海濤1，金 鑫1，黃福存1，周桂平1，田慶陽2

（1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006；2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽 110006）

重點(diǎn)研究了接地裝置測(cè)試儀抗工頻干擾能力測(cè)試的方法，通過搭建試驗(yàn)回路，對(duì)多個(gè)廠家的接地裝置測(cè)試儀進(jìn)行了抗工頻干擾能力測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，不少廠家的接地裝置測(cè)試儀抗工頻干擾能力差，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試要求，因此，建議在儀器選購時(shí)，對(duì)儀器的抗工頻干擾能力進(jìn)行考核。

接地裝置；工頻干擾；接地電阻；異頻法

接地裝置是電網(wǎng)的重要保護(hù)裝置，是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行及保障運(yùn)行人員人身安全的重要措施之一，接地裝置的安全性和可靠性一直受到生產(chǎn)和運(yùn)行部門的高度重視［1］。

目前，對(duì)接地裝置的狀態(tài)評(píng)估多采用異頻法，將干擾電流與測(cè)量用信號(hào)電流分離出來，使其不進(jìn)入測(cè)量系統(tǒng)，以消除零序電流對(duì)接地阻抗測(cè)試的影響［2－3］。基于該原理用于接地裝置狀態(tài)評(píng)估的試驗(yàn)儀器很多，但各廠家的試驗(yàn)儀器對(duì)工頻信號(hào)抗干擾能力不盡相同，針對(duì)這一現(xiàn)象，重點(diǎn)研究了接地裝置測(cè)試儀抗工頻干擾能力測(cè)試的方法，并進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析。

1 抗干擾能力測(cè)試的必要性

接地裝置狀態(tài)評(píng)估主要是通過測(cè)試接地網(wǎng)的接地電阻、電氣完整性、場(chǎng)區(qū)電位分布、接觸電壓、跨步電壓等現(xiàn)時(shí)狀態(tài)，從而對(duì)變電站接地系統(tǒng)進(jìn)行全面的狀態(tài)評(píng)估分析［4－5］。

采用異頻法進(jìn)行接地網(wǎng)接地電阻測(cè)量時(shí)，首先對(duì)接地網(wǎng)注入一個(gè)異頻電流，電流在接地網(wǎng)與電流極之間形成回路，得到接地網(wǎng)周圍大地表面的一個(gè)電位分布。然后選取零電位參考點(diǎn)設(shè)置輔助電壓極，從輔助電壓極取回零電位點(diǎn)的電壓信號(hào)，即可得到接地網(wǎng)的接地電阻值［6－7］。

在實(shí)際測(cè)試過程中，由于運(yùn)行變電站的接地網(wǎng)中疊加了工頻電流，如果測(cè)試儀器對(duì)工頻信號(hào)的抗干擾能力不強(qiáng)，勢(shì)必對(duì)最終的測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。因此，有必要對(duì)接地裝置測(cè)試儀的抗工頻干擾能力進(jìn)行測(cè)試分析。

2 抗工頻干擾能力測(cè)試方法

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際接地電阻測(cè)試情況，搭建試驗(yàn)回路，對(duì)接地裝置測(cè)試儀接地電阻測(cè)量及弱電壓信號(hào)測(cè)量的抗工頻干擾能力進(jìn)行試驗(yàn)分析。

2.1 接地電阻測(cè)量抗工頻干擾能力試驗(yàn)（模擬接地電阻測(cè)量）

現(xiàn)場(chǎng)工頻干擾將對(duì)接地電阻測(cè)量結(jié)果帶來誤差，對(duì)工頻干擾下接地電阻測(cè)量模擬回路如圖1所示。

圖1 接地電阻測(cè)量抗工頻干擾模擬試驗(yàn)接線

進(jìn)行工頻干擾下接地電阻測(cè)量時(shí)，首先將接地電阻測(cè)試儀電源輸出調(diào)到合適頻率（非工頻）和大小，在工頻電壓源不投入的情況下，用接地電阻測(cè)試儀測(cè)試模擬被測(cè)接地電阻值，然后工頻電壓源接通電源，產(chǎn)生干擾信號(hào)，觀察接地電阻測(cè)試儀測(cè)試的電阻值，與未加干擾時(shí)的測(cè)試值進(jìn)行比較，衡量接地電阻測(cè)試儀抗工頻干擾性能指標(biāo)。

2.2 弱電壓信號(hào)測(cè)量抗工頻干擾能力試驗(yàn)（模擬跨步電壓、接觸電壓測(cè)量）

對(duì)接地網(wǎng)進(jìn)行跨步電壓及接觸電壓測(cè)試時(shí)，測(cè)試電壓值均為mV級(jí)，而工頻干擾信號(hào)能達(dá)到測(cè)試值的幾百倍，因此有必要對(duì)弱電壓信號(hào)測(cè)量的抗工頻干擾能力進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)接線如圖2所示。

圖2 弱電壓信號(hào)測(cè)量抗工頻干擾模擬試驗(yàn)接線R——可調(diào)電阻（調(diào)節(jié)工頻干擾電壓大小）

測(cè)試時(shí)，首先將變頻試驗(yàn)電源的輸出調(diào)到合適頻率（非工頻）和大小，當(dāng)隔離變壓器未通電時(shí)，記錄下此時(shí)選頻電壓表測(cè)試的電壓值（U1）。接通隔離變壓器后，通過調(diào)節(jié)分壓電阻大小，可以在電阻Rg上產(chǎn)生不同的工頻干擾電壓，此時(shí)再次記錄選頻電壓表測(cè)試的電壓值（U2），U2與U1進(jìn)行比較，衡量選頻電壓表抗工頻干擾性能指標(biāo)。

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

分別選取8個(gè)不同廠家的接地裝置測(cè)試儀器，在相同的試驗(yàn)條件下進(jìn)行測(cè)試。

3.1 接地電阻測(cè)量抗工頻干擾試驗(yàn)

對(duì)108 mΩ標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)行測(cè)試，將接地電阻測(cè)試儀電源輸出頻率設(shè)置為45 Hz，首先在不施加干擾的情況下進(jìn)行測(cè)試，然后接通隔離變壓器，施加200倍工頻干擾重新進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1 接地電阻測(cè)試抗干擾性能試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，有4個(gè)廠家的接地電阻測(cè)試儀在施加工頻干擾后，測(cè)試數(shù)據(jù)與未加干擾時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)偏差較大，接地電阻測(cè)量抗干擾能力差。

3.2 弱電壓信號(hào)測(cè)試抗干擾性能試驗(yàn)

用選頻電壓表分別測(cè)試1 mV標(biāo)準(zhǔn)電壓，將變頻試驗(yàn)電源輸出頻率設(shè)置為53 Hz，首先在不施加干擾的情況下進(jìn)行測(cè)試，然后接通隔離變壓器施加370倍左右的工頻干擾信號(hào)，此時(shí)可將選頻電壓表頻率調(diào)整到50 Hz，測(cè)試工頻干擾信號(hào)大小，然后將選頻電壓表調(diào)整回53 Hz重新進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 弱電壓信號(hào)測(cè)試抗干擾性能試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，有3個(gè)廠家的選頻電壓表在施加工頻干擾后，測(cè)試數(shù)據(jù)與未加干擾時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)偏差較大，弱電壓信號(hào)測(cè)試抗干擾能力差。

4 結(jié)束語

通過試驗(yàn)分析可以看出，雖然各廠家的接地裝置測(cè)試儀器都是基于異頻法測(cè)試原理，但不同廠家的儀器對(duì)工頻干擾的抑制能力相差很大，因此，建議在儀器選購時(shí)，除考慮儀器的準(zhǔn)確度等常規(guī)性能指標(biāo)外，還要對(duì)儀器的抗工頻干擾能力進(jìn)行考核，確保采購的儀器在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)能得到準(zhǔn)確、真實(shí)的接地裝置特性參數(shù)，為變電站設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行及人員的人身安全提供保障。

［1］何金良，曾 嶸.電力系統(tǒng)接地技術(shù)［M］.北京：科學(xué)出版社，2007.

［2］周文俊，汪 斌.有效消除地網(wǎng)干擾的接地電阻變頻測(cè)量法［J］.高電壓技術(shù)，1998，24（3）：51－53.

［3］李澍森.異頻法測(cè)量大型地網(wǎng)接地電阻的研究［J］.高電壓技術(shù)，2000，26（3）：37－39.

［4］王東燁，王 勇，王潤洲.DL／T 475—2006接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則的主要內(nèi)容和思想［J］.東北電力技術(shù)，2010，31（12）：29－30.

［5］孫立時(shí)，李連富，于 永.對(duì)大型發(fā)電廠和變電所接地裝置的再認(rèn)識(shí)［J］.東北電力技術(shù)，2002，23（11）：35－38.

［6］王東燁，董 剛.大型變電所地網(wǎng)評(píng)估若干問題的探討［J］.高電壓技術(shù)，2001，27（2）：64－65.

［7］徐立新，陳 剛，王東燁.大型接地裝置狀態(tài)評(píng)估測(cè)試［J］.東北電力技術(shù)，2005，26（9）：9－11.

Test Analysis on Resistance of Power Frequency Interference of Grounding Test Instrument

BI Hai?tao1，JIN Xin1，HUANG Fu?cun1，ZHOU Gui?ping1，TIAN Qing?yang2
（1.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China；2.State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

This paper emphatically studies the testing methods of anti?frequency interference ability for grounding test instruments.By building a test circuit，grounding test instruments from a number of manufacturers are used to test the anti?frequency interference abili?ty.The test results show that grounding test instruments of many manufacturers have poor anti?frequency interference ability and can not meet the test requirements.It is recommended to check the anti?frequency interference ability of the instruments when purchasing the instruments.

Grounding device；Power frequency interference；Grounding resistance；Frequency conversion method

TM862

A

1004－7913（2016）07－0017－02

畢海濤（1980—），男，碩士，高級(jí)工程師，從事高電壓技術(shù)研究。

2016－04－20）