接地網測試過程中的問題及注意事項

張文靈

（漳州新源電力發展集團）

接地網測試過程中的問題及注意事項

張文靈

（漳州新源電力發展集團）

隨著社會經濟的不斷發展，我國人民的生產生活越來越多的依賴于電力資源帶來的便利，由此也使得我國近年來加大了對城鄉電網的改革力度。而在進行電網改革的過程中，變電站電力系統中接地網的相關技術問題已成為保證變電站安全、可靠運行的重要基礎。本文就變電站接地網測試過程中容易對測量結果造成偏差的因素進行了分析，并提出了解決方法和注意事項，希望能對電力系統的安全可靠運行提供一些參考。

變電站；接地網；測試技術；注意事項

在電力系統中，變電站接地網作為電力系統不可缺少的安全裝置，起著維護電網安全穩定運行的重要作用，電氣設備和運行人員安全都有賴于變電站接地網的有效保護。因此，在進行變電站的管理時，接地網的交直流設置和防雷設置，以及對其安全運行的管理，一直是相關單位非常重視的問題。

1 接地網測試技術概述

1.1 接地概述

在電力系統中，接地是一個十分常見的概念。它是將電力設備和用電裝置的外殼、支架及中性點，利用導體作為橋梁，與接地裝置做良好的電氣連接，形成對電力系統安全運行的有效保護。在我國，為保證電網的安全運行，要求變電站接地網具有較小的接地電阻，并需對接地網進行定期測試，以確保電力系統穩定、可靠的運行。

1.2 變電站接地網存在的問題

一方面，近年來我國變電站接地網因年久腐蝕，開始暴露出焊點開焊、脫焊等問題，形成了對電力系統安全運行的嚴重威脅；另一方面，在變電站的接地網的連接過程中，接地質量是否達標也會造成接地網與設備引線之間的連接問題。即在進行接地網的連接時，如果對設備導線接觸的問題處理不當，如地網焊接不良、接頭不合格等，即使接地網的各項指標都達到了變電運行的要求，依然會造成接地網在運行過程中出現有效截面減小，進而形成短路，從而引發接地故障。因此，加強對電力系統變電站接地網的測試，對于保障電力系統的安全運行有非常重要的意義。

1.3 變電站接地網測試的內容

（1）變電站接地網阻抗，接地電阻，接觸電勢，跨步電壓。

（2）獨立避雷針接地阻抗測試。

（3）地表電位梯度曲線測試。

（4）電氣設備接地引下線導通測試。

2 大型變電站接地網測試技術分析

2.1 接地網測試策劃工作中應注意的問題

應考慮的主要環節：

現場勘察。在進行接地網測試的策劃工作時，必須對接地網的基本情況進行現場勘查了解，應特別注意以下幾個方面：

接地網的大小和地面建筑物、最大對角線長度、相關設備的具體情況；

接地網周圍是否布置有地下金屬管線，周邊的池塘、河流、山地等地理環境是否影響測試的布線，以及土壤是否有電阻率不均勻現象；

接地網是否帶電，以及對故障電流的大小進行了解；

制定測試方案。基于對接地網實際情況的了解，合理的制定測試方案，通過對測試相關儀器設備的準備、測試的詳細分工、數據收集記錄、結果分析等關鍵環節的確定，以保證測試結果的精確性。

2.2 儀器設備及其注意事項

2.2.1 接地電阻測試儀

根據變頻電流測試方法選擇符合測試要求的接地電阻測試儀。

2.2.2 GPS全球定位儀、激光測距儀、皮卷尺、角度計

以上設備主要用于對測量位置、角度的定位，并找到各測試電極的打入位置。尤其是高精度的GPS全球定位儀，能精確定位電壓極、電流極等位置，減小測量誤差。

2.2.3 多組測試線

（1）準備足夠長的測試線。根據接地網的實際情況和變頻電流測試方法的要求，分別準備長線、中線及短線，以方便現場使用。

（2）應選用撓性引線。在實際測量時，需對試驗引線進地多次卷繞，選擇撓性引線更符合現場要求。

（3）選取試驗引線時，還應將檢測現場的氣溫納入考慮范圍。過低或過高的氣溫都會對引線表面的絕緣層產生影響，進而影響檢測結果。

（4）阻抗較低的實驗引線在低阻抗接地網的測試中，能起到降低接地阻抗測量值誤差的作用。

2.2.4 測試電極

選擇測試電極時，應優先選擇硬度較高的鋼制接地棒，同時由于螺紋桿會在進入土壤時卷起泥土在其表面形成空氣層，使接觸電阻偏高，影響測試的結果，因此，應選擇打入式的接地棒。

2.2.5 手錘

一般情況下，測試電極需到達土壤下2～3m的深度，采用2～4kg手錘即可，如遇到硬土或者凍土情況，則需使用機動錘。

2.2.6 其他

如對講機、安全帽、電池、絕緣靴子和手套等。

2.3 大型接地網測試過程中應注意的問題

變頻法的工作原理是通過改變測試電流的頻率而減少工頻干擾對測試的影響。由于測試電流的頻率與干擾頻率不同，濾波器就可以對干擾進行濾除，從而提高測量精度。由此可見，變頻法測量技術的關鍵在于，注入地網的電流要異于工頻，但又不能與工頻差距太大。在一次對某地區101工程大地網進行測試時，由于選用的頻率分別為94Hz、105Hz、111Hz、128Hz，最后測試計算得出的接地電阻高達0.722Ω，而大型接地網的電阻應小于0.5Ω，這個結果顯然是偏大的，造成這個結果的主要原因主要就是測試選用的頻率較大，因此產生了電流的集膚效應以及影響了接地阻抗中電感分量。

2.4 影響大型地網接地網測試結果的主要干擾因素

影響大型地網接地網測試結果的干擾因素較多，最主要的因素是工頻干擾。由于電力系統中三相負載不平衡或輸電線路三相空間幾何位置不完全對稱等原因，使得接地系統中存在不平衡電流，進而在接地網中產生工頻電壓干擾或者電流干擾。同時，接地網附近的供電、供水、通信線路等也會影響測試的結果。這時可根據具體情況采用直線補償法和夾角補償法，消除這類干擾的影響。

另外，測試引線間的互感電勢干擾電壓，會疊加測量電壓上，產生測量誤差，且誤差可高達0.1Ω/100m。因此應盡量避免長距離敷設電流引線而產生影響測試結果的互感電勢耦合現象出現。高、中壓變電站內的開關分、合操作，也會產生對測量結果產生影響的包括高頻阻尼振蕩波、雷電干擾和無線電干擾在內的高頻干擾。這一問題可通過在電壓表兩端并聯一個工頻容抗較電壓表輸入阻抗大100倍的電容器解決，也可通過選用具備濾波器功能的測試儀器實現對高頻干擾的抑制。

2.5 大型接地網測試組織管理中應注意的問題

（1）針對可能對相關測試結果產生影響的設施設備，應盡量采取有效措施進行斷開處理。

（2）在進行測試相關的布線操作時，應注意過往車輛和人員的安全。

（3）電流極阻抗與待測接地極電阻的比值應控制在1000：1以內。

（4）為保證測試結果的準確性，應盡量在干燥季節和土壤未凍結時進行相關測試。

（5）在測試過程中，應嚴格遵守測量場所的規章制度，避免事故發生。

3 有關接地網接地電阻的探討

在接地電路的阻抗的復數阻抗Zs中，接地電阻與接地電抗兩個分量可以對接地電路的載流能力造成影響。在進行接地阻抗的測試時，應將頻率盡量接近工頻，由于小型地網的接地電抗分量X明顯小于接地電阻R，呈現明顯的“阻性”，因此在對小型地網的測量中，包括對線路桿塔、獨立避雷針等的測量，可以直接忽略接地電抗分量X。而在220kV以上的大型地網的測試中，由于接地電抗分量X與接地電阻R幾乎在同一個數量級上，因此是不能被忽略的。在進行大型地網的接地阻抗測量中，工頻接地阻抗Zs和與頻率無關的純接地電阻R都應該納入測量范圍。

決定變電站接地網是否能長期、穩定、安全運行的重要依據是接地網的電阻大小與設計、規范要求是否相符。因此，在進行相關的設計時，就應結合實際情況進行科學合理的設計和規范。同時在進行接地電阻測試時，常用的電流、電壓法對現場測試條件的要求雖然不高，但是影響其測試精準度的干擾因素卻多種多樣，因此在進行測試之前，相關工作人員應對測試環境進行觀察、分析，根據現場的具體情況，選擇合適的檢測方法，以保證測試結果的真實可靠。

4 結語

隨著電力資源越來越多的運用于人們的生產生活中，相關技術也將進一步推動變電站接地網測試的方法開發和水平提升，在未來，會有更多更好的測試技術涌現出來，加強對變電站接地網的測試，以保證電網的安全穩定運行，提高電網的供電質量。

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1004-7344（2016）32-0087-02

2016-11-1