光伏發(fā)電系統(tǒng)大地網(wǎng)接地電阻檢測(cè)及影響因素研究

丁曉雨

（中山市防雷設(shè)施檢測(cè)有限公司，廣東 中山 528400）

0 引 言

光伏發(fā)電是我國(guó)現(xiàn)階段利用的一種重要電能生產(chǎn)方式。從具體的利用來看，這種生產(chǎn)方式不僅利用資源清潔無污染，而且資源具備可再生性[1]。所以，推廣光伏發(fā)電對(duì)解決我國(guó)電能資源緊缺問題具有重要作用。從光伏發(fā)電站的具體建設(shè)分析來看，評(píng)價(jià)其利用效率和安全的一個(gè)重要參數(shù)指標(biāo)是大地網(wǎng)接地電阻。此指標(biāo)如果達(dá)不到要求，那么光伏發(fā)電站的利用安全會(huì)大打折扣。所以，在建設(shè)電站的時(shí)候，需要重視此指標(biāo)的具體分析和檢測(cè)。從實(shí)踐探討來看，大地網(wǎng)接地電阻的檢測(cè)會(huì)受到多方因素影響，因此對(duì)具體影響因素做分析和考慮也具有重要價(jià)值。

1 接地電阻的測(cè)試

目前，進(jìn)行接地電阻測(cè)試的方法主要有兩種：電位降法和電流—電壓表三級(jí)法[2]。

1.1 電位降法

在進(jìn)行接地電阻測(cè)試的時(shí)候，普遍方法是電位降法。這種方法先要用GPS測(cè)量地網(wǎng)對(duì)角線的距離。從實(shí)踐來看，電流線一般為地網(wǎng)對(duì)角線的3倍左右，所以要盡可能選擇放線較好的線路。一般的測(cè)量是選擇最遠(yuǎn)的電流極實(shí)現(xiàn)緩慢移動(dòng)，當(dāng)參照電壓極限強(qiáng)度和測(cè)試點(diǎn)電阻的變化曲線出現(xiàn)平坦位置時(shí)，即找到點(diǎn)位零點(diǎn)。

1.2 電流—電壓表三級(jí)法

電流—電壓表三級(jí)法在具體測(cè)量中應(yīng)用普遍。此種方法在具體實(shí)踐中有直線法和夾角法的區(qū)分。在直線法測(cè)量中，電流線和電壓線的方向具有一致性。在夾角法測(cè)量中，電流和電位線存在一定夾角，普遍應(yīng)用于大型接地裝置電阻測(cè)量。

2 影響接地電阻測(cè)量的因素

在接地電阻測(cè)量實(shí)踐中，各方面的因素都會(huì)影響到具體的測(cè)量效果，所以需要對(duì)影響電阻測(cè)量各方面的因素做全面分析。根據(jù)目前的實(shí)踐總結(jié)，影響電阻測(cè)量的因素主要有以下四個(gè)[3]。

2.1 儀器自身因素

現(xiàn)階段，儀器自身的因素對(duì)于接地電阻的測(cè)量具有重要影響。在大型地網(wǎng)檢測(cè)中，電壓表和電壓測(cè)試地極處于串聯(lián)狀態(tài)，原理如下[4]：

式中，ΔU表示兩點(diǎn)間的實(shí)際電壓，單位為V；I表示流過電壓表的電流，單位為A；RV表示電阻表的內(nèi)電阻，RP表示兩點(diǎn)間的散流電阻，單位均為Ω。因?yàn)橛袃?nèi)阻值存在，所以當(dāng)二者串聯(lián)的時(shí)候，內(nèi)阻值會(huì)出現(xiàn)一定程度的升高，而內(nèi)阻值又會(huì)影響具體的測(cè)量準(zhǔn)度，所以當(dāng)測(cè)量?jī)x器的精度較低時(shí)，最終測(cè)得的結(jié)果數(shù)據(jù)和真實(shí)數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)較大偏差。

2.2 土壤電阻率的影響

土壤的電阻率對(duì)接地電阻的測(cè)量影響十分顯著。分析實(shí)際資料可知，土壤的電阻率在兩方面情況的影響下會(huì)出現(xiàn)明顯不同[5]。

第一，當(dāng)土壤中的含水量不同時(shí)，電阻率會(huì)發(fā)生明顯變化，關(guān)系可以用休邁爾經(jīng)驗(yàn)公式表示：

式中，ρ為土壤電阻率，單位為Ω·m；ρ1為土壤中水分的電阻率，單位為Ω·m；P為土壤中水分所占的相對(duì)面積。

一般情況下，ρ1的近似值是1。所以，當(dāng)土壤的含水量為15%時(shí)，它的電阻率較低；當(dāng)含水量增加時(shí)，電阻率會(huì)顯著下降。資料分析顯示，當(dāng)土壤中的含水量增加到20%～25%的時(shí)候，土壤的電阻率會(huì)保持相對(duì)穩(wěn)定的局面。

第二，土壤的電阻率會(huì)隨季節(jié)的變化而變化。就時(shí)機(jī)掌握的資料來看，同一土壤的電阻率在冬季和夏季完全不同，因?yàn)樵诓煌募竟?jié)，土壤和含水量和溫度會(huì)發(fā)生變化。所以，在接地電阻測(cè)量的時(shí)候，需要正確對(duì)待土壤在不同季節(jié)呈現(xiàn)的電阻特征，以提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

2.3 環(huán)境因素影響

在接地電阻測(cè)量工作中，接地裝置附近的環(huán)境因素也會(huì)對(duì)具體的測(cè)量產(chǎn)生重要影響，所以需要全面分析環(huán)境因素。環(huán)境影響因素主要有涉及三方面[6]。第一，線路布置情況的影響。在進(jìn)行電力系統(tǒng)檢測(cè)的時(shí)候，線路情況混亂會(huì)造成零地電位錯(cuò)搭情況，使得被測(cè)試接地設(shè)備存在漏電流或者雜散電流的情況，而電流不準(zhǔn)確最終會(huì)使測(cè)量結(jié)果失真。第二，金屬管道的影響。在測(cè)量地阻的時(shí)候，輔助接地極的方向和距離會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大影響。一般情況下，方向和距離存在差異，最終的檢測(cè)結(jié)果也會(huì)存在差異。如果建筑物周圍存在的金屬管道和地圖上的接地電阻標(biāo)識(shí)不一致，那么就會(huì)出現(xiàn)具體的檢測(cè)差異。第三，電磁場(chǎng)環(huán)境的影響。磁場(chǎng)環(huán)境會(huì)影響具體設(shè)備的運(yùn)行，對(duì)最終的測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生顯著影響，需盡量避免這樣的環(huán)境。

2.4 人為操作影響

在具體的接地電阻檢測(cè)中，除了上述客觀因素的影響，人為主觀因素也是造成檢測(cè)差異的重要原因。第一，專業(yè)性對(duì)檢測(cè)的影響。因?yàn)楣ぷ魅藛T的專業(yè)技能掌握不夠，所以會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)程序把握不到位、檢測(cè)要點(diǎn)缺失等情況，最終造成真實(shí)數(shù)據(jù)和檢測(cè)數(shù)據(jù)的差異。第二，技術(shù)性對(duì)檢測(cè)的影響。必要的技術(shù)利用是檢測(cè)準(zhǔn)確性的保障，而一些檢測(cè)人員在具體工作中對(duì)技術(shù)的利用分析和研究深入度不夠，會(huì)出現(xiàn)技術(shù)利用失誤或者技術(shù)利用和檢測(cè)不匹配的情況，從而影響最終的檢測(cè)效果。第三，人員操作的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性。步驟實(shí)施是規(guī)范且具有標(biāo)準(zhǔn)的，如果工作人員的執(zhí)行與標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)了差異，那么最終的檢測(cè)問題在所難免。

3 影響消除方法

從上述分析可知，四個(gè)因素對(duì)最終的檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性影響巨大，所以必須消除不利因素的影響，具體方法需要針對(duì)因素具體確定。

首先，面對(duì)檢測(cè)儀器自身問題，在做檢測(cè)前需要詳細(xì)分析檢測(cè)儀器自身的屬性、參數(shù)等，如果確定其屬于低精度儀器，要及時(shí)更換。也就是說，檢測(cè)時(shí)需要分析具體的儀器精密度，以保證其在檢測(cè)時(shí)不會(huì)發(fā)生因?yàn)閮x器精密度低而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果失真的情況。

其次，面對(duì)土壤電阻率的變化，需要詳細(xì)分析具體檢測(cè)區(qū)域的土壤電阻率，以保證土壤電阻率確定的真實(shí)性。有了真實(shí)的土壤電阻率，最終獲的檢測(cè)結(jié)果也會(huì)更加真實(shí)。在面對(duì)各種線路和磁場(chǎng)對(duì)地阻檢測(cè)產(chǎn)生影響時(shí)，要在確定具體的影響因素后，分析解決具體問題[7]。例如，如果造成地阻測(cè)量結(jié)果失真的因素是電磁場(chǎng)，而在具體解決時(shí)考慮的是線路，那么必然無法解決問題。所以，找準(zhǔn)原因做具體分析十分必要。

最后，面對(duì)人為因素造成的影響，最根本的解決措施是加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)人員的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化培養(yǎng)。一方面，通過培養(yǎng)和技術(shù)訓(xùn)練提升工作人員的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能。另一方面，對(duì)工作人員的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐做指導(dǎo)和訓(xùn)練，提升其在實(shí)踐中的標(biāo)準(zhǔn)性。

4 結(jié) 論

光伏發(fā)電站在目前的電力生產(chǎn)中具有重要地位，分析其接地電阻的檢測(cè)和影響因素，可以更好地了解光伏發(fā)電廠在效率生產(chǎn)和安全生產(chǎn)中的影響因素，這對(duì)于光伏發(fā)電場(chǎng)的現(xiàn)代化發(fā)展意義重大。