發電廠大地網檢測過程分析

張治華 山西平朔煤矸石發電有限責任公司

電氣設備及防雷裝置的接地良好，是發電廠電氣系統安全運行的基礎，是企業安全生產的保障。電廠架空線路和戶外電氣裝置遭受雷擊或220kV 系統設備出現異常狀況造成故障電流不能及時導入大地，將可能會造成嚴重的設備故障和人身傷害。接地阻抗是表征接地裝置狀況的一個重要參數，但不是唯一的、絕對的參數，即接地阻抗高于1.0Ω 不能說一定不合格，低于1.0Ω 也不能說一定合格。

一、項目概況

該電廠位于國道旁，距離市區18 公里，地理位置優越交通便利；廠區位于礦山回填區域，地質條件較差，生產區域長約400米，寬約300 米，接地網對角長約500 米。主接地網其接地電阻值不大于1 歐姆，全廠接地以水平接地體為主，垂直接地為輔的接地方式。該廠于2009 年投運，廠區內進行過多次基礎開挖，造成部分接地網的損傷及修復，急需進行大地網的檢測工作。

二、檢測情況

（一）檢測內容

該發電廠大地網檢測的主要檢測項目有土壤電阻率、接地阻抗、電氣完整性、跨步電壓、接觸電壓，共計5 項。

（二）檢測依據

檢測期間天氣為晴天，氣溫14 ℃左右，濕度23%左右。檢測依據主要有GB/T 17949.1-2000《接地系統的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測量導則》、DL/T 475-2017《接地裝置特性參數測量導則》、GB50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》、GB/T 50065-2011《交流電氣裝置的接地設計規范》等。

（三）接地網特性參數

現場勘查得知，生產區域地網尺寸長約 400 米，寬約300 米，接地網對角長約500 米，全廠接地以水平接地體為主，垂直接地為輔的接地方式。水平接地體材質為100*10mm 鍍鋅扁鋼，垂直接地體材質為φ80*2500mm 鍍鋅鋼管。

（四）試驗儀器

儀器名稱：SKY-2011 大型地網接地阻抗測試儀。

三、檢測結果

（一）土壤電阻率測試結果

土壤電阻率測試數據如表1 所示，本次測試采用溫納四極法。測試平均土壤電阻率值為 49.99Ω·m。

（二）接地網接地阻抗測試結果

接地阻抗的測試采取電壓—電流表三極法，使用0.2A、0.5A、1A、2A、3A、5A小電流異頻法進行試驗。電流線和電位線同方向（同路徑）敷設，示意圖見圖1，電流、電壓極布置見圖2，電流注入點全廠共9 點（圖略），其中dCG=2km，dPG=1.236km=0.618dCG。電流測量線銅芯截面積2.5mm2，電壓測量線銅芯截面積2.5mm2，布線時電流線和電位線保持5 米距離，減小互感耦合對測試結果的影響。

如表2、圖3 所示。

測試點共有9 處，接地阻抗值分布在0.2-1Ω 之間。以上測試數據經過校驗，并考慮測試時的線路阻抗及測試體接觸點、測試樁位置土壤接觸系統，經過測試比對得出的結果，接地阻抗 R=0.528Ω。

表1

圖1 電壓—電流表三極法示意圖

圖2 測試極布置圖

表2 接地阻抗測量值表

圖3

圖4

圖5

（三）場區跨步電壓（電勢）和接觸電壓（電勢）測試

使用 SKY-2011 大型地網接地阻抗測試儀對站內的跨步電壓和接觸電壓進行了測試，電流極離接地裝置的邊線仍維持測接地阻抗時的情況不變，P1、P2 采取模擬人腳的電極 PC、PD，O 為金屬圓盤，電極測試點中心距離為 1 米，具體測試接線方法見圖4、圖5，試驗注入電流為5A，頻率 45Hz。所測跨步電壓最大測試值為16.63V，接觸電壓最大測試值為10.86V。

跨步電壓測試結果如圖4：

接觸電壓測試結果如圖5：

供電系統發生短路情況下，二次保護系統短路動作時間一般不超過 0.5s，校核按0.5s 進行計算。依據 GB50065-2011《交流電氣裝置的接地設計規范》，接觸電壓、跨步電壓按下式校驗：

其中Utouch為接觸電壓差，Ustep為跨步電壓差，t 為最長后備接地保護動作時間，土壤電阻率按49.99Ω·m 計算，有Utouch≤258.13V，Ustep≤295.61V。對照本次測試的最大跨步電壓差和接觸電壓差，均滿足安全要求，因此得出本次測試結果：該廠接地裝置的工頻接觸電壓差和跨步電壓差滿足安全要求。

（四）電氣完整性（導通電阻）測試

對廠區內的接地引下線和金屬構架的電氣連接性進行了測試，試驗注入電流為5A。結果如下：引下線與接地網之間連接良好，所測值都很小，測試值最大為12.6mΩ，均小于規定要求的50mΩ，狀況良好。具體數據見表3：

位置 最小 一般 最大方陣（東） 3.3mΩ 4.8mΩ 8.9mΩ方陣（西） 3.8mΩ 4.6mΩ 6.7mΩ方陣（南） 4.2mΩ 6.3mΩ 9.8mΩ方陣（北） 4.6mΩ 7.4mΩ 12.6mΩ

四、結論及建議

1.該公司測試區域平均土壤電阻率值為49.99Ω·m，接地裝置總體狀況良好，接地裝置的電氣完整性、接地阻抗、跨步電壓、接觸電壓的測量結果符合L/T475-2017《接地裝置特性參數測量導則》相關要求，試驗項目合格。

2.在大地網測試過程中，測量儀器的回路阻抗、電抗分量、輸出電流等參數對測試結果都會造成一定影響，需要進行多次測試排除干擾數據，對測試結果進行綜合分析，得出正確的測試結論。