三極法測量輸電線路桿塔接地電阻應用分析

劉愛華

（廣東電網公司江門供電局，廣東 江門 529000）

接地電阻是接地裝置的一個重要參數，對于線路而言，桿塔接地主要是用于防雷接地，其作用是安全導泄強大的雷電流，使雷電流在短時間內迅速通過接地體流入大地，保證線路設備不會因雷電流的沖擊而損壞，造成線路停電事故。目前，測量桿塔接地裝置接地電阻的測量方法和儀器種類繁多，測量原理不同，適用的條件也不同。當使用條件與要求的條件不符時，將會產生較大的測量誤差，尤其是部分場合使用鉗型接地電阻測量儀測量的桿塔接地電阻誤差較大。另外，在使用補償法測量時，方法不規范也會產生較大的誤差。

在接地電阻測試中，我們常用三極法測量，DL/T 887－2004《桿塔工頻接地電阻測量》標準規定了桿塔工頻接地電阻的術語和定義、測量的一般性規定、測量桿塔工頻接地電阻的三極法。本標準適用于采用三極法測量桿塔的工頻接地電阻。

1 三極法測量原理

三極法是由接地裝置、電流極和電位極組成的三個電極測量接地裝置接地阻抗的方法。輸電線路桿塔接地裝置的接地電阻測試如圖1 所示。

圖1 三極法原理圖

電壓極P 和電流極C 離桿塔基礎邊緣的直線距離dGP =2.5L 和dGC= 4L，L 為接地裝置的最大射線的長度，dGP 為接地裝置G 和電壓級P 之間的直線距離，dGC 為接地裝置G 和電流級C 之間的直線距離。當測量桿塔接地電阻dGC 取4L 有困難時，若接地裝置周圍土壤較為均勻，dGC 可以取3L，而dGP取1.85L。如果被測桿塔無射線，L 可以按照不小于桿塔接地極最大幾何等效半徑選取。

2 選擇性補償法應用

三極法在實際測量中存在著很大的缺陷，即：當桿塔的塔基與桿塔的金屬引下線之間由于土壤的良好導電性能而實際存在的一個土壤電阻（稱為互電阻）時，將對桿塔接地電阻的測量會造成較大的影響，測試數據將較實際值有較大的偏差。放線法和回路法測量的值不是桿塔的真實接地值。由于互電阻的存在，還存在著另外一個電流回路，此回路的存在就干擾了電流表的讀數，造成測量的誤差。需要排除測量的其它電阻分量，如架空地線、桿塔的基礎接地及其互電阻對測量的影響。

針對如何排除互電阻對測量的干擾，選擇性補償法是在三極法（即電流電壓表法）的基礎上，通過在被測極增加一個電流表，測量出通過被測極的電流，用于替代儀表的總電流表，達到屏蔽互電阻及其他分流電阻的目的。該方法對儀表的要求，必須具有電流測量功能，可以測量被測導體的電流，以測量另分支回路的電阻。

選擇性補償法的測試優點是，測試數據為真實的接地電阻，可屏蔽掉影響正常測量的其他分支回路的電阻，特別是互電阻對測量的影響。選擇性補償法測量對儀表的要求：

（1）必須具有電流測量功能，可以測量被測導體的電流，這樣可用于測量個分支回路的電阻。

（2）有較高的測量精度，抗干擾能力強，測試穩定。

3 三極法測量注意事項

根據以往實測經驗和數據表明，測量過程中需注意如下幾點：

（1）測量桿塔的接地電阻前，應拆除被測桿塔所有接地引下線，把桿塔塔身與接地裝置的電氣連接全部斷開。

（2）測量前應核對被測桿塔的接地極布置型式和最大射線長度，記錄桿塔編號、接地極編號、接地極型式、土壤狀況和當地氣溫，按照要求布置電流極和電壓極。布置電流極和電壓極時，應避免把測量用的電壓極和電流極布置在接地裝置的射線上面，且不宜與接地裝置的放射線延長接地極平行或同方向布線。

（3）測量用的電流極和電壓極的回路電阻不應超過測量儀表規定的范圍，否則會使測量誤差增大。可以通過將測量電極更深地插入土壤并與土壤接觸良好，增加電流極導體的根數，給電流極澆水(或鹽水)等方法降低電流極的回路電阻。

（4）盡量減小地下金屬導體的影響。在工業區、居民區或城市內，地下可能具有部分或完全埋地的金屬導體，如：軌道、水管或其它工業金屬管道等。如果測量電極布置不當，地下金屬物體可能會影響測量結果。所以，測量電極應布置在與接地裝置接地線和金屬物體垂直的方向上，且要求最近的測量電極與地下金屬管道之間的距離小于電極之間的距離。

（5）在測量時應注意保持接地電阻測試儀各接線端子、電極和接地裝置等電氣連接位置的接觸良好，采用三端子接地電阻測試儀測試時，應盡量縮短接地極接線端子G 與接地裝置之間的引線長度。

4 三極法測量要點分析

根據輸電線路桿塔接地網多年接地電阻測量的經驗和存在的問題，總結如下要點：

（1）當采用三極法直線測量時，應采用合理的電極布置方式，以提高測量結果的準確性和可信性。

（2）宜采用GPS 進行定位參考，指導電極位置選點、電極距離和夾角是否滿足測試要求，以有效改進測試品質，提高測量效率。目前GPS 的應用已經越來越廣泛，其易用性和輕便性也越來越突出，不僅可以利用GPS 導航功能輔助電極位置選點，還可以利用測距功能校驗電極距離是否滿足測試要求，充分利用這一技術手段可有效改進測試品質，并達到提高工作效率的目的。

（3）在測量前應核對被測桿塔的接地極布置型式和最大射線長度，以便確定測量方法、布線方案和長度，記錄用GPS 定位的電極坐標和放線長度、角度，桿塔編號、接地極型式、土壤狀況、濕度和氣溫等基本測量資料。

（4）當采用上述方法發現接地電阻的實測值與以往的測量結果有明顯的增大或減小時，應改變電極的布置方向，或增大電極的距離，重新進行測量。

5 結束語

在接地裝置的狀況評價和工程驗收時，應根據特性參數測試的各項結果，并結合當地情況和以往的運行經驗綜合判斷，其概要性地反映了接地裝置的狀況，而且與接地裝置的面積和所在地的地質情況有密切的關系。因此，判斷接地阻抗是否合格，首先要參照DL/T 621－1997 中的有關規定，但同時也要根據實際情況，包括地形、地質和接地裝置的大小，綜合判斷。

[1]DL/T 887-2004. 中華人民共和國電力行業標準《桿塔工頻接地電阻測量》[S].

[2]DL/T 621－1997.中華人民共和國電力行業標準《交流電氣裝置的接地》[S].

[3]卞志文，賈雙榮.多極法測量桿塔接地電阻的研究[J].水電能源科學，2010，(12):136-138.