新鄭機場T2航站樓大型接地裝置的性能測試

李森

摘要：T2航站樓為鄭州新鄭國際機場二期擴建工程的核心項目。由于T2航站樓接地裝置規模龐大且形狀特殊，普通的便攜式接地電阻測試儀難以準確評估其性能。河南省防雷中心利用國內先進的變頻大電流測試系統對其開展性能試驗，對該接地裝置進行定性分析。

Abstract： T2 terminal is the core project of the second phase expansion project of Zhengzhou Xinzheng international airport. The grounding device of T2 terminal is large and in special shape， so the ordinary portable grounding resistance tester is difficult to accurately assess its performance. Lightning Protection Center of Henan Province uses advanced frequency conversion large current test system to test its performance and carries out qualitative analysis of the grounding device.

關鍵詞：接地裝置；接地性能試驗；大地網測試

Key words： grounding device；grounding performance test；geodetic network test

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）08-0142-02

0 引言

接地性能測試是建筑電氣施工質量檢驗的重要環節。在建筑行業，多數施工單位和檢測機構使用便攜式接地電阻測試儀（如ZC-8型或4102型）進行測量。這些簡易儀器的測試電流大都小于20mA，引線長度不大于40m，僅適用于對角尺寸幾十米以內的小型接地裝置，無法對大型接地裝置（等效面積大于5000m2）進行性能測試。

鄭州新鄭國際機場T2航站樓呈扁平的X型，總建筑面積約48.5萬m2，占地面積16萬m2，南北長1121m，東西寬405m。由于其接地裝置規模龐大且形狀特殊，便攜式接地電阻測試儀難以有效評估其性能[1]。國內開展類似測試的先例很少，且尚無明確的測試方法。河南省防雷中心采用電力行業大型地網的測量方法[2]，利用國內先進的變頻大電流測試系統DF9000對其開展性能試驗。

1 項目概況及試驗設計

T2航站樓位于新鄭機場現有航站區的東側，年預計雷擊次數為1.0038次，設計為二類防雷建筑物。其利用樁內鋼筋作垂直接地體，利用基礎梁或結構底板內鋼筋作水平接地體。當基礎梁之間底部鋼筋在承臺處沒有貫通時，要求橫向與橫向基礎梁之間、縱向與縱向基礎梁之間至少有兩根鋼筋進行電氣連通。

根據現場勘查，T2航站樓接地裝置為異性網狀結構，且規模異常龐大。其主樓B區的地網尺寸達520m長、192米寬，對角尺寸達550m。若連同四角指廊的地網，其對角尺寸將達1120m。由于施工場地的限制，試驗布線的最遠距離僅為550m，難以達到測量導則建議的距離。

由于本次試驗的目的是對其接地裝置進行定性分析，判斷其接地阻值是否滿足圖紙設計要求（小于0.5Ω），并將試驗點作為后續接地導通試驗的基準點[3]。因此，在近距離布置測試回路時，直線法中使電位極的距離為電流極間距的0.64倍，夾角法中使測試引線的夾角為24°，所得的測試值略大于理論值[4]。

2 試驗過程

2.1 大地網測試

在T2航站樓A區，使用直線電位補償法布置輔助接地極。電流極C距地網550m。分別在兩個位置（距離地網370m和350m）布置電壓極P進行測試（圖1所示）。注入E點電流的幅值保持在10安培，頻率分別為55Hz、50Hz和45Hz。在C區，采用夾角法布置測試回路，C極和P極分別距地網約380米和350，電流引線與電位引線的夾角∠CEP約為24°。注入E點電流的幅值保持在8安培，頻率分別為55Hz、52Hz、48Hz和45Hz（試驗值見表1）。

2.2 普通儀器的測試

在以上兩點，使用常見的便攜式接地電阻測試儀進行對比測試（見表2），如以下三種儀器：北京遠東ZC-8；日本克列茨4105A；德國美翠MI 2127。

3 小結

本次試驗的兩個測試點間距遠，基本位于接地網的兩端，且輔助測試極采用不同的方法布置。兩次大地網測試的均值相近，可確定T2航站樓的接地電阻遠小于0.5Ω，滿足設計要求。該接地裝置的電抗成分大于電阻成分，且顯容性。其阻抗、電阻和電抗隨頻率升高而增加，試驗電流與測得電壓間的相位差基本不變。

普通儀器的測試值大于大地網試驗的電阻值，且未能明確電抗和電阻成分的大小。不同設備測試結果的差距較大，與其測試電流小、易受施工現場復雜環境干擾有關。

通過本次大地網性能測試，可得到如下經驗和操作要點：

①接地電阻僅為接地阻抗中的電阻性成份。而接地阻抗是接地裝置的重要參數，但并非唯一的、絕對的參數指標。它與接地裝置的尺寸相關，更受土質、含水率和溫度等多種周邊土壤環境因素的影響，且在不同的測試激勵下產生不同的相應。

②采用直線法布置回路時，電位極距被測地網越近，測試值越小；電位極距電流極越近，測試值越大。電流極距離被測地網越遠，采用0.618法則得到的測試值越小。采用夾角法布置回路時，若兩條測試引線的長度相當，夾角越小至測試值越大；若夾角固定，測試引線越長值越小。

③當無法嚴格按照測量導則布置回路時，雖無法準確獲知地網阻抗的理論值，但小于地網尺寸的近距離布線也可以對其進行定性分析。可適當提高電位極的距離比或減小兩測試極的夾角，使依據測試值的a定性判斷更為嚴謹。

參考文獻：

[1]許秀明.浦東機場T2航站樓超大型接地網接地電阻的測試[J].上海空港（第6輯），2008：55-56.

[2]國家發展和改革委員會.DL/T 475-2006接地裝置特性參數測量導則[S].北京：中國計劃出版社，2006.

[3]唐馨庭.首都國際機場T3A主樓防雷、接地工程施工[J].建筑電氣，2009，28（9）：42-46.

[4]陳先祿，劉渝根，黃勇.接地[M].重慶：重慶大學出版社，2002：140-142.