地網(wǎng)接地電阻短距測量方法和降阻新技術(shù)研究

侯玉芬

摘 要：接地系統(tǒng)是保證變電站和發(fā)電站電力輸出穩(wěn)定的重要設(shè)施，其不僅保障了電力供應(yīng)的穩(wěn)定，同時也能夠保障周圍工作人員的個人安全。接地電阻是接地系統(tǒng)中主要的數(shù)據(jù)指標(biāo)，日常工作當(dāng)中當(dāng)電站的運行達(dá)到一定時間后就需要對其接地的電阻進(jìn)行測量，當(dāng)前國內(nèi)接地電阻的測量方式存在一定的問題，測量引線長度過大容易受到外界電磁波的干擾，導(dǎo)致電阻值檢測物產(chǎn)。因此應(yīng)該采取短距測量方法，降低誤差率，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。文章對地網(wǎng)接地電阻短距測量方法進(jìn)行研究，首先對短距測量技術(shù)進(jìn)行了闡述，并介紹了利用空腹式接地降阻技術(shù)，以期能為相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：地網(wǎng)接地系統(tǒng)；電阻短距測量法；降阻技術(shù)

電力系統(tǒng)本身屬于一類復(fù)雜程度較高的系統(tǒng)，其運行的穩(wěn)定性需要較多的后期維護(hù)工作干預(yù)，尤其是地網(wǎng)的接地系統(tǒng)，其對于電網(wǎng)輸電和變電運行的穩(wěn)定性有著直接的影響。隨著國內(nèi)電能需求量的增加，我國輸電網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也在不斷擴大，供電壓強不斷提升，接地短路電流量也在提升。因此地網(wǎng)接地電阻的測量工作更加頻繁，需要轉(zhuǎn)變測量方法，并利用降阻技術(shù)對地網(wǎng)接地系統(tǒng)進(jìn)行改善。

1 接地電阻測量的原理

2 地網(wǎng)接地電阻短距測量方法

地網(wǎng)當(dāng)中接地系統(tǒng)電阻的測量是保證地網(wǎng)運行狀態(tài)的重要方式，當(dāng)前國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的接地電阻測量方式為搖表法、等腰三角形法以及四極法等，為了能夠有效降低輔助電流的誤差，通常將電流極之間的距離控制在4D到5D之間，其中的單位“D”指的是地網(wǎng)對角線的長度。如果此時采用了長距測量方式，則不僅會導(dǎo)致測量工作量增加，同時也容易受到外部和線路內(nèi)電磁波的干擾，應(yīng)采用短距測量方法。

2.1 測量時引線起點的選擇

根據(jù)現(xiàn)代研究顯示，可以將地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)歸納為一個圓形的接地系統(tǒng)，因此在確定地網(wǎng)接地電阻進(jìn)行短距測量位置實際就是對圓形電極進(jìn)行短距測量。在這一體系當(dāng)中將電流的注入點視為該圓形接地系統(tǒng)的中心，也指的是測量引線的起始點位于接地系統(tǒng)的中心部位。但是在實際測量過程中這一中心點很難測定，即便測量后得出該中心點，但該位置也有可能無法使用電器設(shè)備進(jìn)行測量，由此可見測量時引線的起始點不夠明確。從圓形測量理論出發(fā)，當(dāng)測量的引線長度較大時，測量中心所在的測量曲線弧度較小，而此時所產(chǎn)生的偏差能夠被接受。而如果當(dāng)測量的引線較短時，則測量中心所在的曲線弧度也會增加，就會直接導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差[2]。因此在利用短距測量地網(wǎng)接地電阻時不能以中心法選擇引線的起點。而在實際測量過程中，通常情況下將引線的起點選擇在地網(wǎng)接地系統(tǒng)中導(dǎo)體的邊緣部位，這樣就可以有效降低誤差的產(chǎn)生。加之地網(wǎng)本身就是由若干個金屬到底所構(gòu)成，因此可以將其看作等勢體結(jié)構(gòu)，在電流注入方向上，不論是在中心注入，還是在邊緣注入，其所產(chǎn)生的電位分布情況基本相同，因此可以對短距電阻測量法的引線起點進(jìn)行合理選擇。

2.2 短距測量位置的選擇

從理論角度來看，不論電極的引線長度如何選擇，總有一個測量位置的數(shù)據(jù)能夠與真實電阻值相同。但是引線長度越短，測量點的精確度要求也就越高。但是在實際情況下，地網(wǎng)接地電阻的布置環(huán)境復(fù)雜程度較高，大多會受到山地、電網(wǎng)設(shè)備本身等因素的制約，過于強調(diào)測量點準(zhǔn)確性會增加測量人員的工作量。為了有效降低測量人員的工作量，應(yīng)選擇以ID法進(jìn)行測量[4]。

2.3 長方形電網(wǎng)測量的糾正

與圓形電極測量方法類似，長方形電網(wǎng)測量也是地網(wǎng)接地電阻測量的重要計算模式，但這種模式所帶來的誤差問題較為明顯，因此需要對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚ＴO(shè)地網(wǎng)的形狀為長方形，其長邊長度保持不變，設(shè)以引線起點的地網(wǎng)長邊長度為S，其短邊長度與長邊長度的比值作為橫軸坐標(biāo)；接地電阻的誤差率則作為縱軸坐標(biāo)，則可以獲得一個曲線坐標(biāo)圖。當(dāng)測量方向相同時，在同一個橫坐標(biāo)下不同長邊長度的電阻值誤差率較小，也就是說不論長方形長邊長度具體數(shù)值是什么，其地網(wǎng)接地電阻測量值誤差率均趨向于0[5]。利用這種測量方法所獲得的測量值誤差率低于2%～10%，對于電力工程來說這種誤差值在能夠接受的范圍內(nèi)。

3 地網(wǎng)接地電阻降阻新技術(shù)

在地網(wǎng)電阻率較高的地區(qū)，規(guī)模較小的變電站的接地電阻無法達(dá)到地區(qū)地網(wǎng)的需求，因此需要利用各類降阻技術(shù)來滿足需求。例如自然接地法、填充劑降阻法、外引接地設(shè)備法等，但這種技術(shù)均存在明顯的問題，不能對各種工程均滿足，因此應(yīng)該選擇空腹式接地設(shè)備技術(shù)。

這種接地設(shè)備的主體是由2個直徑在80cm的空腹半球做組成，在空腹鐵球內(nèi)需要填充如體積約為鐵球內(nèi)體積1/3的粘土，然后將這一半空腹球體裝入到直徑約為200cm、長度為200cm的圓柱體當(dāng)中。將圓柱體埋于地網(wǎng)之下，并利用粘土對坑洞進(jìn)行回填，用水澆筑后夯實粘土。然后通過圓柱體頂部的引水管向圓柱體內(nèi)注入大量的水，直至圓柱體完全充滿。需要注意的是，在粘土回填以前需要在圓柱體上做多個滲水的小孔，這樣圓柱體內(nèi)的水會不斷向粘土當(dāng)中滲透。最后將圓柱體與地網(wǎng)的接地引線焊接即完成安裝[6]。這種空腹降阻設(shè)備可以隨時向內(nèi)部注水，對干燥、山地、巖石等地形的地網(wǎng)作用更加明顯，并且還能夠起到極好的防雷擊作用。根據(jù)電阻基礎(chǔ)知識可以了解到，當(dāng)電阻接觸水后其電阻值會明顯下降，而空腹式接地裝置就是利用緩慢滲水的方式，降低周圍土壤的電阻值，同時對周圍的地網(wǎng)接地體也產(chǎn)生影響，進(jìn)而降低地網(wǎng)整體的電阻值，從而滿足當(dāng)?shù)刈冸娬镜男枨蟆?/p>

4 結(jié)語

地網(wǎng)的接地電阻在測量時可以利用短距測量法，這種測量方式不僅能夠降低測量人員的工作量，同時還可以有效降低測量時產(chǎn)生的誤差。

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Research on Ground Network Grounding Resistance Short Distance Measurement Method and Drag Reduction Technology

Hou Yufen（State General Administration of Press and Publication， Radio and Television Five Six Four， Beijing 102434， China）

Abstract： Grounding system is to ensure that the transformer substation and power plant power output stability of the important facilities， it not only guarantee the stability of the power supply， at the same time also can ensure the personal safety of staff. Grounding resistance is the main data index in the system， daily work when the operation of the plant reaches a certain time and then need to measure the resistance of ground， the current domestic grounding resistance measurement mode has certain problem， measuring the lead length too vulnerable to external electromagnetic interference， lead to resistance testing products. So you should take a short distance measuring method， reduce the error rate， ensure the accuracy of the measurement results. Articles on a fixed ground resistance short distance measurement method is studied， first explains the short distance measurement technology， and introduced the use of hollow grounding resistance reduction technology， in order to provide references for related work.

Key words： network grounding system； resistance of short distance measurement method； drag reduction technology