采用異頻法測量淇澳橋大型地網接地阻抗的實踐

黃 云，方文海，秦俊萍

（1.珠海市公共氣象服務中心，廣東 珠海 519000；2.珠海市斗門區公共氣象服務中心，廣東 珠海 519000）

1 基本情況

淇澳，珠江口西岸一個只有20多平方公里的海島，四面臨海，淇澳大橋西接珠海唐家灣鎮，東連接淇澳島，是珠海市區與淇澳島交通的必經之路。大橋建設至今約17a，其防雷接地裝置受自然條件的影響，不可避免的產生腐蝕及老化，對大橋自身的直擊雷安全可能存在一定的影響。為充分了解大橋防雷接地裝置現狀，對大橋接地網進行測試。

2 采用異頻法的原因

為什么采用異頻法對大型地網進行測試，要從影響接地裝置接地阻抗的主要因素來考慮，其主要因素有以下幾種：高頻干擾、帶電運作的線路、測量回路的互感、地中零序電流及地下導體。

其中，地下導體的影響可在布置接地極時，通過實地勘察，使接地極盡量遠離地下導體；測量回路的互感的影響可通過布置測量線路時來減少或避免；高頻干擾、帶電運作的線路及地中零序電流的影響等幾方面，在采用傳統的工頻電流測試方法的情況下，很難得到有效的解決，如傳統工頻電流測試的過程中，采用加大工頻電流、采用倒相法來解決地中零序電流的影響，但是加大工頻電流，一是增加了測試過程中的風險，過大的電流反過來對運行中的設備、線路也可能產生影響，二是在一些特殊的地形環境下，很難使測試電流提升到期望的數值；倒相法則可能導致地中電流不穩定。

因此，經過綜合考慮，采用異頻法可較有效改善上述的問題。

3 采用的儀器參數及特點

3.1 儀器參數

表1 HVJE／5A異頻接地阻抗測試儀參數

3.2 儀器特點

（1）儀器內置的變頻試驗電源可輸出47.37Hz和52.63Hz兩種頻率的試驗電流，分別以47.37Hz和52.63Hz的試驗電流進行兩次測試，折算到50Hz后取其平均值為測量結果。

（2）儀器的測量內容包括地網的接地阻抗Z、純電阻分量R和純感抗分量X。

（3）儀器采用智能化控制，可以自動判斷電流回路的阻抗，并據此自動調節異頻電源的輸出電流值（額定輸出電流為5A），無須人為干預，即可自動完成測試任務。

4 測量方法與過程

4.1 確定測量接地裝置最大對角線長度D

經過實測，橋面主地網的對角線長度D＝1.35km。測試當天天氣：晴天，地面干燥。

4.2 測量回路布置方式

在接地阻抗的測試中，合理的布線對測量結果的影響相當重要，布線時應遵循以下原則：盡量避開河流、湖泊；盡量遠離地下金屬管路和運行中的輸電線路，避免與其長段并行，當與其交叉時應垂直跨越；注意減小電流線與電位線之間的互感的影響；在測量變電站接地極的時候，應使用絕緣鞋、絕緣手套、絕緣墊及其他防護手段，才可測試其接地極。

受淇澳大橋周邊的地理位置及交通現狀等條件的限制，選擇平行直線法布置的電流－電壓法測量地網異頻接地電阻，布線選擇從大橋東北側往淇澳島方向延伸。其連接示意圖如圖1。

圖1 直線法接線示意圖

從淇澳大橋靠淇澳島測接地測試（N：22.391731°，E：113.613686°），電流極線路從淇澳大橋東北側引出，朝珠海北大附屬實驗學校（往西南）方向布置線路，最終找到輔助電流極和輔助電壓極，電流極坐標（N：22.397874°，E：113.638310°），該項目場地所在區域土壤電阻率較為均勻，取電流極距地網邊緣dCG＝2D＝2640m，電流極利用雙根∟50mm×50mm×5mm、長約2.0m的角鋼打入回填軟土中，測量輔助電流接地極接地電阻為1.89歐姆；電壓極坐標（N：22.394416°，E：113.628669°），電壓極距地網邊緣dPG＝1570m，電壓輔助極采用雙根∟50mm×50mm×5mm、長約2.0m的角鋼打入回填泥地中，測量輔助電壓接地極接地電阻為5.75歐姆。測試中電流線路和電壓線路均選用80芯2.5mm2雙皮銅芯聚氯乙烯絕緣電線電纜。

4.3 測試過程及操作注意事項

（1）接好儀器的安全接地端子，以保障安全；

（2）接好電流和電壓測試回路，C2和P2端子分別接至接地網，C1端子連接至被測地網的輔助電流極，P1端子連接至被測地網外的輔助電壓極；

（3）連接儀器工作電源（AC 220V±10%），確認接線及電壓極、電流極沿線看護無誤之后，打開儀器電源開關；

（4）分別選擇測量頻率 47.37Hz 和 52.63Hz，并選擇自動測量輸出電壓、回路阻抗、干擾電壓、接地電抗及接地電阻值等各項參數；

（5）測量結束后，斷開試驗電源開關，拆除臨時接線，恢復試驗現場原狀；

（6）收回所有測量電線；

（7）對多組數據進行分析，最后得出測量結果。

4.4 地網工頻接地阻抗測量數據及結果分析

使用HVJE／5A異頻接地阻抗測試儀測量，測量結果見表2。

此次選用 47.37Hz／52.63Hz 的異頻法測試 ，現場測試時，主橋地網存在自感較小，且干擾電壓小；布線時，盡量將電流線路與電壓線路分開布置線路，避免電纜線間的相互感應，測量結果中接地阻抗值、電感阻值及純電阻值穩定，變化不大，因此以求多組接地電阻值的平均值作為該次主橋地網的測試結果。

表2 HVJE／5A異頻接地阻抗測試儀測量結果

綜合以上分析，采用平行直線法布置的電流－電壓法測量珠海淇澳大橋主橋地網接地電阻值為0.941Ω。

［1］陽宏聲，林為東，楊召緒，等.淺談雷災調查鑒定方法［J］.氣象研究與應用，2012，33（2）：118－121.

［2］黃建林，張勇，劉丁維.近 10a 信宜市雷擊災害分析［J］.氣象研究與應用，2012，33（S1）：316－317.

［3］張月紅，勞紅福.一次雷擊事故的淺析［J］.氣象研究與應用，2011，32（4）：173－176.

［4］李傳龍，高皴，蒙小亮.萬寧市區雷暴特征初步分析與雷電防擴［J］.氣象研究與應用，2011，32（1）：104－107.

［5］李遠輝，李建勇.江門雷電活動特征及其對防雷減災的意義［J］.氣象研究與應用，2010，31（S2）：188－190.

［6］朱明，潘杰麗，李會玲.一次雷擊事故成因分析及其預防措施［J］.氣象研究與應用，2007，28（4）：67－68.

［7］劉謙，郭媚媚，翁佳烽，等.肇慶雷暴天氣特征及分型［J］.廣東氣象，2015，37（2）：5－8.

［8］毛慧琴，宋麗莉，劉愛君，等.廣東省雷暴天氣氣侯特征分析［J］.廣東氣象，2005，27（2）：7－9.

［9］劉三梅，胡銳俊，曾陽斌，等.2012年廣東省雷電活動特征與雷電災害損失淺析 ［J］.廣東氣象，2013，35（5）：46－48.

［10］胡定，陸曉麗.一次雷擊事故的調查分析與啟示［J］.氣象研究與應用，2011，32（3）：108－110.

［11］陳健.淺談雷電災害的調查與鑒定［J］.氣象研究與應用，2014，35（1）：104－106.

［12］胡方慧，王健，馬林.關于規范化防雷裝置檢測報告的探討［J］.氣象研究與應用，2016，37（2）：100－102.

［13］羅天龍.電涌保護器的簡易檢測方法［J］.氣象研究與應用，2013，34（2）：92－94.

［14］黃偉信，劉艷輝，王芳，等.淺談低壓配電系統電涌保護器 SPD 的應用 ［J］.氣象研究與應用，2012，33（S1）：345－346.