基于8000(S)設(shè)備的變電站場區(qū)電位梯度測量

張明舉 石峰

摘 要：場區(qū)地表電位梯度是用來表征接地裝置運行狀況的重要參數(shù)之一，測量變電站場區(qū)地表電位梯度能夠為檢測接地網(wǎng)是否可靠運行提供科學和客觀的判據(jù)。現(xiàn)采用8000（S）設(shè)備對我市某變電站進行場區(qū)地表電位梯度測量，并從電位梯度的角度對該站接地系統(tǒng)給予評價。

關(guān)鍵詞：變電站;接地網(wǎng);差頻測量;電位梯度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.152

1 電站場區(qū)地表電位梯度的目的

接地裝置是變電站設(shè)計過程中要求最為嚴格的裝置之一。電廠、變電站接地裝置是廠區(qū)內(nèi)所有電氣設(shè)備的安全基石，與電力生產(chǎn)安全息息相關(guān)，是電力系統(tǒng)安全運行的重要防線。在近年來電力系統(tǒng)中發(fā)生的許多重大電氣事故，究其原因都與接地裝置的缺陷存在關(guān)聯(lián)。

發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)的主要功能有兩個，其一是保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，其二是確保作業(yè)人員的安全。當發(fā)生接地短路時，短路電流就會經(jīng)過接地系統(tǒng)流入大地。一方面接地系統(tǒng)會在短路電流的作用下產(chǎn)生地電位升，如果此時接地阻抗較大，就容易形成地網(wǎng)電位的異常升高;另外一方面，短路電流會在接地系統(tǒng)上引起不均衡的電位分布。如果接地系統(tǒng)設(shè)計不合理則會導(dǎo)致接地系統(tǒng)本身局部電位差超過安全值。檢測變電站接地裝置是否可靠運行是一項至關(guān)重要的試驗項目。變電站場區(qū)地表電位梯度是當接地短路電流或試驗電流流過接地裝置時，被試接地裝置所在的場區(qū)地表面形成的電位梯度。場區(qū)地表電位梯度是一個重要的表征接地裝置狀況的參數(shù)。

在《中華人民共和國電力行業(yè)標準》DL/T 475-2006《接地裝置特性參數(shù)測量導(dǎo)則》中有如下參考規(guī)則，“場區(qū)地表電位梯度是一個重要的表征接地裝置狀況的參數(shù)，大型接地裝置的狀況評估及驗收試驗，都應(yīng)測試接地裝置所在場區(qū)的電位梯度分布曲線，中小型接地裝置則應(yīng)視具體情況盡量測試，某些重點關(guān)注部分也可測試。”因此，測量變電站場區(qū)地表電位梯度能夠為檢測接地網(wǎng)是否可靠運行提供科學和客觀的判據(jù)。

2 接地裝置特性參數(shù)測試系統(tǒng)8000（S）簡介

8000（S）發(fā)電廠、變電站接地裝置特性參數(shù)測量系統(tǒng)是由廈門紅相電力設(shè)備股份有限公司開發(fā)的一套能夠有效測量接地裝置特性參數(shù)的測試系統(tǒng)。

8000（S）系統(tǒng)采用DL/T475-2006推薦的異頻小電流測試方法，通過向被測地網(wǎng)注入一個非工頻信號來實現(xiàn)對接地裝置特性參數(shù)的測試，一般是取在工頻信號附近的幾個赫茲的信號做為測量的輸入信號。實驗電流一般在3～20A，頻率在40～60Hz，異于工頻又接近工頻。實際測試一般取45～55Hz。異頻測量還可以避免噪音信號和工頻信號的干擾，使測量結(jié)果更加精確。異頻測量以其經(jīng)濟、安全的特點，已在國內(nèi)外廣泛使用。

3 測試方法

我公司于今年四月對我市某220kV變電站進行了變電站場區(qū)地表電位梯度測試，具體方法如下。

（1）將被試場區(qū)劃分為220kV場區(qū)和66kV場區(qū)，場區(qū)電位分布用場區(qū)兩寬的中點連線來表述。測量220主場區(qū)的對角線長度D，在距離主場區(qū)邊緣4倍D距離以上的一點打一個地樁，此地樁為試驗中的電流極。在場區(qū)南側(cè)中心選擇一個與主網(wǎng)連接良好的接地引下線作為電流注入點。

（2）用試驗電源E連接電流極和之前選好的電流注入點。

（3）在電流注入點附近選擇一點為參考點，用導(dǎo)線將該參考點連接到4025D的紅色（黑色）電壓端子，參見圖2;然后將電位極至于該點，并用導(dǎo)線將電位極連接至4025D的黑色（紅色）電壓端子。

（4）從起點等間距d（d取2m）測試地表與參考點之間的電位梯度U，直至場區(qū)北側(cè)中心。將這些數(shù)據(jù)繪制出U-X曲線，即場區(qū)地表電位梯度分布圖。

（5）在66kV場區(qū)按照上述方法測量66kV場區(qū)的電位梯度。

4 結(jié)果與結(jié)論

如圖所示，220kV場區(qū)在0～60m范圍內(nèi)存在很明顯的電位差，點位波動也比較大大。由此可推斷此區(qū)域地網(wǎng)存在缺陷，其原因可能是接地裝置焊接不良、地網(wǎng)腐蝕老化，亦可能是此處土壤電阻率比較高，建議測量土壤電阻率進一步觀察。66kV場區(qū)電位差不明顯，電位分布比較均勻，曲線尾部上翹程度在正常范圍內(nèi)，接地狀況比較理想。

參考文獻：

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