大地網檢測綜述

趙江

摘要：對于接地網的測試往往僅局限于測量接地電阻的大小。接地阻抗低并不意味著接地網安全，要進行全面評估。對于大型地網，“接地電阻”呈現出較明顯的“復數阻抗”性質，即包含電阻分量、電抗分量，所以應當采用“接地阻抗”的概念取代“接地電阻”。不能僅以接地電阻作為接地系統的安全判據已成行業共識。

Abstract： Testing of grounding grids is often limited to measuring the magnitude of grounding resistance. A low ground impedance does not mean that the grounding grid is safe and should be fully evaluated. For large ground networks， the "grounding resistance" exhibits a more obvious "complex impedance" property， which includes the resistance component and the reactive component， so the concept of "grounding impedance" should be used instead of "grounding resistance". It is an industry consensus that the grounding resistance cannot be used only as a safety criterion for grounding systems.

關鍵詞：系統接地;測試;方法

Key words： system grounding;test;method

中圖分類號：[P258]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）28-0287-02

0? 引言

大型接地裝置的交接試驗應進行各項特性參數的測試，正常情況下應5-6年測試一次，遇有接地裝置改造或其它必要時，應進行針對性測試。對于土壤性較強的區域，應縮短測試周期。輸電線路桿塔接地裝置的測試周期依據CL/T741-2010架空輸電線路運行規程進行。高壓直流電系統換流站接地裝置的測試周期參照500kV變電站，直接接地極的各項特性參數的測試除新建交接時進行外，一般5-6年測試一次或有必要時進行測試。

1? 接地裝置的分類與類型

1.1 接地裝置的分類

接地分為電力系統接地，保護接地，防雷接地，屏蔽接地，防靜電接地，等電拉接地，信號接地等。

1.2 大型裝置接地常見類型

變電廠，火電廠，水電廠，煉油廠，化工廠，風電廠，鋼鐵廠，電氣化鐵路，港口等。

2? 接地網安全狀態測量評估內容方法

2.1 內容

①電氣完整性的測試;

②是變電站接地阻抗的測量;

③接觸電位差、接觸電壓和跨步電位差和跨步電壓的測量;

④地表電位梯度及分流系數的測量;

⑤接地網安全狀態的分析評估。

2.2 方法

①接地網安全狀態評估工作主要是結合現場測試和理論計算，準確給出接地網入地故障電流、接地阻抗、接觸電位差、跨步電位差、地網電位分布、地網完整性等。

②地網金屬導體腐蝕情況目前通過開挖來進行檢查（按用戶的需求選擇）。

③計算內容多，測量計算工作量大。

3? 現場測試方法

3.1 典型配備

大功率信號源，耦合變壓器，選頻萬用表，外接電流鉗。

3.2 大功率信號源

主要技術參數：

大功率變頻信號源主要作用是為測試提供一個可變頻的電流信號，根據用戶要求的不同可選擇2kW-20kW或定制的功率大小。

電源電壓：AC 220V或380V。

功率：（5kW～20kW可選）。

波形畸變率：≤1%。

頻率調節范圍：45～65Hz。

步進頻率：1Hz。

3.3 選頻萬用表

電壓量程：20mV/200mV/2V/20V/200V自動換擋。

電流量程：0.2A/2A/30A，自動換擋。

外接電流互感器可測量任意大小電流。

測量頻率范圍：40～70Hz。

步進頻率：1Hz。

電壓分辨率：0.01mV。

電流分辨率：0.01A。

測量精度：1.0級。

3.4 接地阻抗的一般判斷方法

根據GB50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》要求接地阻抗滿足：

Z≤2000/I或Z≤0.5Ω（當I？芏4000A時），I—經接地網流入地中的短路電流（當d（1，1）時，是I1+I2+I0;當d（1）時，則是零序電流I0）。d（1，1）—兩相接地短路，d（1）—單相接地短路，隨著電網容量的增大，單相接地短路電流達到幾千安甚至幾十千安。一般110kV以上電壓等級的變電站都要滿足接地阻抗Z≤0.5Ω，如不能滿足上述標準，必須進行降阻改造。目前220kV地網Z約100mΩ左右，500kV地網Z約50mΩ左右。

3.5 電氣完整性測試

不同場所的接地裝置電氣完整性測試的范圍分別如下：

①變電站的接地裝置：各個電壓等級的場區之間;各高壓和低壓設備，包括構架、分線箱、匯控箱、電源箱等之間;主控及內部各接地干線，場區內和附近的通訊及內部各接地干線之間;獨立避雷針及微波塔與主地網之間;以及其它必要部分與主地網之間。

②電廠的接地裝置：除變電站內容同上，還應測試其它局部地網與主地網之間;廠房與主地網之間;各發電機單元與主地網之間;每個單元內部各重要設備及部分，避雷針，油庫，水電廠的大壩，以及其它必要的部分與主地網之間。

③換流站和直流接地極、風電升壓站、光伏電站、儲能電站、電鐵牽引站等，測試范圍參照變電站。

測試中應注意減小接觸電阻的影響。當發現測試值在50mΩ以上時，應反復測試驗證。

3.6 變頻電源和耦合變壓器保持恒定電流輸出，（例如：10A），需要注意的是當儀器滿功率輸出的時候，成套儀器不要超過15分鐘。

4? 測試安排注意事項

統籌安排、分工合作：分三組以上的工作小組，每組設一負責人。第一組負責廠內電源取得，場內儀器的擺放，測試電流入地點的選擇，地表電位梯度的走向以及跨步電壓和接觸電壓的測試取點，同時測場內的電氣完整性;第二組負責場外放置電流線及電流極，還有沿線關鍵節點的看護工作;第三組負責放電壓線及電壓極，電壓極的看護，還有關鍵節點的看護。

試驗前請確保變頻信號源、耦合變壓器的接地端子可靠接地。耦合變壓器輸出側尾端（黑色）端子也接到當前被測地網引下線。設備使用人員須具有電氣試驗上崗證，并對該試驗設備的測試原理及方法有充分的認識。請按《電力安規》規定，在工作電源進入設備前加裝兩個明顯斷開點，當接線時應將兩個斷開點明顯斷開。耦合變壓器最高可輸出約1000V交流電壓，所以通電之前請確保所有人員遠離電流極及電流線，并在試驗全程注意電流線沿線及電流極看護，勿讓人畜靠近！電流線、電壓線布線時注意金屬導體部分不要接觸地面。變頻信號源輸出應該從零啟動，請確保在按下變頻信號源復位按鈕（輸出允許）之前，請將輸出調節旋鈕歸零，此時變頻信號源面板上的輸出電壓指示應為0。供電電源上的漏電保護開關須拆掉，某些漏電保護開關過于靈敏，可能會引起漏電保護跳閘。

5? 結論

綜合上所述，接地電阻值較高，約為1Ω，是否改造，需要進一步研究，從電氣導通上有少數一些設備應處理，絕大部分狀況良好，大部分場區電位分布基本均勻，少數區域有問題，設備接觸電勢較低，另外主控中各低壓電子設備儀器所有應接地的工作點是否真正接到工作地上，也應由變電所有關專業人員徹底排查。

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