不同儀器對(duì)升壓站地網(wǎng)接地電阻測(cè)試的誤差研究

徐佳陽

(興安盟氣象局，內(nèi)蒙古 興安盟 137400)

1 研究實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作情況

對(duì)于接地電阻的測(cè)試是目前防雷安全檢測(cè)的一項(xiàng)重要參數(shù)，其他的防雷檢測(cè)項(xiàng)目均參考接地電阻測(cè)試，所以對(duì)于接地電阻的測(cè)試尤其是升壓站這類對(duì)于接地電阻精度要求很高的場(chǎng)所來說，其接地電阻值的準(zhǔn)確性就顯得日益重要。目前興安盟地區(qū)還沒有此類針對(duì)于升壓站大地網(wǎng)的測(cè)試研究，但可參考筆者之前參與的“土壤電阻率對(duì)接地電阻測(cè)試的影響”和“輔助測(cè)量線的使用對(duì)接地電阻測(cè)試的影響”這兩個(gè)課題的研究結(jié)果，更好地進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)的研究。在實(shí)驗(yàn)過程中將會(huì)對(duì)幾座升壓站使用不同儀器進(jìn)行大地網(wǎng)接地電阻測(cè)試，積累大量數(shù)據(jù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供支撐。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2.1 使用HM3001、MS1027、A4102 3種儀器進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)

我們將HM3001大地網(wǎng)電阻測(cè)試儀設(shè)置為自動(dòng)變頻電源檢測(cè)，3種儀器都利用直線法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，3種儀器工作指標(biāo)要求不同但工作原理相近。在興安盟公主嶺風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)中，課題組進(jìn)行了大量地實(shí)驗(yàn)，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了系統(tǒng)性地比較分析。

首先用HM3001大地網(wǎng)電阻測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，選定電流極與被測(cè)接地網(wǎng)邊緣的距離為被測(cè)接地網(wǎng)最大對(duì)角線長(zhǎng)度的4倍，據(jù)考證公主嶺風(fēng)電場(chǎng)的升壓站地網(wǎng)的長(zhǎng)寬都為100m，故對(duì)角線的長(zhǎng)度約為140m，電流極與被測(cè)接地網(wǎng)邊緣的距離為560m。電壓極置于零電位區(qū)，在理想狀態(tài)下可認(rèn)為零電位位于電流極與接地電網(wǎng)邊緣距離的0.618倍，為346m，在HM3001大地網(wǎng)電阻測(cè)試儀自校結(jié)束后對(duì)升壓站內(nèi)的主變壓器接地端子進(jìn)行10次測(cè)試，結(jié)果如下：

第1次測(cè)試值(Ω)第2次測(cè)試值(Ω)第3次測(cè)試值(Ω)第4次測(cè)試值(Ω)第5次測(cè)試值(Ω)第6次測(cè)試值(Ω)第7次測(cè)試值(Ω)第8次測(cè)試值(Ω)第9次測(cè)試值(Ω)第10次測(cè)試值(Ω)0.3660.4100.3980.4820.5110.4460.5220.4330.3780.401

把HM3001大地網(wǎng)電阻測(cè)試儀換成MS1027接地電阻測(cè)試儀，其他不變，對(duì)同一測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行10次測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：把MS1027接地電阻測(cè)試儀換成A4102指針式接地電阻測(cè)試儀，其他不變，對(duì)同一測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)指針搖晃劇烈，無法讀出準(zhǔn)確數(shù)值。

第1次測(cè)試值(Ω)第2次測(cè)試值(Ω)第3次測(cè)試值(Ω)第4次測(cè)試值(Ω)第5次測(cè)試值(Ω)第6次測(cè)試值(Ω)第7次測(cè)試值(Ω)第8次測(cè)試值(Ω)第9次測(cè)試值(Ω)第10次測(cè)試值(Ω)4.124.565.664.796.035.444.835.996.224.23

2.1.1 實(shí)驗(yàn)小結(jié)

從這3組實(shí)驗(yàn)中可以看出，HM3001大地網(wǎng)電阻測(cè)試儀測(cè)出來的數(shù)值比較穩(wěn)定，變化幅度最小。用MS1027接地電阻測(cè)試儀雖然可以讀出數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)十分不穩(wěn)定，可信度不高。而A4102指針式接地電阻測(cè)試儀則無法完成該實(shí)驗(yàn)。MS1027和A4102模擬的是幾毫安的測(cè)試電流，采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行大地網(wǎng)測(cè)量時(shí)，無論是接地裝置本身還是接地中，往往存在一定的雜散電流，這些雜散電流不僅流入測(cè)試電流回路中影響電流，還會(huì)在電壓回路形成壓降影響電壓，從而影響R的準(zhǔn)確性。HM3001模擬工頻電流用其進(jìn)行自動(dòng)變頻檢測(cè)能有效消除地網(wǎng)中的雜散電流，抗干擾能力強(qiáng)。

2.2 選擇HM3001大地網(wǎng)電阻測(cè)試儀用三極直線法和三極夾角法檢測(cè)大地網(wǎng)電阻值

我們依然選擇公主嶺風(fēng)電場(chǎng)主變端子測(cè)試點(diǎn)作為三極直線法和三極夾角法的基準(zhǔn)測(cè)試點(diǎn)，首先我們用三極直線法，實(shí)驗(yàn)過程同2.1中檢測(cè)方法，在此不贅述，測(cè)試結(jié)果如下：

第1次測(cè)試值(Ω)第2次測(cè)試值(Ω)第3次測(cè)試值(Ω)第4次測(cè)試值(Ω)第5次測(cè)試值(Ω)第6次測(cè)試值(Ω)第7次測(cè)試值(Ω)第8次測(cè)試值(Ω)第9次測(cè)試值(Ω)第10次測(cè)試值(Ω)0.3660.4100.3980.4820.5110.4460.5220.4330.3780.401

接下來我們采用三極夾角法，選定夾角角度為 30°，電流極與被測(cè)接地裝置邊緣的距離和電壓極與被測(cè)接地裝置邊緣的距離相等，為2倍的地網(wǎng)最大對(duì)角線長(zhǎng)度，為280m，測(cè)試進(jìn)行10次，測(cè)量值如下：

第1次測(cè)試值(Ω)第2次測(cè)試值(Ω)第3次測(cè)試值(Ω)第4次測(cè)試值(Ω)第5次測(cè)試值(Ω)第6次測(cè)試值(Ω)第7次測(cè)試值(Ω)第8次測(cè)試值(Ω)第9次測(cè)試值(Ω)第10次測(cè)試值(Ω)0.4770.4730.4810.4930.4910.4880.4830.4700.4900.484

2.2.1 實(shí)驗(yàn)小結(jié)

對(duì)比以上2種檢測(cè)方法的檢測(cè)值可以看出，夾角法比直線法的值更加穩(wěn)定，變化幅度小，這說明兩極間的互感作用，但是筆者在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)很難用夾角法進(jìn)行布線，受地形影響限制較大，從宏觀上看，利用直線法測(cè)量出來的數(shù)據(jù)誤差也在可接受范圍內(nèi)，所以在無法進(jìn)行夾角法檢測(cè)時(shí)，如果測(cè)量方法得當(dāng)，布線合理，直線法也是不錯(cuò)的選擇，而且操作簡(jiǎn)便。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過本次實(shí)驗(yàn)獲得的大量寶貴數(shù)據(jù)筆者分析得出一些重要結(jié)論：(1)在進(jìn)行大地網(wǎng)接地電阻檢測(cè)時(shí)，選用合適的儀器尤為重要，切勿為了方便利用便攜式接地電阻測(cè)試儀進(jìn)行大地網(wǎng)檢測(cè)，要選用專用的大地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀進(jìn)行檢測(cè)。(2)因?qū)嶋H情況選擇三極直線法或三極夾角法檢測(cè)。三極夾角法比三極直線法測(cè)試值更穩(wěn)定，變化幅度更小，可以有效減小兩極引線間互感耦合對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，但夾角法實(shí)施比較困難，而三極直線法運(yùn)用得當(dāng)，布線合理，也能有效消除引線間的互感耦合影響，而且操作簡(jiǎn)便。