基于變電站地網接地電阻測試技術研究

李京朋

廣西電網有限責任公司桂林供電局 廣西桂林 541002

1 接地電阻概述

接地電阻值的大小是判斷接地系統能否滿足安全運行的重要指標，接地電阻值為短路情況下相對于無窮遠處接地系統的電勢與流經接地網入地電流的比值。在大型發電廠或者變電站中測量接地網的接地電阻大小時，測量引線往往長達數千米且在地形結構復雜的山區以及高樓林立的城區，受地形限制，電壓引線和電流引線往往采用平行布線的方式，此時引線間將存在較大感應電壓，如不消除將給測量結果帶來很大影響。隨著社會的進步，對接地系統的要求較高，地網將會做的越來越大，接地電阻也將會隨之減小。但是大的接地系統必須要足夠長的引線來測量接地電阻，引線間的互感也必然將變大，如果不考慮消除互感，將會降低測量結果的準確性。測試的結果偏大的時候會浪費人力物力，測試結果如果比實際值小將會使電力系統存在安全隱患[1]。

2 接地電阻的測試方法

2.1 三角法測量測試原理

首先，根據場地的實際情況為測試的回路選擇適當的配置。通常在現場繪制電壓表三角測量圖，電壓線和電流之間的角度為30°。所測試地面頻率參數的設備頻率規范的電流必須盡可能分布，并假定網格的對角線長度為d。通常，所測試接地d的電壓、電壓和邊緣之間的距離應大于所測試接地方式的最大對角線長度d的兩倍。

2.2 直線三級法測量測試原理

直線法被視為三角剖分的特殊情況。圖2顯示了一種典型的現場常用電壓方案以及電壓線和電流之間角度為0的電壓線的3針極。設備頻率特性曲線的電流必須盡可能地與接地線（例如，從受保護接地裝置的接地側）相連，并且dCG必須與設備相連，最大對角線d與設備相連。當測試距離出現困難時，大地測量區域中的dCG可以是二維的，地面阻力均勻，地面阻抗不均勻。

3 接地阻抗測試誤差原因分析

接地電阻是指電流由接地裝置流入大地再經大地流向另一接地體或向遠處擴散所遇到的電阻。接地電阻值體現電氣裝置與"地"接觸的良好程度和反映接地網的規模。包括接地導體與接地電阻之間的電阻、接地裝置與接地電阻之間的接觸、兩個接地部分之間的接地電阻等。

接地阻抗必須配有接地電網供電和接地電網電阻，接地電網電阻可以在正常條件下防止冷凝，接地阻抗必須通過接地電阻總數確定。接地阻抗主要受到接地裝置的形狀和接地電阻地影響[2]。

3.1 人為因素的影響

人為操作誤差最難避免，在設計的每一部分都會出現，最常見的錯誤如下：第一，電極的導線長度太短。電流極的導線長度和位置決定電路的電流場分布，從而影響電壓峰值的電壓。電壓極和接地電網之間的電壓差小于實際值，電纜會變長。第二種方法使用的是理論線管長度（距測量電流或電壓的網格邊的線性距離），而不是實際線管長度，這會導致較大的偏差。尤其是在大型接地網上布線的路徑上，實際布線長度通常與理論布線長度相差很大。第三，測量時放置的應力和電流限值不好，導致干擾較大。

3.2 工頻電壓和電流干擾的影響

測量電壓和電流可以在測量電路中長時間同時運行的大型電磁場中進行。特別是高壓阻抗輸入端的電壓測量單元可能導致進一步干擾。典型電壓降介于10V和30V之間。變頻器通常在2A干擾下運行。

3.3 其他影響

環境和氣候變化也會對接地網接地阻抗的測量產生重大影響。例如，下雨后或下雪后測量，潮濕的環境會增加土壤的阻力，并大大測量接地阻抗。干旱和寒冷的季節，土壤的抵抗力與正常情況相比有所上升，如果這時測量，實際的接地電阻很難得到。

4 具體應用案例

某供電局110kV變電站主接地網大小約100米×80米，全接地網等效對角線長度d ～130米。變電站的地質情況不好——1米以下大部分是巖石。電力技術人員設計主網接地電阻要求≤0.5ω，接地設計簡單地打接地樁，接地母線深埋0.8米，沒有特殊的降阻施工方法，完成圖紙內工作負荷所需的測量接地電阻值為1.31ω，不符合接地電阻≤0.5ω要求。經相關技術部門和設計部門審議后，將兩個斜軸添加到變電站，使用離子接地極法降低電阻，經過多次測試后求平均值，接地電阻仍為0.8098ω。主要原因包括以下幾個。（1）主要控制建筑物的地質條件不好；（2）主接地網不合理；（3）該站建造了大量1米深的巖石，主人樓下有部分回填松散的土地，土地抵抗率高。為了遵守接地設計技術規定，必須利用自然接地體，并平衡地網。因此，變電站接地網的降阻變換應基于主接地網，在此基礎上，必須在最近的地方以擴展或深井接地等方式實現有效的降阻，通過改造整個接地網的接地電阻，復合值只有0.412ω[3]。

5 結語

連接到變電站接地網的高低壓電氣設備的接地線、低壓電氣系統接地、電纜屏蔽接地、通信、計算機監控系統設備接地以及變電站維護期間的一些臨時接地在接地電阻大的情況下，電源系統接地故障或其他大電流流入會導致接地電位異常升高，威脅到人身的安全；反擊過電壓會導致低壓設備、輔助設備和電纜絕緣故障，從而導致高壓通道控制系統。有效降低變電站接地網的電阻，對接接地網的優化設計至關重要。