接地裝置特性參數(shù)測量

接地裝置特性(tèxìng)參數(shù)測量主講(zhǔjiǎng)：黃雁2011.9精品資料

所謂電氣(diànqì)試驗就是電氣(diànqì)設備絕緣試驗。

對電氣設備按規(guī)定的試驗條件（如試驗設備、環(huán)境條件、試驗方法和試驗電壓等）、試驗項目進行的試驗，以發(fā)現(xiàn)電氣設備的缺陷或隱患(yǐnhuàn)。電氣試驗是判斷電氣設備能否投入運行或能否繼續(xù)安全運行的重要措施。精品資料電氣設備絕緣的主要作用就是使帶電導體對地和其它部件隔離開來。如果絕緣有缺陷，投運后絕緣就有可能被擊穿，發(fā)生短路或接地(jiēdì)事故，導致設備的損壞或爆炸，甚至引起電網(wǎng)大面積停電的嚴重事故。為什么必須做電氣(diànqì)試驗

電氣設備投運后，要承受各種工作條件的考驗，如過電壓、過電流、長期發(fā)熱、機械力或電動力、雨雪臟污等環(huán)境條件的作用，使絕緣內(nèi)部產(chǎn)生缺陷。

制造廠在生產(chǎn)電氣設備的過程中，如果要求不嚴、工藝不良、材質(zhì)不好，往往可能在設備內(nèi)部絕緣上留下局部缺陷。在電氣設備運輸和安裝過程中，如果不注意，也有可能造成設備的絕緣損傷。要發(fā)現(xiàn)上述的絕緣缺陷，只有靠電氣試驗。

精品資料目錄(mùlù)1接地裝置一般知識2接地裝置特性(tèxìng)參數(shù)測試的基本要求3接地裝置的電氣完整性測試4接地阻抗的測試5土壤電阻率的測試6高土壤電阻率地區(qū)降阻措施精品資料1接地裝置一般知識(zhīshi)

1.1電氣設備接地的分類(1)工作接地。這是根據(jù)電力系統(tǒng)的正常運行方式的需要而將網(wǎng)絡的某一點接地。(2)保護接地。這是為了人身安全而將高壓電氣設備的外殼(包括電纜外皮)接地，這叫做“接地保護”。(3)防雷接地。各種防雷裝置的接地是為了讓強大的雷電流安全導入地中(dìzhōnɡ)并均勻分布開去，以減少雷電流流過時引起的電位升高。精品資料1.2術語(shùyǔ)和定義接地裝置是保證人身安全以及電氣設備和過電壓保護裝置正常工作的重要措施之一，它包括埋入地中直接與大地接觸的金屬導體，或稱接地體，以及連接(liánjiē)接地體與電氣設備接地部分的接地線。精品資料1.2.1接地極埋入地中并直接與大地(dàdì)接觸的金屬導體。1.2.2接地線電力設備應接地的部位與地下接地極之間的金屬導體，也稱為接地引下線。1.2.3接地裝置接地極與接地線的總和。精品資料1.2.4大型接地(jiēdì)裝置100kV及以上電壓等級變電所的接地(jiēdì)裝置，裝機容量在200MW以上的火電廠和水電廠的接地(jiēdì)裝置，或者等效面積在5000m2以上的接地(jiēdì)裝置。1.2.5接地(jiēdì)網(wǎng)由垂直和水平接地(jiēdì)極組成的，供發(fā)電廠、變電所使用的，兼有泄流和均壓作用的水平網(wǎng)狀接地(jiēdì)裝置。精品資料精品資料2接地裝置特性參數(shù)測試的基本(jīběn)要求2.1電力系統(tǒng)(diànlìxìtǒnɡ)接地研究的意義

案例1：1986年4月25日，湖北省潛江變電站,接地電阻高達1.5Ω，由于線路故障引入變電站，35kV設備多處放電、燃燒，并發(fā)展為相間短路，同時高壓竄入用電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)及保護回路，造成失火及大量設備損壞，引起110kV、9.0MVA主變燒壞，事故損失達3000萬元。精品資料近年來國內(nèi)發(fā)生的幾起接地網(wǎng)擴大事故，多是因為接地引下線因腐蝕使導通截面縮小，在通過(tōngguò)大接地短路電流時引下線被熔斷。短路電流通過(tōngguò)控制電纜流向主控室的接地回路。燒毀主控室保護設備，使得操作直流電源短路而熔絲熔斷，斷路器無法跳閘。案例2：1996年4月12日，山東煙臺220kV福山變電站＃1主變由于110kV側(cè)中性點接地不良，在110kV幸山線A相同期PT發(fā)生污閃時，大電流竄入二次，造成(zàochénɡ)直流電源消失，保護拒動，引發(fā)全站停電事故，二次設備損壞嚴重。精品資料2.2測試項目電氣完整性測試（地網(wǎng)導通試驗(shìyàn)）接地阻抗測試接觸電位差、跨步電位差測試等在其他接地裝置的特性參數(shù)測試中應盡量包含以上內(nèi)容。精品資料2.3測試(cèshì)時間接地裝置的特性(tèxìng)參數(shù)大都與土壤的潮濕程度密切相關，因此接地裝置的狀況評估和驗收測試應盡量在干燥季節(jié)和土壤未凍結(jié)時進行;不應在雷、雨、雪中或雨、雪后立即進行。精品資料2.4測試(cèshì)周期大型接地裝置的交接試驗應進行各項特性參數(shù)的測試;電氣(diànqì)完整性測試宜每年進行一次;接地阻抗、跨步電位差、接觸電位差等參數(shù)，正常情況下宜每6年測試一次;遇有接地裝置改造或其他必要時，應進行針對性測試。

精品資料2.5測試結(jié)果的總體(zǒngtǐ)評估與判斷進行接地裝置的狀況(zhuàngkuàng)評估和工程驗收時應根據(jù)特性參數(shù)測試的各項結(jié)果，并結(jié)合當?shù)厍闆r和以往的運行經(jīng)驗綜合判斷，不應不計代價地片面強調(diào)某一項指標?？傮w上應把握以下幾個特性參數(shù):接地裝置的電氣完整性、接地阻抗。接地阻抗是接地裝置的一個重要參數(shù)，但并不是唯一的、絕對的參數(shù)指標，它概要性地反映了接地裝置的狀況(zhuàngkuàng)，而且與接地裝置的面積和所在地的地質(zhì)情況有密切的關系。精品資料3接地裝置的電氣(diànqì)完整性測試3.1試驗目的(mùdì)檢查接地裝置中應該接地的各種電氣設備之間、接地裝置的各部分及各設備之間的電氣連接性，它可以防止設備失地運行，提供事故電流泄流通道，保證設備安全穩(wěn)定運行。精品資料3.2測試方法首先選定一個很可能與主地網(wǎng)連接良好(liánghǎo)的設備的接地引下線為參考點，再測試周圍電氣設備接地部分與參考點之間的直流電阻。如果開始即有很多設備測試結(jié)果不良，宜考慮更換參考點。精品資料3.3測試(cèshì)范圍變電所的接地裝置:各個電壓等級的場區(qū)之間；各高壓和低壓設備；主控及內(nèi)部各接地干線，場區(qū)內(nèi)和附近的通信(tōngxìn)及內(nèi)部各接地干線；獨立避雷針及微波塔與主地網(wǎng)之間；其他必要部分與主地網(wǎng)之間。b)電廠的接地裝置:變電所部分按3.2a)進行外，還應測試其他局部地網(wǎng)與主地網(wǎng)之間；廠房與主地網(wǎng)之間；各發(fā)電機單元與主地網(wǎng)之間；每個單元內(nèi)部各重要設備及部分；避雷針，油庫，水電廠的大壩。其他必要的部分與主地網(wǎng)之間。精品資料3.4測試(cèshì)儀器測試宜選用專門儀器，儀器的分辨率為1mΩ，準確度不低于1.0級。也可借鑒直流電橋的原理，在被試電氣設備的接地部分與參考點之間加恒定直流電流，再用高內(nèi)阻電壓表測試由該電流在參考點通過接地裝置到被試設備的接地部分這段金屬導體(dǎotǐ)上產(chǎn)生的電壓降，并換算到電阻值。采用其他方法時應注意扣除測試引線的電阻。精品資料R+U-U+I-I地網(wǎng)導通測試儀應注意(zhùyì)減小接觸電阻的影響。精品資料3.5測試結(jié)果(jiēguǒ)的判斷和處理DL/T596—1996《電力設備預防性試驗規(guī)程》規(guī)定：周期不超過3年，不得有開斷、松脫或嚴重腐蝕等現(xiàn)象，并將測試數(shù)據(jù)歷年比較。GB50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》規(guī)定：直流電阻不大于0.2Ω。Q/GDW168-2008《輸變電設備狀態(tài)(zhuàngtài)檢修試驗規(guī)程》規(guī)定：基準周期220kV及以上1年，110kV/66kV3年，變壓器、避雷器、避雷針不大于0.2Ω，且導通電阻初值差≤50%。精品資料4.1試驗目的接地阻抗值是接地網(wǎng)的重要技術指標。它對于正確評估變電站的安全性，保證電力設備和人身安全有著十分(shífēn)重要的意義。4接地阻抗(zǔkàng)的測試精品資料4.2測試方法4.2.1測試回路的布置電流極應布置得盡量遠，通常電流極與被試接地裝置邊緣的距離dcG應為被試接地裝置最大對角線長度D的4-5倍;對超大型的接地裝置的測試，可利用架空線路做電流線和電位測試線;當遠距離放線有困難時，在土壤電阻率均勻地區(qū)dcG可取2D，在土壤電阻率不均勻地區(qū)可取3D。測試回路應盡量避開河流、湖泊;盡量遠離地下金屬管路和運行中的輸電線路，避免與之長段并行，與之交叉時垂直跨越(kuàyuè);注意減小電流線與電位線之間的互感的影響。精品資料4.2.2試驗(shìyàn)方法主要有直流法、夾角30度法、電位降法。a)直線法:電位極P應在被測接地裝置G與電流極C連線方向(fāngxiàng)移動三次，每次移動的距離為dCG的5%左右，當三次測試的結(jié)果誤差在5%以內(nèi)即可。大型接地裝置一般不宜采用直線法測試。如果條件所限而必須采用時，應注意使電流線和電位線保持盡量遠的距離，以減小互感耦合對測試結(jié)果的影響。。精品資料b)夾角法:只要條件允許，大型接地裝置接地阻抗(zǔkàng)的測試都采用電流一電位線夾角布置的方式。dCG一般為4D-5D，對超大型接地裝置則盡量遠;dPG的長度與dCG相近。

精品資料A）推薦采用異頻電流法測試大型接地裝置的工頻特性參數(shù)，試驗電流在3A-20A,頻率宜在40Hz-60Hz范圍，異于工頻又盡量接近工頻。B)如果采用工頻電流測試大型接地裝置的工頻特性參數(shù)，則應采用獨立電源或經(jīng)隔離變壓器供電，盡可能加大試驗電流，試驗電流不宜小于50A，要特別注意試驗的安全問題如電流極和試驗回路的看護。C）只有在測量面積較小的地網(wǎng)或接地極時，例如(lìrú)獨立避雷針的接地電阻，才采用接地電阻表法。4.2.3測試(cèshì)接線精品資料4.3安全(ānquán)與注意事項（1）電流極的電阻值應盡量小，以保證整個電流回路阻抗足夠小，設備輸出的試驗電流足夠大。如電流極電阻偏高，可嘗試采用多個電流極并聯(lián)或向其周圍潑水的方式降阻。電流極和電壓極的接地電阻，一般應不大于1000-2000Ω;測量較小的接地電阻時應不大于100-200Ω。電壓極和電流極一般用一根直徑25-50mm，長0.7-3m的鋼管或圓鋼，垂直(chuízhí)打入地中，端頭露出地面為150^-200mm，以便連接引線。電位極應緊密而不松動地插入土壤中30cm以上。（2）可采用人工接地極或利用高壓輸電線路的鐵塔作為電流極，但應注意避雷線分流的影響。精品資料（3）大型接地裝置工頻特性參數(shù)測試時，試驗電流的注入點宜選擇單相接地短路電流大的場區(qū)里，電氣導通測試中結(jié)果良好的設備接地引下線處。小型(xiǎoxíng)接地裝置的測試可根據(jù)具體情況參照進行。（4）測量電極的布置要盡可能避開河流、水渠、地下管道等，它們的存在會改變地中電流場的分布，影響測量的準確度。（5)通電測量時，電流極和接地體周圍會產(chǎn)生很大的壓降，因此在20-30m半徑范圍內(nèi)，不應有人及動物到達，以免發(fā)生事故和影響測量結(jié)果。（6)為減小運行線路對測量結(jié)果的影響，測量時盡可能避開運行線路，如確有困難，宜將測量線與運行線路垂直布置，以減小干擾影響。精品資料（7）在許多變電所中，輸電線路的避雷線是和變電所的接地裝置連接的，這會影響接地電阻的實測值，試驗時應將避雷線與接地裝置斷開。電壓為35kV及以上輸電線路在地中與所內(nèi)接地體的連線也應斷開。拆除架空避雷線時，應由專業(yè)人員或經(jīng)專門(zhuānmén)訓練的人員承擔此項工作，用導線將架空地線引下時，應注意與帶電部分的安全距離，并嚴格遵守操作要求。精品資料（8）試驗應在晴天進行。由于土壤濕度對接地電阻的影響較大，因此不宜在剛下過雨測量接地電阻。（9）測量應重復三到四次，取其算術平均值(偏差特別大者應舍去)為實測的接地電阻。（10）試驗電流的注入：大型接地裝置工頻特性參數(shù)測試時，試驗電流的注入點宜選擇單相接地短路(duǎnlù)電流大的場區(qū)里，電氣導通測試中結(jié)果良好的設備接地引下線處。小型接地裝置的測試可根據(jù)具體情況參照進行。精品資料4.4跨步電壓(kuàbùdiànyā)、接觸電壓的測試如圖所示，根據(jù)(gēnjù)定義可測試設備的接觸電位差，重點是場區(qū)邊緣的和運行人員常接觸的設備，如隔離開關、接地開關、構(gòu)架等。

精品資料4.5測試儀器(yíqì)要求儀器(yíqì)的準確度不低于1.0級，測試跨步電位差、接觸電位差的電壓表分辨率不低于1mV。采用異頻電源時，測試儀表的選頻性能良好。精品資料4.6測試(cèshì)結(jié)果的判斷和處理DL/T596—1996《電力設備預防性試驗規(guī)程(guīchéng)》規(guī)定：周期不超過6年，IR≤2000(V)或R≤0.5(Ω)。GB50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》規(guī)定：直流電阻不大于0.2Ω。Q/GDW168-2008《輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程(guīchéng)》規(guī)定：6年，符合運行和設計要求，且不大于初值的1.3倍。精品資料5土壤(tǔrǎng)電阻率的測試5.1試驗目的土壤電阻率是決定接地電阻的重要因素。不同性質(zhì)(xìngzhì)的土壤，有不同的土壤電阻率，同一土壤，由于溫度、濕度、含鹽量等不同，也會發(fā)生變化。因此，必須進行土壤電阻率測量。精品資料5.2測量方法◆地質(zhì)資料和土壤試樣：進行地質(zhì)勘探，獲取有關土壤特性和構(gòu)造的大量資料?！羯疃茸兓ǎㄈc法）能測量被試電極鄰近地區(qū)（被試電極長度5~10）的土壤特性?！魞牲c法僅適用于測量小塊土壤的電阻率，不用對測試數(shù)據(jù)進行分析。◆四點法又分為(fēnwéi)四極非等距法或稱施倫貝格–巴莫法和四極等距法或稱溫納（Wenner）法。精品資料如果要測試距離被試電極較遠地區(qū)或較大區(qū)域的土壤，以及水平或垂直(chuízhí)分層不均勻的土壤特性，應采用四極法測試。精品資料a)四極(sìjí)等距法或稱溫納(Wenner)法兩電極之間的距離a應不小于電極埋設深度h的20倍；外側(cè)兩個電極流入試驗電流(diànliú)；內(nèi)側(cè)兩個電極間測得電位差，得到R；通過公式得到被測場地的視在土壤電阻率精品資料b)四極(sìjí)非等距法或稱施倫貝格一巴莫法當電極間距相當大時，四極等距法內(nèi)側(cè)兩個電極的電位差迅速(xùnsù)下降，通常儀器測不出或測不準如此低的電位差。電位極布置在相應的電流極附近，可升高所測的電位差值。如果電極的埋設深度h與其距離a和b相比較很小時，由公式計算土壤電阻率ρ：

其中:a為電流極與電位極間距;b為電位極間距。精品資料5.3注意事項（1）土壤電阻率測試應避免在雨后或雪后立即進行，一般(yībān)宜在連續(xù)天晴3天后或在干燥季節(jié)進行。（2）盡量減小地下金屬管道的影響。當有地下金屬管道，應把電極布置在與管道垂直的方向上，并且要求最近的測試電極(電流極)與地下管道之間的距離大于極間距離。（3）盡量減小土壤結(jié)構(gòu)不均勻性的影響；不應在有明顯的巖石、裂縫和邊坡等不均勻土壤上布置測試電極;可以把被測場地分片，進行多處測試。精品資料6高土壤電阻率地區(qū)(dìqū)降阻措施隨著變電站容量的急劇(jíjù)增加，站址自然條件越發(fā)惡劣。需要對接地網(wǎng)采取一定的降阻措施。常見的降阻措施有：a、擴大接地網(wǎng)面積：是最為有效的措施，隨面積的增大，接地體之間的屏蔽作用，電流密度的不均勻性增大，降阻的效果逐漸趨于飽和，受可占地面積的限制。b、敷設引外接地網(wǎng)：若發(fā)、變電站附近1~2km范圍內(nèi)有導電良好土壤、河流、湖泊等可采用此法，常用深埋接地體和水下接地網(wǎng)等作為引外接地方式。c、敷設水下接地網(wǎng)：由于水的電阻率較低，在敷設引外接地體時常采用水下人工接地體，以改善主地網(wǎng)的阻值。精品資料d、敷設垂直接地極：若地中有低土壤電阻率層，增設長垂直接地極，降低接地電阻效果(xiàoguǒ)比較好。e、填充降阻劑。f、局部換土：用電阻率較低的土壤替換原有電阻率較高的土壤，置換范圍在接地體周圍0.5m以內(nèi)。g、污水引入：在條件允許的情況下可將無腐蝕的污水引到埋設接地體處。h、對土壤進行化學處理：在接地體周圍土壤中加食鹽、木炭、電石渣、石灰等化學物，提高土壤導電性。精品資料i、充分利用自然接地體：利用水或與水接觸的鋼筋混凝土體作為流散介質(zhì)，利用水工建筑物及其它與水接觸的混凝土體內(nèi)的金屬體作為自然接地極。j、深井爆破接地技術：采用鉆孔機在地中垂直鉆直徑為100mm，深度為幾十米的孔，在孔中布置接地電極，后沿整個深度隔一定的距離安放一定量的炸藥來進行爆破，將巖石爆裂、爆松，接著(jiēzhe)用壓力機將調(diào)成漿狀的物理型降阻劑壓入深孔及爆破制裂產(chǎn)生的縫隙中，以達到通過降阻劑將地下巨大范圍內(nèi)的土壤內(nèi)部溝通，加強接地電極與土壤巖石的接觸。精品資料謝謝！精品資料

接地(jiēdì)裝置較小時，可采用接地(jiēdì)阻抗測試儀測接地(jiēdì)阻抗。圖中的儀表是四端子式，有些儀表是三端子式，即C2和P2合并為一，測試原理和方法均相同，與三極法類似(lèisì)，布線的要求也參照三極法