桿塔接地電阻測試講稿(20070308)

1、桿塔接地電阻測試桿塔接地電阻測試何為接地何為接地: :在電力系統(tǒng)中為了工作和安全的需在電力系統(tǒng)中為了工作和安全的需要，將電力系統(tǒng)及其電氣設(shè)備的要，將電力系統(tǒng)及其電氣設(shè)備的某些部分經(jīng)導(dǎo)線與大地相連。某些部分經(jīng)導(dǎo)線與大地相連。何為接地裝置何為接地裝置: :接地極與接地線的總和稱為接地極與接地線的總和稱為接地裝置接地裝置接地極：接地極：埋入地中并直接與大地接觸的金屬埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體稱為接地極。兼作接地極用導(dǎo)體稱為接地極。兼作接地極用的與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、的與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬井管、鋼筋混凝土建筑物的金屬井管、鋼筋混凝土建筑物的基礎(chǔ)、金屬管道和設(shè)備等稱為自基礎(chǔ)、金屬管

2、道和設(shè)備等稱為自然接地極。然接地極。接地線：電氣裝置、設(shè)施的接地端接地線：電氣裝置、設(shè)施的接地端子與接地極連接用的金屬導(dǎo)電部子與接地極連接用的金屬導(dǎo)電部份稱為接地線。份稱為接地線。接地的目的：接地的目的：1 1、使連接到地的導(dǎo)體具有等于或近似于、使連接到地的導(dǎo)體具有等于或近似于大地（或代替大地的導(dǎo)電體）的電位大地（或代替大地的導(dǎo)電體）的電位 電氣完整性檢查。電氣完整性檢查。2 2、引導(dǎo)入地電流流入和流出大地（或、引導(dǎo)入地電流流入和流出大地（或代替大地的導(dǎo)電體）代替大地的導(dǎo)電體） 動熱穩(wěn)定校驗。動熱穩(wěn)定校驗。 接地電阻測試。接地電阻測試。接地的分類：接地的分類：1 1、工作接地工作接地在電力系統(tǒng)

3、電氣裝置中，為運行需要所設(shè)的接地。在電力系統(tǒng)電氣裝置中，為運行需要所設(shè)的接地。如：如：110kV及以上的電力系統(tǒng)多采用中性點直及以上的電力系統(tǒng)多采用中性點直接接地的運行方式。接接地的運行方式。2 2、防雷接地防雷接地為雷電保護裝置（避雷針、避雷線和避雷器等）向為雷電保護裝置（避雷針、避雷線和避雷器等）向大地泄放雷電流而設(shè)的接地。大地泄放雷電流而設(shè)的接地。3 3、保護接地保護接地電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架和線路桿塔電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架和線路桿塔等，由于絕緣損壞有可能帶電，為防止其危及等，由于絕緣損壞有可能帶電，為防止其危及人身及設(shè)備的安全而設(shè)的接地。人身及設(shè)備的安全而設(shè)的接

4、地。1、主廠房、主控室直擊雷保護裝置（避雷針）、主廠房、主控室直擊雷保護裝置（避雷針） 接地引下線應(yīng)與主接地網(wǎng)連接，并在連接處接地引下線應(yīng)與主接地網(wǎng)連接，并在連接處加集中接地裝置。加集中接地裝置。 集中接地裝置：為加強對雷電流的散流作用、集中接地裝置：為加強對雷電流的散流作用、降低對地電位而敷設(shè)附加接地裝置。降低對地電位而敷設(shè)附加接地裝置?，F(xiàn)行標準對防雷接地裝置連接方式的要求現(xiàn)行標準對防雷接地裝置連接方式的要求2、獨立避雷針、獨立避雷針 其接地電阻不宜超過其接地電阻不宜超過10。當有困難時，。當有困難時，該接地裝置可與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與該接地裝置可與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下

5、連接點至主接地網(wǎng)的地下連接點至35kV及以下設(shè)備與及以下設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點之間，沿接地體的長主接地網(wǎng)的地下連接點之間，沿接地體的長度不得小于度不得小于15m?，F(xiàn)行標準對防雷接地裝置連接方式的要求現(xiàn)行標準對防雷接地裝置連接方式的要求3、構(gòu)架上的避雷針、構(gòu)架上的避雷針 應(yīng)與接地網(wǎng)連接，并應(yīng)在其附近裝設(shè)集應(yīng)與接地網(wǎng)連接，并應(yīng)在其附近裝設(shè)集中接地裝置。由連接點至變壓器接地點沿接中接地裝置。由連接點至變壓器接地點沿接地極的長度不應(yīng)小于地極的長度不應(yīng)小于15m?，F(xiàn)行標準對防雷接地裝置連接方式的要求現(xiàn)行標準對防雷接地裝置連接方式的要求4、線路避雷線、線路避雷線 應(yīng)與變電所的接地裝置相連，且有便于分應(yīng)

6、與變電所的接地裝置相連，且有便于分開的連接點。當不允許避雷線直接和配電裝開的連接點。當不允許避雷線直接和配電裝置構(gòu)架相連時，變電所接地網(wǎng)應(yīng)在地下與避置構(gòu)架相連時，變電所接地網(wǎng)應(yīng)在地下與避雷線的接地裝置相連接，連接線埋在地中的雷線的接地裝置相連接，連接線埋在地中的長度不應(yīng)小于長度不應(yīng)小于15m。現(xiàn)行標準對防雷接地裝置連接方式的要求現(xiàn)行標準對防雷接地裝置連接方式的要求接地裝置的評價項目：接地裝置的評價項目：1 1、接地電阻接地電阻2 2、電氣完整性電氣完整性3 3、接觸電位差和跨步電位差接觸電位差和跨步電位差4、動熱穩(wěn)定性、動熱穩(wěn)定性明確一個概念： 此處所指的接地電阻并非純電阻，實際上它是有感抗分

7、量的，尤其是大型接地裝置其所占比例更大一些，在概念上不應(yīng)混淆。在此只是沿用了傳統(tǒng)說法。實際應(yīng)是 “?！?，應(yīng)稱為接地阻抗。 GB/T17949.12000及DL/T475-2006中已更換為接地阻抗。；IUR 測試原理地網(wǎng)電位分布； 引入電流極C，將零電位區(qū)從無窮遠處移近到電流極連線中部，使測量接地裝置與零電位區(qū)的電位差成為可能。桿塔接地電阻常用的測試方法： （1）0.618法 （2）電位降法 （3）30度夾角法 （4）鉗表法0.618法原理：（1）假設(shè)接地裝置為半徑為a的半球；（2）假設(shè)土壤均勻；)1111(2PCGCGPDDDaRaR200111PCGCGPDDDGCGPDD01111618

8、. 00.618法0.618法的局限性： 基于接地裝置為半球形、均勻土壤得出。當上述兩條不滿足時，必然會對測量結(jié)果造成影響。解決辦法： 布線長度應(yīng)足夠大，使接地裝置可近似為半球形電極；采用電位降法消除土壤不均勻造成的影響；電位降法 當接地裝置所處的土壤不均勻時，零電位區(qū)就會偏離0.618DGC，此時，可將電壓極沿直線方向，在50%DGC到80%DGC 范圍內(nèi)以5%DGC的間距測量多個電壓值，繪制電壓變化曲線，找到零電位區(qū)，確定地網(wǎng)的接地電阻值，即電位降法。 圖4：電位降法測量接線示意圖30度夾角法 cos222GCGPGCGPPCDDDDD2222) 1(2) 1)(1(cos003096.2

9、8與0.618法推導(dǎo)方法完全相同，但有：最終可得：當電壓極引線與電流極引線等長（即：a=1)時30度夾角法30度夾角法的局限性： 同樣基于接地裝置為半球形、均勻土壤得出。 由于云南山區(qū)地形復(fù)雜，30度夾角不易控制，建議在云南測量桿塔接地電阻時不宜采用該方法。 鉗表法nxRRRRR/./21測量xRR測量鉗表測量值為：當并聯(lián)桿塔足夠多時可認為 ：鉗表法鉗表法應(yīng)滿足的條件：（1）桿塔所在的輸電線路具有避雷線，且多基桿塔的避雷線直接接地；（2）測量所在線路區(qū)段中直接接地的避雷線上并聯(lián)的桿塔數(shù)量滿足表1的規(guī)定。影響測量結(jié)果的因素影響測量結(jié)果的因素：1、放線長度對測試結(jié)果的影響2、土壤不均勻?qū)y量結(jié)果的

10、影響3、布線方向?qū)y試結(jié)果的影響4、電壓極、電流極引線間互感對測量結(jié)果的影響5、鉗表法測量誤差放線長度對測試結(jié)果的影響電流極引線長度電壓極引線長度測試值偏差200m120m31.8-39.3%100m60m19.3 由測試原理所決定，無論是0.618法還是30度夾角法，都要求有足夠大放線距離，以便將接地裝置近似為半球形電極，才能保證測試精度滿足工程測試要求。若放線長度過小，會造成測試值嚴重偏小。放線長度對測試結(jié)果的影響 按DL/T 887-2004 桿塔工頻接地電阻測量要求：電流極長度DGC取4L，最小不得小于3L；（L為桿塔接地裝置放射形接地極的最大長度，如果被測桿塔無放射形接地極，則L按照

11、不小于桿塔接地極最大幾何等效半徑選取。） 考慮到桿塔接地裝置射線長度一般為50米，最大一般不超過60米，建議電流極引線長度為200米；放線長度對測試結(jié)果的影響 部分供電局采用的桿塔接地電阻測量儀器為陜西貝特電力技術(shù)有限公司生產(chǎn)的M12124型接地電阻測試儀。該儀器標配引線長度為40m，若采用標配引線進行桿塔接地電阻測量，引線長度不夠會造成桿塔接地電阻測量結(jié)果偏小。土壤不均勻?qū)y量結(jié)果的影響 同樣由測試原理所決定，無論是0.618法還是30度夾角法， 都要求土壤均勻。由于土壤不均勻，會造成零電位區(qū)不在0.618處、不同布線方向測試值不同等現(xiàn)象發(fā)生。 土壤不均勻?qū)τ谧冸娬尽l(fā)電廠大型地網(wǎng)的影響較大

12、，因此在進行大型地網(wǎng)接地電阻測試時一般不用0.618法直接測量，而是采用電位降法尋找零位區(qū)。 對于桿塔接地電阻測量，由于桿塔接地裝置較小，布線長度較短，土壤不均勻?qū)y試結(jié)果影響較小，可直接采用0.618法直接測量。土壤不均勻?qū)y量結(jié)果的影響電壓極距離（m）接地電阻值（）變化率（%）16047.714037.7-20.9612031.8-15.6510026.7-16.048021.3-20.226013.45-36.85土壤不均勻?qū)y量結(jié)果的影響變化趨勢最平緩（曲線凸凹變化）處位于120m附近1212k當?shù)鼐W(wǎng)尺寸與上層土壤厚度可比時，誤差較大；當下層土壤電阻率大于上層土壤電阻率時，測量結(jié)果偏小

13、。下層土壤電阻率是上層土壤電阻率的40倍以上時，測量結(jié)果偏小可達38%；當下層土壤電阻率小于上層土壤電阻率時測量結(jié)果偏大，最大偏差可達10%。 土壤不均勻?qū)y量結(jié)果的影響（1）垂直地面方向兩層土壤狀況下0.618法測量誤差1212k地網(wǎng)距水平分層界面越近，測量誤差越大；電流線與土壤分界面垂直時誤差較大，與分界面平行時誤差為零。當電流極處于高電阻率土壤區(qū)時，測量結(jié)果偏大；當電流極處于低電阻率土壤區(qū)時，測量結(jié)果偏小。 土壤不均勻?qū)y量結(jié)果的影響（2）水平方向兩層土壤狀況下0.618法測量誤差 布線方向?qū)y試結(jié)果的影響測試結(jié)果偏差垂直輸電線路方向布線19.336.57%平行輸電線路方向布線18.06

14、 不同布線方向?qū)y量結(jié)果影響小于10%，能夠滿足工程測量精度要求，一般情況下，測量桿塔接地電阻時，可不用考慮布線方向?qū)y量結(jié)果的影響，可根據(jù)實際情況，從最便于布線的方向放線。 布線方向?qū)y試結(jié)果的影響 在個別情況下，如果地中有部分或完全埋地的金屬物體（如鐵軌、水管或其它工業(yè)金屬管道等），可能出現(xiàn)不同方向測試值偏差較大的情況。因此，當測試結(jié)果與相鄰?fù)刭|(zhì)條件桿塔接地電阻值相比，明顯偏大或偏小時，應(yīng)考慮改變電極布置方式，使布線方向與金屬垂直，消除金屬物體對測量結(jié)果的影響。 引線間互感對測量結(jié)果的影響 )/(10)ln4(42kmDDfjfZe80eD 兩平行導(dǎo)體的互感大小與兩導(dǎo)體間距離及土壤電阻率

15、有關(guān)，而與導(dǎo)線距地面的高度無關(guān)。兩導(dǎo)線間的互感最大可達0.6/km。 引線間互感對測量結(jié)果的影響 對于變電站、發(fā)電廠主接地網(wǎng)測量，由于地網(wǎng)接地電阻值較?。?.5），布線長度較長（數(shù)公里），必須考慮測量引線間的互感影響。但對于桿塔接地電阻測量，由于接地電阻值較大（幾歐至幾十歐），布線長度較短（100米至200米）其互感影響較小，可不用考慮。 因此，在進行桿塔接地電阻測試時，可將電流引線與電壓引線并在一起收放線。一方面可以減少布線工作量，另一方面也在一定程度上減小了由于電流引線與電壓引線曲折系數(shù)不一致而使電壓極偏離0.618DGC所造成的測量誤差。鉗表法測量誤差 由鉗表法測量原理所決定，鉗表法測量

16、值比接地電阻真實值偏大。其增量來源于兩部份： 其一：由于并聯(lián)桿塔基數(shù)不夠，造成測試回路附加電阻不可忽略。因此，在進行鉗表法測量前，要確定測量所在線路區(qū)段中直接接地的避雷線上并聯(lián)桿塔數(shù)量是否滿足表1的要求。若不能滿足表1要求，則不能用鉗表法進行測量。 其二：測量值包括了桿塔接地引下線與接地裝置的接觸電阻、架空地線與桿塔的接觸電阻、架空地線電阻、相鄰桿塔的接地引下線與接地裝置的接觸電阻等。須說明的是，這些電阻也是雷電流泄放通道所經(jīng)過的電阻，該值對桿塔耐雷水平評估更具指導(dǎo)意義，這是鉗表法的優(yōu)點之一；桿塔接地電阻測量推薦方法及要求桿塔接地電阻測量推薦方法及要求 0.618法鉗表法0.618法測試要求0

17、.618法測試要求（1）試驗前應(yīng)查閱被測桿塔接地裝置型號，明確接地裝置放射線長度L。電流極引線長度至少3L，考慮到桿塔接地裝置射線長度一般為50米，最大一般不超過60米，建議電流極引線長度為200米；由于互感對桿塔接地電阻影響較小，為方便工作，可將200米電流線與160米電壓線并在一起收放線，以減小收放線工作量。（2）當采用三端子測試接線時，應(yīng)注意從接地裝置到接地電阻測試儀引線端子G的引線應(yīng)盡可能短，以消除引線電阻帶來的測量誤差；0.618法測試要求（3）測量前應(yīng)拆除被測桿塔所有接地引下線，把桿塔塔身與接地裝置之間的電氣連接全部斷開；（4）應(yīng)注意保持接地電阻測試儀各接線端子、電極和接地裝置等電

18、氣連接位置的接觸良好；（5）布線方向可根據(jù)桿塔所處位置，以便于布線為原則視實際情況確定。但若測試數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)或相鄰?fù)刭|(zhì)條件桿塔接地電阻值比較有較大差異時，應(yīng)考慮更換布線方向進行復(fù)測。鉗表法測試要求（1）測試前應(yīng)明確被測桿塔所在的輸電線路具有與桿塔連接良好的避雷線，且多基桿塔的避雷線直接接地。測試桿塔所在線路區(qū)段中直接接地的避雷線上并聯(lián)的桿塔數(shù)滿足表1的規(guī)定。不能滿足表1規(guī)定的不能用鉗表法測量；鉗表法測試要求（2）被測桿塔的接地裝置應(yīng)只保留一根接地引下線與桿塔塔身相連，其余接地引下線均應(yīng)與桿塔塔身斷開。對于桿塔各腳接地裝置未聯(lián)在一起的，應(yīng)用導(dǎo)線將斷開的其它接地線與被保留的接地線并聯(lián)，將桿塔接地裝置作為整體進行測試。當測試值明顯偏?。ㄐ∮?）時，應(yīng)注意確認其余接地引下線是否與桿