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(yàn)就是電氣(diànqì)設(shè)備絕緣試驗(yàn)。

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

電氣設(shè)備投運(yùn)后，要承受各種工作條件的考驗(yàn)，如過電壓、過電流、長期發(fā)熱、機(jī)械力或電動(dòng)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(shè)備的過程中，如果要求不嚴(yán)、工藝不良、材質(zhì)不好，往往可能在設(shè)備內(nèi)部絕緣上留下局部缺陷。在電氣設(shè)備運(yùn)輸和安裝過程中，如果不注意，也有可能造成設(shè)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(yàn)。

精品資料目錄(mùlù)1接地裝置一般知識(shí)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(shí)(zhīshi)

1.1電氣設(shè)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(yùn)行方式的需要而將網(wǎng)絡(luò)的某一點(diǎn)接地。(2)保護(hù)接地。這是為了人身安全而將高壓電氣設(shè)備的外殼(包括電纜外皮)接地，這叫做“接地保護(hù)”。(3)防雷接地。各種防雷裝置的接地是為了讓強(qiáng)大的雷電流安全導(dǎo)入地中(dìzhōnɡ)并均勻分布開去，以減少雷電流流過時(shí)引起的電位升高。精品資料1.2術(shù)語(shùyǔ)和定義接地裝置是保證人身安全以及電氣設(shè)備和過電壓保護(hù)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(dǎo)體，或稱接地體，以及連接(liánjiē)接地體與電氣設(shè)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(dǎo)體。1.2.2接地線電力設(shè)備應(yīng)接地的部位與地下接地極之間的金屬導(dǎo)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(jí)變電所的接地(jiēdì)裝置，裝機(jī)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(dá)1.5Ω，由于線路故障引入變電站，35kV設(shè)備多處放電、燃燒，并發(fā)展為相間短路，同時(shí)高壓竄入用電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)及保護(hù)回路，造成失火及大量設(shè)備損壞，引起110kV、9.0MVA主變燒壞，事故損失達(dá)3000萬元。精品資料近年來國內(nèi)發(fā)生的幾起接地網(wǎng)擴(kuò)大事故，多是因?yàn)榻拥匾戮€因腐蝕使導(dǎo)通截面縮小，在通過(tōngguò)大接地短路電流時(shí)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(hù)設(shè)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(tái)220kV福山變電站＃1主變由于110kV側(cè)中性點(diǎn)接地不良，在110kV幸山線A相同期PT發(fā)生污閃時(shí)，大電流竄入二次，造成(zàochénɡ)直流電源消失，保護(hù)拒動(dòng)，引發(fā)全站停電事故，二次設(shè)備損壞嚴(yán)重。精品資料2.2測試項(xiàng)目電氣完整性測試（地網(wǎng)導(dǎo)通試驗(yàn)(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(yīng)盡量包含以上內(nèi)容。精品資料2.3測試(cèshì)時(shí)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(guān)，因此接地裝置的狀況評估和驗(yàn)收測試應(yīng)盡量在干燥季節(jié)和土壤未凍結(jié)時(shí)進(jìn)行;不應(yīng)在雷、雨、雪中或雨、雪后立即進(jìn)行。精品資料2.4測試(cèshì)周期大型接地裝置的交接試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行各項(xiàng)特性參數(shù)的測試;電氣(diànqì)完整性測試宜每年進(jìn)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(shí)，應(yīng)進(jìn)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(jìn)行接地裝置的狀況(zhuàngkuàng)評估和工程驗(yàn)收時(shí)應(yīng)根據(jù)特性參數(shù)測試的各項(xiàng)結(jié)果，并結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r和以往的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)綜合判斷，不應(yīng)不計(jì)代價(jià)地片面強(qiáng)調(diào)某一項(xiàng)指標(biāo)?？傮w上應(yīng)把握以下幾個(gè)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(gè)重要參數(shù)，但并不是唯一的、絕對的參數(shù)指標(biāo)，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(guān)系。精品資料3接地裝置的電氣(diànqì)完整性測試3.1試驗(yàn)?zāi)康?mùdì)檢查接地裝置中應(yīng)該接地的各種電氣設(shè)備之間、接地裝置的各部分及各設(shè)備之間的電氣連接性，它可以防止設(shè)備失地運(yùn)行，提供事故電流泄流通道，保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。精品資料3.2測試方法首先選定一個(gè)很可能與主地網(wǎng)連接良好(liánghǎo)的設(shè)備的接地引下線為參考點(diǎn)，再測試周圍電氣設(shè)備接地部分與參考點(diǎn)之間的直流電阻。如果開始即有很多設(shè)備測試結(jié)果不良，宜考慮更換參考點(diǎn)。精品資料3.3測試(cèshì)范圍變電所的接地裝置:各個(gè)電壓等級(jí)的場區(qū)之間；各高壓和低壓設(shè)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(dú)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(jìn)行外，還應(yīng)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(jī)單元與主地網(wǎng)之間；每個(gè)單元內(nèi)部各重要設(shè)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(zhǔn)確度不低于1.0級(jí)。也可借鑒直流電橋的原理，在被試電氣設(shè)備的接地部分與參考點(diǎn)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(diǎn)通過接地裝置到被試設(shè)備的接地部分這段金屬導(dǎo)體(dǎotǐ)上產(chǎn)生的電壓降，并換算到電阻值。采用其他方法時(shí)應(yīng)注意扣除測試引線的電阻。精品資料R+U-U+I-I地網(wǎng)導(dǎo)通測試儀應(yīng)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(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定：周期不超過3年，不得有開斷、松脫或嚴(yán)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(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：直流電阻不大于0.2Ω。Q/GDW168-2008《輸變電設(shè)備狀態(tài)(zhuàngtài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定：基準(zhǔn)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(dǎo)通電阻初值差≤50%。精品資料4.1試驗(yàn)?zāi)康慕拥刈杩怪凳墙拥鼐W(wǎng)的重要技術(shù)指標(biāo)。它對于正確評估變電站的安全性，保證電力設(shè)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(yīng)布置得盡量遠(yuǎn)，通常電流極與被試接地裝置邊緣的距離dcG應(yīng)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(dāng)遠(yuǎn)距離放線有困難時(shí)，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(yīng)盡量避開河流、湖泊;盡量遠(yuǎn)離地下金屬管路和運(yùn)行中的輸電線路，避免與之長段并行，與之交叉時(shí)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(yàn)(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(yīng)在被測接地裝置G與電流極C連線方向(fāngxiàng)移動(dòng)三次，每次移動(dòng)的距離為dCG的5%左右，當(dāng)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(shí)，應(yīng)注意使電流線和電位線保持盡量遠(yuǎn)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(yuǎn);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(yàn)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(yīng)采用獨(dú)立電源或經(jīng)隔離變壓器供電，盡可能加大試驗(yàn)電流，試驗(yàn)電流不宜小于50A，要特別注意試驗(yàn)的安全問題如電流極和試驗(yàn)回路的看護(hù)。C）只有在測量面積較小的地網(wǎng)或接地極時(shí)，例如(lìrú)獨(dú)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(xiàng)（1）電流極的電阻值應(yīng)盡量小，以保證整個(gè)電流回路阻抗足夠小，設(shè)備輸出的試驗(yàn)電流足夠大。如電流極電阻偏高，可嘗試采用多個(gè)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(yīng)不大于1000-2000Ω;測量較小的接地電阻時(shí)應(yīng)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(yīng)緊密而不松動(dòng)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(yīng)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(shí)，試驗(yàn)電流的注入點(diǎn)宜選擇單相接地短路電流大的場區(qū)里，電氣導(dǎo)通測試中結(jié)果良好的設(shè)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(jìn)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(huì)改變地中電流場的分布，影響測量的準(zhǔn)確度。（5)通電測量時(shí)，電流極和接地體周圍會(huì)產(chǎn)生很大的壓降，因此在20-30m半徑范圍內(nèi)，不應(yīng)有人及動(dòng)物到達(dá)，以免發(fā)生事故和影響測量結(jié)果。（6)為減小運(yùn)行線路對測量結(jié)果的影響，測量時(shí)盡可能避開運(yùn)行線路，如確有困難，宜將測量線與運(yùn)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(huì)影響接地電阻的實(shí)測值，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)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(yīng)斷開。拆除架空避雷線時(shí)，應(yīng)由專業(yè)人員或經(jīng)專門(zhuānmén)訓(xùn)練的人員承擔(dān)此項(xiàng)工作，用導(dǎo)線將架空地線引下時(shí)，應(yīng)注意與帶電部分的安全距離，并嚴(yán)格遵守操作要求。精品資料（8）試驗(yàn)應(yīng)在晴天進(jìn)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(yīng)重復(fù)三到四次，取其算術(shù)平均值(偏差特別大者應(yīng)舍去)為實(shí)測的接地電阻。（10）試驗(yàn)電流的注入：大型接地裝置工頻特性參數(shù)測試時(shí)，試驗(yàn)電流的注入點(diǎn)宜選擇單相接地短路(duǎnlù)電流大的場區(qū)里，電氣導(dǎo)通測試中結(jié)果良好的設(shè)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(jìn)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(shè)備的接觸電位差，重點(diǎn)是場區(qū)邊緣的和運(yùn)行人員常接觸的設(shè)備，如隔離開關(guān)、接地開關(guān)、構(gòu)架等。

精品資料4.5測試儀器(yíqì)要求儀器(yíqì)的準(zhǔn)確度不低于1.0級(jí)，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(shí)，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(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)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(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：直流電阻不大于0.2Ω。Q/GDW168-2008《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程(guīchéng)》規(guī)定：6年，符合運(yùn)行和設(shè)計(jì)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(yàn)?zāi)康耐寥离娮杪适菦Q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(huì)發(fā)生變化。因此，必須進(jìn)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(jìn)行地質(zhì)勘探，獲取有關(guān)土壤特性和構(gòu)造的大量資料?！羯疃茸兓ǎㄈc(diǎn)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(diǎn)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(jìn)行分析?！羲狞c(diǎn)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(yuǎn)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(yīng)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(yīng)不小于電極埋設(shè)深度h的20倍；外側(cè)兩個(gè)電極流入試驗(yàn)電流(diànliú)；內(nèi)側(cè)兩個(gè)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(dāng)電極間距相當(dāng)大時(shí)，四極等距法內(nèi)側(cè)兩個(gè)電極的電位差迅速(xùnsù)下降，通常儀器測不出或測不準(zhǔn)如此低的電位差。電位極布置在相應(yīng)的電流極附近，可升高所測的電位差值。如果電極的埋設(shè)深度h與其距離a和b相比較很小時(shí)，由公式計(jì)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(xiàng)（1）土壤電阻率測試應(yīng)避免在雨后或雪后立即進(jìn)行，一般(yībān)宜在連續(xù)天晴3天后或在干燥季節(jié)進(jìn)行。（2）盡量減小地下金屬管道的影響。當(dāng)有地下金屬管道，應(yīng)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(yīng)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(jìn)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(kuò)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(shè)引外接地網(wǎng)：若發(fā)、變電站附近1~2km范圍內(nèi)有導(dǎo)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(shè)水下接地網(wǎng)：由于水的電阻率較低，在敷設(shè)引外接地體時(shí)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(shè)垂直接地極：若地中有低土壤電阻率層，增設(shè)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(shè)接地體處。h、對土壤進(jìn)行化學(xué)處理：在接地體周圍土壤中加食鹽、木炭、電石渣、石灰等化學(xué)物，提高土壤導(dǎo)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(shù)：采用鉆孔機(jī)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(gè)深度隔一定的距離安放一定量的炸藥來進(jìn)行爆破，將巖石爆裂、爆松，接著(jiēzhe)用壓力機(jī)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(dá)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(qiáng)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(shí)，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