李京朋

廣西電網(wǎng)有限責(zé)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(tǒng)能否滿足安全運(yùn)行的重要指標(biāo)，接地電阻值為短路情況下相對(duì)于無窮遠(yuǎn)處接地系統(tǒng)的電勢(shì)與流經(jīng)接地網(wǎng)入地電流的比值。在大型發(fā)電廠或者變電站中測(cè)量接地網(wǎng)的接地電阻大小時(shí)，測(cè)量引線往往長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米且在地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的山區(qū)以及高樓林立的城區(qū)，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(shí)引線間將存在較大感應(yīng)電壓，如不消除將給測(cè)量結(jié)果帶來很大影響。隨著社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)接地系統(tǒng)的要求較高，地網(wǎng)將會(huì)做的越來越大，接地電阻也將會(huì)隨之減小。但是大的接地系統(tǒng)必須要足夠長(zhǎng)的引線來測(cè)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(huì)降低測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。測(cè)試的結(jié)果偏大的時(shí)候會(huì)浪費(fèi)人力物力，測(cè)試結(jié)果如果比實(shí)際值小將會(huì)使電力系統(tǒng)存在安全隱患[1]。

2 接地電阻的測(cè)試方法

2.1 三角法測(cè)量測(cè)試原理

首先，根據(jù)場(chǎng)地的實(shí)際情況為測(cè)試的回路選擇適當(dāng)?shù)呐渲?。通常在現(xiàn)場(chǎng)繪制電壓表三角測(cè)量圖，電壓線和電流之間的角度為30°。所測(cè)試地面頻率參數(shù)的設(shè)備頻率規(guī)范的電流必須盡可能分布，并假定網(wǎng)格的對(duì)角線長(zhǎng)度為d。通常，所測(cè)試接地d的電壓、電壓和邊緣之間的距離應(yīng)大于所測(cè)試接地方式的最大對(duì)角線長(zhǎng)度d的兩倍。

2.2 直線三級(jí)法測(cè)量測(cè)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(xiàn)場(chǎng)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(shè)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(hù)接地裝置的接地側(cè)）相連，并且dCG必須與設(shè)備相連，最大對(duì)角線d與設(shè)備相連。當(dāng)測(cè)試距離出現(xiàn)困難時(shí)，大地測(cè)量區(qū)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(cè)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(jīng)大地流向另一接地體或向遠(yuǎn)處擴(kuò)散所遇到的電阻。接地電阻值體現(xiàn)電氣裝置與"地"接觸的良好程度和反映接地網(wǎng)的規(guī)模。包括接地導(dǎo)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(gè)接地部分之間的接地電阻等。

接地阻抗必須配有接地電網(wǎng)供電和接地電網(wǎng)電阻，接地電網(wǎng)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(shù)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(shè)計(jì)的每一部分都會(huì)出現(xiàn)，最常見的錯(cuò)誤如下：第一，電極的導(dǎo)線長(zhǎng)度太短。電流極的導(dǎo)線長(zhǎng)度和位置決定電路的電流場(chǎng)分布，從而影響電壓峰值的電壓。電壓極和接地電網(wǎng)之間的電壓差小于實(shí)際值，電纜會(huì)變長(zhǎng)。第二種方法使用的是理論線管長(zhǎng)度（距測(cè)量電流或電壓的網(wǎng)格邊的線性距離），而不是實(shí)際線管長(zhǎng)度，這會(huì)導(dǎo)致較大的偏差。尤其是在大型接地網(wǎng)上布線的路徑上，實(shí)際布線長(zhǎng)度通常與理論布線長(zhǎng)度相差很大。第三，測(cè)量時(shí)放置的應(yīng)力和電流限值不好，導(dǎo)致干擾較大。

3.2 工頻電壓和電流干擾的影響

測(cè)量電壓和電流可以在測(cè)量電路中長(zhǎng)時(shí)間同時(shí)運(yùn)行的大型電磁場(chǎng)中進(jìn)行。特別是高壓阻抗輸入端的電壓測(cè)量單元可能導(dǎo)致進(jìn)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(yùn)行。

3.3 其他影響

環(huán)境和氣候變化也會(huì)對(duì)接地網(wǎng)接地阻抗的測(cè)量產(chǎn)生重大影響。例如，下雨后或下雪后測(cè)量，潮濕的環(huán)境會(huì)增加土壤的阻力，并大大測(cè)量接地阻抗。干旱和寒冷的季節(jié)，土壤的抵抗力與正常情況相比有所上升，如果這時(shí)測(cè)量，實(shí)際的接地電阻很難得到。

4 具體應(yīng)用案例

某供電局110kV變電站主接地網(wǎng)大小約100米×80米，全接地網(wǎng)等效對(duì)角線長(zhǎng)度d ～130米。變電站的地質(zhì)情況不好——1米以下大部分是巖石。電力技術(shù)人員設(shè)計(jì)主網(wǎng)接地電阻要求≤0.5ω，接地設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(nèi)工作負(fù)荷所需的測(cè)量接地電阻值為1.31ω，不符合接地電阻≤0.5ω要求。經(jīng)相關(guān)技術(shù)部門和設(shè)計(jì)部門審議后，將兩個(gè)斜軸添加到變電站，使用離子接地極法降低電阻，經(jīng)過多次測(cè)試后求平均值，接地電阻仍為0.8098ω。主要原因包括以下幾個(gè)。（1）主要控制建筑物的地質(zhì)條件不好；（2）主接地網(wǎng)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(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定，必須利用自然接地體，并平衡地網(wǎng)。因此，變電站接地網(wǎng)的降阻變換應(yīng)基于主接地網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上，必須在最近的地方以擴(kuò)展或深井接地等方式實(shí)現(xiàn)有效的降阻，通過改造整個(gè)接地網(wǎng)的接地電阻，復(fù)合值只有0.412ω[3]。

5 結(jié)語

連接到變電站接地網(wǎng)的高低壓電氣設(shè)備的接地線、低壓電氣系統(tǒng)接地、電纜屏蔽接地、通信、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備接地以及變電站維護(hù)期間的一些臨時(shí)接地在接地電阻大的情況下，電源系統(tǒng)接地故障或其他大電流流入會(huì)導(dǎo)致接地電位異常升高，威脅到人身的安全；反擊過電壓會(huì)導(dǎo)致低壓設(shè)備、輔助設(shè)備和電纜絕緣故障，從而導(dǎo)致高壓通道控制系統(tǒng)。有效降低變電站接地網(wǎng)的電阻，對(duì)接接地網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)至關(guān)重要。