输电线路杆塔接地电阻测量方法与标准.ppt

DL/T 887-2004 杆塔工频接地电阻测量 周文俊 武汉大学电气工程学院 项目简介 o本项目2002年7月由安徽省电力公司立项。 o2002年9月，输电线路杆塔接地电阻测量标准研究 各项工作正式启动，2002年12月完成基础研究。 o2003年国家发展与改革委员会下文编写该标准。 o2004年4月，编写出杆塔工频接地电阻测量送审 稿，在安徽省巢湖供电公司召开的全国标委会专家审查 会议审议并通过。 o2004年10月中电联对该标准审核通过，给予标准号 ：DL/T 8872004，2004年10月20日发布，中 国电力出版社于2005年1月出版发行。 2005年4月1 日起该标准在全国实施。 项目开展意义 钳表法测量是对传统线路杆塔接地电阻测量方法 的突破，并越来越被普遍使用，但钳表法测量得到的 是异频频（或中频）回路电阻，整个接地电阻易受天 气、土壤或某些接地棒的腐蚀或接触不良所引起的回 路电阻变化的影响，因素较多，无误差修正曲线，无 标准可循。 鉴于以上优缺点有必要结合电力系统输电线路的 实际情况研究其使用规律和误差判断方法，建立杆塔 接地电阻异频测量标准，以便实际使用中有标准可依 。 输电线路杆塔接地电阻计算 o包括放射形电极在内的各种水平接地体的接地电阻计算都可以在 直线电极的基础上用一屏蔽系数A进行修正，即写成： o输电线路杆塔通常取接地体的埋深h=0.6m，直径（或等效） d=8mm，L为接地体总长度 ，为土壤电阻率。水平接地体的 形状系数和屏蔽系数 见下表： 输电线路杆塔接地典型情况 o右表的型式是典 型情况。在既考 虑了杆塔的自然 接地作用、工频 屏蔽和冲击电压 作用下限制单根 射线长度的问题 及尽可能节约钢 材的条件下制定 出来的。 输电线路杆塔接地电阻常规测量方法 o传统的接地电阻测量方法。采用注入电流方法 ，即向地网注入试验电流，测量电流大小和接 地体上的电压，从而得到接地电阻。 o不足是布置电流极和电压极引线、断开杆塔接 地螺栓连接及外加电源等增加了测试的劳动强 度；同时电压极不可能布置在无穷远处，电流 极的存在又不可避免会使电流场畸变，带来误 差。对于误差常用的克服方法有两极直线布置 时的远离法和补偿法及两极引线等长300夹角 布置。 输电线路杆塔接地电阻测量钳表法 o钳表法是传统接地电阻测量方法的一个突破。用钳表 夹住线路杆塔接地线或接地体，就能测出接地电阻。 o该法避免断开各支路，在不方便布置辅助接地极时尤 其方便。 o要求输电线路避雷线直接接地，各杆塔通过接地的避 雷线构成回路，对于无避雷线的线路或具有绝缘避雷 线的线路使用时较麻烦。 o该法测的是异频回路电阻，与工频接地电阻之间是近 似关系，且受接地棒的腐蚀情况及接触状况影响，需 结合电力系统输电线路的实际情况研究其使用规律和 误差判断方法，建立相关接地电阻异频测量标准，供 实际使用中参考，这也正是本项目的意义。 输电线路杆塔接地电阻测量的干扰问题 o线路杆塔工频接地电阻测量中的干扰主要是电 压干扰，它包括电力系统不平衡电流在被测接 地体上的工频压降、输电线路在与其平行的电 压引线上的感应电压以及天电或无线电通讯引 起的高频干扰等。 o实际测试时以上的干扰都有一定的抑制措施， 这里不展开。 杆塔接地电阻常规测量仪器摇表 o接地摇表采用手摇发电机作电源，一般有E、P、C三 端子(右上图)或C1、C2、P1、P2四端子(右下图) ，这些端子分别与被测的电流信号或电压信号相连。 在被测接地体电阻小于1欧时，宜采用四端子接线的测 试仪。接地电阻测试仪就工作原理可分为流比计型、 电桥型和电位计型及新型数字式仪表 。 杆塔接地电阻数字式测量仪器 o下左图是ZC-8型接地电阻测试仪电路原理图 。下右图是日本KYORITSU仪器公司生产的 一种数字式接地电阻测试仪 MODEL 4015 。 杆塔接地电阻测量仪钳表测试原理 钳表测量一般采用异于 50Hz的测量频率。钳表 提供两个线圈：电流线圈 提供测试电源E，在测试回 路建立电流I，同时I再次 被钳表内的感应线圈的二 次侧所转换。回路电阻 R=E/I。由于RORx， RRx，因此钳表显示的 值可以认为是杆塔接地电 阻Rx。 线路杆塔接地电阻测量仪器钳表 p下左图是奥地利LEM公司生产的GEOX接地电 阻测试仪，下右图是日本CHAUVIN ARNOUX生产的CA6411接地电阻测试仪。 输电线路杆塔接地电阻测量仪器误差 o右图是各测试仪的校验结果。 oCA6411与GEOX当电阻在1 15欧的误差最小最稳定； CA6411是3.33%max， GEOX是6.6% max； 4015当电阻在100900欧 的误差最小最稳定，为 1.5%max；当电阻在1 10欧时ZC29B-2比4015误 差小，各种仪器相互之间在2 15欧之间的最大测量误差 是15.15%。 杆塔接地电阻测量方法现场测试对比 o三极电流电压表法， 三极示波器相位法， 三极接地摇表法，钳 表法，钳表测试回路 等效阻抗测试方法对 比。 o选取某供电局放银线 33号与39号两基杆塔 为测试对象。 o测试结果（见右表） 显示采用CA6411、 GEOX、ZC29B-2及 4015四种仪器的测量 结果是可信的。 35220kV线路杆塔接地电阻现场测量 o选取某供电公司4条不同长度、地段、土壤的 高压线路杆塔进行了现场测试 ，以CA6411、 GEOX、ZC29B-2及4015四种仪器作为普查 普测的仪器。 o现场测试得到详实的结果。对于CA6411与 ZC29B-2、4015与ZC29B-2、CA6411 与GEOX三种测量读数差值R进行横向比较 ，找出了两两之间的在不同现场下的差别。 35kV220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （一） n线路阻抗的计算 o交流以大地为回路的单根导线的自感阻抗（/km） o考虑大地影响时两平行单根导线的互感阻抗（/km） o为导线半径（m），xne为导线单位长度内感抗（/km），f为 频率（Hz），为土壤电阻率（m） ，导线单位长度电阻rd ，两导线间距为D，导线对地高度为h，通常hD 。 35kV220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （二） nGJ35和GJ50钢绞线避雷线的参数频率特性 o避雷线电阻随频率增高而增大，避雷线电抗随 频率增大而显著增大，单位长度避雷线GJ35 比GJ50电阻及电抗均大。 o避雷线电阻与土壤电阻率基本无关，避雷线电 抗随土壤电阻率增加而稍有增加，但幅度较小 。 35kV220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （三） n钳表法杆塔接地电阻测量回路的计算 o简化：架在杆塔上的各相导线与避雷线之间的互感耦合及避雷线 对地电容极小，可以忽略。下图中：杆塔电抗Xg、杆塔接地电 阻Rj、每档避雷线阻抗Z。 首端测量等值回路 中间测量等值回路 35kV220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （四） n计算项目 oGJ35/50单/双根避雷线两种钳表（CA6411、GEOX）测试 误差R计算。 o同一杆塔多根接地极时钳表测试误差R计算。 n结果及分析 oGEOX计算结果与实测结果十分接近，而CA6411则偏大。 o利用计算结果有助于判断接地线的断线或超标，得到若干接地极 断线或超标的判别方法。 o提出了误差增量（R）区间随杆塔接地电阻