（电气工程专业论文）输电线路杆塔接地电阻测量方法研究.pdf

华北电力大学工程硕士学位论文摘要 摘要 接地电阻测量是校核接地装置是否达到规程要求的一种必要手段。准确测量接 地电阻可以验证接地系统设计是否合理，及时发现接地系统的变化或缺陷，避免由 于接地不合格而可能造成的经济损失或事故。 本文通过实测和计算研究了输电线路杆塔接地电阻的若干方法，仔细研究了不 同电阻和电感回路情况下两种典型钳形接地电阻测试仪的误差特性，结合现场实际 进行改进以提高钳形接地电阻测试仪的测量精度，适应电力系统杆塔接地电阻测量 的需要。结合东北沈阳地区的具体情况，总结出适合于本地区的杆塔接地电阻测量 方法，方便电力系统测试人员对接地电阻测量方法的掌握和使用以及准确的测量接 地电阻。 关键词：输电线路，杆塔，接地电阻，测量方法，研究 a b s t r a c t t h em e a s u r eo fg r o u n d i n gr e s i s t a n c ew a san e c e s s a r ym e a n st oc h e c kw h e t h e r g r o u n d i n gd e v i c e sc o u l dr e a c hap o i n to fo r d e rr e q u e s t a c c u r a t e l ym e a s u r e dg r o u n d i n g r e s i s t a n c ec o u l dv e r i f yt h ed e s i g n m e n to fg r o u n d i n gs y s t e mw h e t h e ro rn o t r e a s o n a b l e t i m e l yf o u n dg r o u n d i n gs y s t e mc h a n g e so rd e f e c t ，a v o i d e do ft h ef a i l u r e g r o u n dt om a k ee c o n o m i cl o s so ra c c i d e n t t h i sa r t i c l er e s e a r c h e ds e v e r a lm e a t h o d so ft r a n s m i s s i o nl i n et o w e rg r o u n d i n g r e s i s t a n c et h r o u g hm e a s u r e da n dc a l c u l a t e d c a r e f u l l ys t u d i e dt h ee r r o rc h a r a c t e r i s t i e so f t w ot y p i c a lc l a m pg r o u n d i n gr e s i s t a n c et e s t e ru n d e rt h es i t u a t i o no ft h ed i f f e r e n tr e s i s t o r s a n di n d u c t o r s w i t ht h ea c t u a ls i t ei m p r o v e m e n t st oe n h a n c ec l a m pg r o u n d i n gr e s i s t a n c e t e s t e rf o ra c c u r a c y , t oc o n t e n tt h en e e d so fp o w e rs y s t e mt o w e rg r o u n d i n gr e s i s t a n c e c o m b i n e dt h es p e c i f i cc i r c u m s t a n c e so fs h e n y a n g ，s u m m e du pm e a s u r e m e n tm e t h o d so f t o w e rg r o u n d i n gr e s i s t a n c es u i t a b l ef o rt h i sr e g i o n i t se a s yf o rt h ep e o p l eo fp o w e r s y s t e mt om a s t e ra n du s eg r o u n d i n gr e s i s t a n c em e a s u r e m e n tm e t h o d sa n dm e a s u r e g r o u n d i n gr e s i s t a n c ew i t ha c c u r a c y g u ok u n y a ( e l e c t r i c a le n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f l ir a n k e yw o r d s ：t r a n s m i s s i o nl i n e ，t o w e r , g r o u n d i n gr e s i s t a n c e ，m e a s u r e m e n tm e t h o d ， r e s e a r c h 华北电力大学工程硕士学位论文摘要 摘要 接地电阻测量是校核接地装置是否达到规程要求的一种必要手段。准确测量接 地电阻可以验证接地系统设计是否合理，及时发现接地系统的变化或缺陷，避免由 于接地不合格而可能造成的经济损失或事故。 本文通过实测和计算研究了输电线路杆塔接地电阻的若干方法，仔细研究了不 同电阻和电感回路情况下两种典型钳形接地电阻测试仪的误差特性，结合现场实际 进行改进以提高钳形接地电阻测试仪的测量精度，适应电力系统杆塔接地电阻测量 的需要。结合东北沈阳地区的具体情况，总结出适合于本地区的杆塔接地电阻测量 方法，方便电力系统测试人员对接地电阻测量方法的掌握和使用以及准确的测量接 地电阻。 关键词：输电线路，杆塔，接地电阻，测量方法，研究 a b s t r a c t t h em e a s u r eo fg r o u n d i n gr e s i s t a n c ew a san e c e s s a r ym e a n st oc h e c kw h e t h e r g r o u n d i n gd e v i c e sc o u l dr e a c hap o i n to fo r d e rr e q u e s t a c c u r a t e l ym e a s u r e dg r o u n d i n g r e s i s t a n c ec o u l dv e r i f yt h ed e s i g n m e n to fg r o u n d i n gs y s t e mw h e t h e ro rn o t r e a s o n a b l e t i m e l yf o u n dg r o u n d i n gs y s t e mc h a n g e so rd e f e c t ，a v o i d e do ft h ef a i l u r e g r o u n dt om a k ee c o n o m i cl o s so ra c c i d e n t t h i sa r t i c l er e s e a r c h e ds e v e r a lm e a t h o d so ft r a n s m i s s i o nl i n et o w e rg r o u n d i n g r e s i s t a n c et h r o u g hm e a s u r e da n dc a l c u l a t e d c a r e f u l l ys t u d i e dt h ee r r o rc h a r a c t e r i s t i e so f t w ot y p i c a lc l a m pg r o u n d i n gr e s i s t a n c et e s t e ru n d e rt h es i t u a t i o no ft h ed i f f e r e n tr e s i s t o r s a n di n d u c t o r s w i t ht h ea c t u a ls i t ei m p r o v e m e n t st oe n h a n c ec l a m pg r o u n d i n gr e s i s t a n c e t e s t e rf o ra c c u r a c y , t oc o n t e n tt h en e e d so fp o w e rs y s t e mt o w e rg r o u n d i n gr e s i s t a n c e c o m b i n e dt h es p e c i f i cc i r c u m s t a n c e so fs h e n y a n g ，s u m m e du pm e a s u r e m e n tm e t h o d so f t o w e rg r o u n d i n gr e s i s t a n c es u i t a b l ef o rt h i sr e g i o n i t se a s yf o rt h ep e o p l eo fp o w e r s y s t e mt om a s t e ra n du s eg r o u n d i n gr e s i s t a n c em e a s u r e m e n tm e t h o d sa n dm e a s u r e g r o u n d i n gr e s i s t a n c ew i t ha c c u r a c y g u ok u n y a ( e l e c t r i c a le n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f l ir a n k e yw o r d s ：t r a n s m i s s i o nl i n e ，t o w e r , g r o u n d i n gr e s i s t a n c e ，m e a s u r e m e n tm e t h o d ， r e s e a r c h 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文输电线路杆塔接地电阻测量方法 研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作 和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：日期： 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或 其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校 可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不 同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 日期： 导师签名： 日期： 华北电力大学工程硕士学位论文 第一章绪论 1 1课题的研究背景和意义 1 1 1三极法测量接地电阻存在的问题 接地电阻测量是校核接地装置是否达到规程要求的一种必要手段。准确测量接 地电阻可以验证接地系统设计是否合理，及时发现接地系统的变化或缺陷，避免由 于接地不合格而可能造成的经济损失或事故。 近年来沈阳供电公司架空送电线路雷击跳闸率有增长趋势，2 0 0 2 年2 2 0 k v 线路 雷击跳闸率达到o 4 7 次l o o k m a ，超出了架空输电线路管理规范( 试行) 规 定的o 3 1 5 次l o o k m a 指标，2 0 0 3 年还发生了雷击断线的故障，说明部分送电线 路耐雷水平不足。我们曾随机选取发生过雷击跳闸的三基杆塔进行接地电阻测试， 发现2 基杆塔的多个接地极存在接地电阻不合格的情况，说明在线路维护中加强接 地电阻测量的重要性。 传统的接地电阻测量方法主要采用三极法，在杆塔接地电阻测量中，各种便携 式接地电阻测量仪或接地摇表得到广泛应用，采用三极法具有准确度高的显著优 点，因此在电力行业标准d l 4 7 5 9 2 接地装置工频特性参数的测量导则和 d l 8 8 7 - 2 0 0 4 输电线路杆塔工频接地电阻测量得到推荐，但在供电企业应用中也 遇到一些问题，例如： ( 1 ) 输电线路接地装置一般只是一类小型的接地装置，接地体延伸范围大多 在1 0 1 5 0 米之间，射线总长度一般为1 0 - 5 0 0 米左右。在平原地区，由于土壤状况 普遍良好，土壤电阻率较低，杆塔基础一般就有足够良好的接地效果，可以减少接 地装置的规模，通常有些射线只有几米到十几米，有些甚至可以不要人工接地装置 就能保证一定的耐雷水平，杆塔接地电阻测量布线比较容易满足要求。而山区线路 的接地装置就和平原地区存在很大的不同，如土壤电阻率高、接地射线长、伸展范 围大还有地形复杂等，给接地测试带来很多的问题，最主要的问题是接地测量引线 不能达到规程要求的4 倍接地极的长度，很多单位甚至长期采用接地摇表生产厂家 说明书建议的2 0 m - 4 0 m 法测试，使测量数据的准确度受到影响。此外在走廊密集地 区、城市里的输电线路接地装置也常常存在互连互通、布线受到交通或建筑密集的 限制，无法布置规程要求的4 倍接地极的长度的情况，分析原因除了现场有部分工 作人员责任心不强及对规程的理解存在不清楚的地方外，很大一部分来自客观因 素，如测量引线放置困难引起的误差。 ( 2 ) 为了解决防盗和接地引下线的可靠连接问题，沈阳供电公司自2 0 0 3 年开 华北电力大学工程硕士学位论文 始对接地线连板的螺栓已经都改为直接焊接，其他单位也有采用将杆塔一定高度下 的所有连接螺栓焊接的方法，而三极法测试时要求打开接地线与杆塔的连接，这种 焊接接地螺栓的方法使三极法的测量遇到很大的困难，因为需要重新锯掉焊死的螺 丝再打开测量。 1 1 2测量接地电阻的钳表法 采用钳表法测量杆塔接地电阻是对传统接地电阻测量方法的一个改进，它的突 出优点是测量时不必布置电流极和电压极引线，不用外加电源，只要用钳表夹住线 路杆塔接地线或接地体，就能测接地电阻。因此采用钳表法可以大大减轻工人劳动 强度，加快接地测量的速度和效率。 由于钳表法测量得到的是回路电阻，因此它可以用来测量所测接地体接地电阻 值，还可以发现整个接地回路因为天气、土壤或某些接地棒的腐蚀或接触不良所引 起的回路电阻变大情况，而后者通过传统的接地摇表是无法发现的，因为腐蚀或接 触不良的情况不一定存在于土壤中的接地体上，而可能存在于引下线等位置。 钳表法测量得到的毕竟是异频( 或高频) 回路电阻，并不能简单认为测量得到 的就是工频接地电阻，两者之间是近似关系，影响因素也较多，不同地方对其测量 结果还存在认识上的争议，一些地方钳表法测量结果有些混乱也使钳表法在现场的 使用遇到困难。2 0 0 1 年起，为了编写杆塔工频接地电阻测量标准d l 8 8 7 2 0 0 4 输 电线路杆塔工频接地电阻测量，武汉大学在现场调研的基础上对钳表法测量杆塔 接地电阻的误差特性进行了一些研究工作，在进行调查和测试的基础上，认为采用 钳表法测量杆塔接地电阻是可行的，并将钳表法第一次写入了标准。随着 d l 8 8 7 - 2 0 0 4 输电线路杆塔工频接地电阻测量的近期颁布实施，钳表法预期将会 普遍采用，但目前钳表法还有一些问题可以进一步研究： ( 1 ) 电力行业标准d l 8 8 7 2 0 0 4 杆塔接地电阻测量只是一个测量方法标准， 不是仪器标准，目前全国没有钳表法的仪器标准，现在还不能对其进行统一检验， 而普通的工频接地电阻测试仪已经是强检仪表。据我们了解，目前生产钳表的厂家 国外有c a 和g e o x ，国内有香港、广州、西安等几个厂家，由于这些厂家自行丌发 或仿制，有些厂家将接地电阻和回路只作为纯阻性对待，没有仔细考虑输电线路长 线的电感问题，特别是钳表法测量普遍采用高频测量以减小容量和抗干扰，而由此 带来的向量运算误差问题目前还不清楚，因此有必要在实验室对比研究这些仪表的 误差问题，特别是考虑输电线路电感影响和测量频率的误差问题，以利于电力部门 对钳表的选型和校验。 ( 2 ) 由于使用钳形接地电阻测试仪测量杆塔接地电阻时，测量得到的是接地 回路的电阻，而回路电阻应是大于被测接地极的接地电阻，由此杆塔钳形接地电阻 测量会引入较小的原理性误差( 钳表法增量) 。对于架空输电线路，钳表法增量来 2 华北电力大学工程硕士学位论文 自于杆塔和本档避雷线电阻、后续( 或两侧) 各档链形回路等效阻抗中的电阻部分 等部分。计算表明不同的杆塔电阻、不同的避雷线形式、避雷线长度及测量频率等 都可能会对钳表法固有误差产生一定的影响。同一线路区段中直接接地的避雷线上 连接的杆塔数量逐步增多时，钳表法增量会趋于收敛。不同的杆塔接地电阻和不同 的避雷线型式，收敛的速度会稍有不同。 d l 8 8 7 2 0 0 4 对于g j 5 0 和g j 3 5 两种避雷线的钳表法误差进行了研究，目前光纤 复合地线( o p g w ) 及良导体地线在电力系统已经大量使用，针对o p g w 和良导体地 线等的架空输电线路杆塔接地电阻的钳表法增量的数值计算还没有进行过，以前的 计算中还没有考虑变化杆塔档距等情况的影响，此外对于不拆接地极连接，而对各 接地极单独测试的研究还进行得不多，这些工作有必要进一步开展。 ( 3 ) 针对o p g w 线路及不拆接地极连接的现场对比测试( 钳表法和三极法) 目 前还没有开展，针对典型地区的输电线路的现场对比测试( 钳表法和摇表法) 还有 必要进一步积累数据。 1 2本课题国内外研究现状 电力行业标准d l 4 7 5 - 9 2 接地装置工频特性参数的测量导则对杆塔接地电阻 测量推荐采用直线三极法，d l 8 8 7 2 0 0 4 输电线路杆塔工频接地电阻测量将直线 三极法作为标准测量方法，在线路条件允许的情况下允许采用钳表法作为检查性试 验的方法，2 0 0 4 年福建省电力公司将选择性补偿法由省公司作为企业标准加以推 荐，主要是通过在接地极回路中串入c t ，通过测量接地极回路的电流，将接地极电 阻与塔身电阻分开，其思路是将接地极接地电阻的概念分得更清晰一些，这种方法 并没有减小原来三极法的测量布线工作量和布线长度，与三极法一样需要解开接地 极和布置电流极电压极。广东省则将三极法、钳表法和选择性补偿法都加以推荐， 辽宁省的规定与他们也不相同。许多运行单位在使用这些方法时测量遇到很多问 题，为了弄清目前线路杆塔工频接地电阻测量的问题，包括已经得到广泛使用并行 之有效的三极法，以及目前已经得到应用的钳表法，方便电力系统测试人员对接地 电阻测量方法的掌握和使用，提出研究杆塔接地电阻测量方法是十分必要的，这是 一个涉及到准确性、测量方便性的综合技术问题。 1 3本文的主要工作 本课题通过实测和计算研究了输电线路杆塔接地电阻的若干方法，仔细研究了 不同电阻和电感回路情况下两种典型钳形接地电阻测试仪的误差特性，结合现场实 际进行改进以提高钳形接地电阻测试仪的测量精度，适应电力系统杆塔接地电阻测 量的需要。 华北电力大学工程硕士学位论文 1 、介绍接地电阻测量的现状及存在的问题。 2 、介绍接地电阻的概念、几种简单形状接地体及输电线路杆塔接地体接地电 阻的计算方法，接地电阻测量方法和注意事项，并对采用直线布置的三极法和成夹 角布置的三极法测量误差进行计算。 3 、介绍各种接地电阻测试仪的原理，对典型的接地电阻测试仪的输出特性和 精度进行实际测试和校验，分析电感和电阻影响问题，研究不同仪器的测量原理， 并分析测试结果。 4 、介绍使用三极法和钳表法对输电线路杆塔接地电阻测量进行对比测试的结 果，并分析对比测量精度和误差。 5 、结合东北地区、沈阳地区杆塔和避雷线形式，以及全国目前广泛使用的光 纤复合地线，使用e m t p 程序对钳表法测量输电线路杆塔接地电阻的回路和误差特 性进行计算，计算中考虑避雷线形式、不同档距、不同电阻及多接地极连接影响问 题，提出典型输电线路杆塔接地电阻钳表法测试的误差范围。 6 、在这些工作基础上提出杆塔工频接地电阻测量导则和钳形接地电阻 测试仪检验导则两个企业标准( 草稿) ，杆塔工频接地电阻测量导则对杆塔 工频接地电阻测量方法，并对三极法和钳表法测量原理、测量步骤和测量结果的判 别予以规定，钳形接地电阻测试仪检验导则对钳形接地电阻测量仪的技术要求， 并对出厂检验、日常检验和指标要求等予以规定。 4 华北电力大学工程硕士学位论文 第二章输电线路杆塔接地电阻测量方法 2 1接地与接地电阻的基本概念 在电力系统中为了工作或安全的需要，常常将电力系统及其电气设备的某些部 分直接与大地相连接，这就是接地。根据接地目的的不同，将接地分为工作接地( 如 变压器中性点接地等) 、防雷接地( 如避雷针、避雷线接地等) 、保护接地( 如电气 设备金属外壳接地等) 和防静电接地( 如油罐等) 等。输电线路杆塔接地属防雷接 地。 将埋入地中并直接与大地接触的金属导体称为接地极。兼作接地极用的直接与 大地接触的各种金属埋件、钢筋混凝土建筑物基础、金属管道等称为自然接地体。 输电线路杆塔的拉线属于自然接地体。 任何接地极都有接地电阻。接地电阻是电流i 经接地极流入大地时，接地极的 电位v 对i 的比值。接地极的电位为接地电极与无穷远零位面之间的电位差，因此 接地电阻也可定义为由接地电极到无穷远处土壤的总电阻。 将通过接地极的电流为工频电流时的接地电阻定义为工频接地电阻，将通过接 地极的电流为冲击电流时的接地电阻定义为冲击接地电阻，一般而言，由于火花效 应和接地极电感效应的影响，小型接地体的冲击接地电阻小于工频接地电阻。 接地电阻的大小除与大地结构、土壤电阻率有关外，还与接地体几何尺寸和形 状有关。冲击接地电阻还与流过接地体冲击电流的幅值和波形有关。 由于接地电阻的存在，当电流流过接地体时，将使接地极及其周围土壤发热， 电流在接地电阻上的压降将引起接地极电位升高，可能使电气设备受到反击过电压 的作用而损坏，同时电流通过接地体在地中扩散时，地面上的电位梯度也会使附近 的人体可能受到接触电势或跨步电压的作用，因此必须对接地电阻值进行控制。 根据d l t 6 2 0 1 9 9 7 交流电气装置的过电压与绝缘配合与d l t 6 2 1 1 9 9 7 交 流电气装置的接地的要求，架空输电线路防雷接地电阻一般不宜大于3 0 欧。具 体规定在有避雷线的线路，每基杆塔不连避雷线的工频接地电阻，在雷季干燥时， 不应超过表2 1 的数值。 表2 1十壤电阻率与接地电阻的关系 十壤电阻率 s 1 0 0 1 0 0 5 0 0 5 0 0 一1 0 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 ( q m ) 接地电阻( q ) 1 01 5 2 02 53 0 注：如土壤电阻率超过2 0 0 0 f 2 m ，接地电阻很难降至3 0 q ，可采用扣8 根总长度不超过5 0 0 m 的放射形接地体，或采用连续伸长接地体，接地电阻不受限制。 华北电力大学工程硕士学位论文 接地电阻的计算、跨步电势和接触电势的计算、电极防腐措施是接地设计的关 键。设计接地装置时，应考虑土壤于燥或冻结等季节因素的影响，接地电阻在四季 均应符合标准要求，但防雷接地只考虑雷雨季节中土壤干燥的影响。 劢3 k 黔一 飕 ，lt 图2 1均匀土壤中的半球形电极 以图2 1 所示与地面平齐的处于均匀土壤中的半球形电极为例，设接地电极半 径为a ，由接地极注入电流为i ，土壤电阻率为p ，则在离开球心距离为r 处土壤中， 电流密度j 为： j = i ( 2 兀r 2 ) ( 2 - 1 ) 电场强度e 为： e = j p = l p ( 2 7 c r 2 ) ( 2 - 2 ) 接地极电位( 即相对于无穷远处的接地极电位) v 为： 矿：一4 f 胁：竺1 4 ：卫 ( 2 - 3 ) 。j 2 力r m 2 口万 因此半球形接地电极的接地电阻r 为： r ：一v ：生 ( 2 4 ) 半球形接地电极的电阻也可以直接由包围在接地电极外面的厚度为 球薄壳的土壤电阻串联而成，即 畸暴争斜= 去 则a 与r 之间的串联总电阻r 。为： d r 的各半 ( 2 5 ) 疋= ! pd r 一烈= 昙c 丢一 即一 协6 ) 上式中当r = 1 0 a 时将有r 。= 0 9 r ，即当离开接地极距离为接地极尺寸的1 0 倍以 内的土壤对接地电阻起主要作用。 2 2接地电阻测量的三极法及误差计算 三极法是传统的接地电阻测量方法，即分别布置电流极和电压极，通过电流极 6 华北电力大学工程硕士学位论文 向地网注入试验电流，测量电流大小和接地体和电压极上的电压，从而得到接地电 阻。由于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， 因此合理设置电流极和电压极是接地电阻测量的关键。 2 2 1电流极电压极成直线布置的情况 以半球形接地极为例，如图2 - 2 ，布置电流极c 、电压极p ，在接地体g 与电流 极c 之间注入电流i ，接地体半径为a ，则应用叠加原理可以得到： 接地极g 的电流i 使g p 之间出现的电位差v 7 为： y 7 ：旦一丝( 2 7 ) 2 z r a 2 z r d o v 电流极c 的电流i 使g p 之间出现的电位差v 为： y ，：一 ! 望 + ! 壁 ( 2 8 ) 2 r c d o c2 7 r d m 因此g p 之间的电压v 为： y ：y ，+ y ，：望上一上+ 上) ( 2 9 ) 2 r e 、a d g pd 。cd p c i 接地电阻r 为： r ：兰：卫上一上+ 上) ( 2 1 0 ) l 2 r e 、n d g p d g cd 陀? 而半球形接地电极实际的接地电阻r o 为： r 0 = 景 两者之间的比值r r o 为： 万r 邓一毒一老+ 毒， 测量误差( r r o ) r o 为t r - r o ：l 旦+ 旦一三i r dl d g pd g cd j p cl 图2 2 电流极电压极成直线布置 7 ( 2 1 1 ) ( 2 1 2 ) ( 2 - 1 3 ) 华北电力大学工程硕士学位论文 因此应合理选择p 、c 的位置，使测量误差( r r o ) r o 趋于最小。下面两种 方法可以满足这一条件。 ( 1 ) 远离法 即尽量增大d g p 、d g c 、d p c ，使之趋向无穷大，实际上，如取d g c = 1 0 a ， d g p = d p c = 5 a ，则r r o = 9 0 ，即测量结果比实际值偏小1 0 ，这在工程上是可以接 受的。 这种做法是将电流极打在离开接地极距离为1 0 a 位置，同时将电压极打在零位 面的方法。 ( 2 ) 补偿法( 0 6 1 8 法) 由于远离法即使取d g c = 1 0 a ，测量结果仍比实际值偏小1 0 ，如果将电压极由 5 0 位置移至6 1 8 的位置，则电压表的读数相应偏大，从而补偿由于零位面移近 而带来的固有误差，此时d g p = 0 6 18 d c , c 。 对于输电线路杆塔接地装置接地电阻测量，d l 4 7 5 9 2 及d l 8 8 7 2 0 0 4 推荐 d g p = 2 5 ，d g c = 4 1 ，为接地装置最大射线长度。 表2 2 是根据式2 1 3 计算得到的直线三极法布置时不同电极距离的测量误差。 表2 - 2直线三极法布置时测量误差 电压极布线艮度d g p电流极布线长度d g c 测量误差( ) 0 5 aa1 0 0 0 a2 a5 0 0 1 5 a3 a3 3 3 2 a4 a2 5 o 远 3 a6 a1 6 7 4 a8 a 1 2 5 离 5 a 1 0 a1 0 o 法 6 a 1 2 a8 3 7 a1 4 a7 1 8 a1 6 a6 3 9 a1 8 a5 6 1 0 a2 0 a5 0 0 6 aa1 6 7 1 2 a2 a8 3 1 8 a3 a5 6 2 5 a4 a1 7 补 3 a5 a3 3 5 a8 ao 8 偿 6 a1 0 a1 7 法 7 a1 2 a2 6 8 5 a1 4 ao 7 1 0 a1 6 a0 4 “a1 8 a0 4 1 2 a2 0 a0 8 华北电力大学工程硕士学位论文 从表2 2 中可以看出，电极距离越大，误差越小。采用远离法布线时，当电极 距离分别不小于5 倍和l o 倍接地体半径时，误差不大于1 0 ；而采用补偿法时误 差比远离法大为减小，采用d l 4 7 5 9 2 及d l 8 8 7 2 0 0 4 推荐的2 5 倍和4 倍接地体半 径以上晾，误差不大于4 。 2 2 2电流极和电压极成一定夹角布置的情况 如图2 - 3 ，将电压极p 布置在地面任意点测得的接地电阻r 为： r ：j 三( 三一上一! 一+ f ：兰：一) 2 7 r 、n d g cd g p 0 0 & 2 p + d 乞c 一2 d g p d g c c o s l 9 。 它与实际值r o 的比值 r ：1 一口( 1 + 上一f ：一) r 0、d g cd g p 0 d 乞p + d 乞c 一2 d g p d g cc o s o 。 测量误差( r r o ) r o 为： 警=怯1+瓦1一一1r )i di 、d g c d 6 p d ：p + d ；r 一2 d 仃，d 疗，c o s 目7 l ( 2 1 4 ) ( 2 - 1 5 ) ( 2 1 6 ) 图2 - 3电流极和电压极成一定夹角布置 实际工程测试中常取d c c = d g p ，0 = 2 8 9 6 0 3 0 0 测试方法( 即3 0 度夹角测试法， 电流极与电压极到被测接地体的距离有2 倍接地体的长度，央角为3 0 度，此时测 量误差较小。 表2 3 是根据式2 1 6 计算得到的央角三极法布置时不同电极距离和不同夹角的 测量误差。可以看出，采用夹角三极法布线时，当电极距离越大，误差越小，离2 9 度夹角越近，误差越小，角度的偏差可能引起较大的误差变化。当电极距离达到2 倍接地体半径和3 0 0 夹角布置时，误差不大于4 ，这个误差与直线三极法推荐的 2 5 倍和4 倍接地体半径时的误差接近。因此央角三极法虽然可以减小电极布线长 度，但测量时保持准确的角度和必要的布线长度十分重要。 9 华北电力大学工程硕士学位论文 表2 3 夹角三极法布置时测量误差 电极布线长度d g p = d g c 电流极和电压极夹角 测量误差( ) 1 53 6 6 1 2 01 7 5 9 2 56 2 o 2 81 3 4 0 5 a3 01 3 6 3 23 7 2 3 56 7 4 4 01 0 7 6 4 51 3 8 7 1 51 8 3 1 2 08 7 9 2 53 1 o 2 86 7 a3 06 8 3 21 8 6 3 53 3 7 4 05 3 8 4 56 9 3 1 59 1 5 2 04 4 0 2 51 5 5 2 83 3 2 a3 03 4 3 29 3 3 51 6 9 4 02 6 9 4 53 4 7 1 56 1 0 2 02 9 3 2 5 1 0 3 2 82 2 3 a3 0 2 3 3 26 2 3 5 l1 2 ， 4 01 7 9 4 52 3 1 l o 华北电力大学工程硕士学位论文 2 3 接地电阻测量的钳表法 采用钳表法测量杆塔接地电阻是对三极法的的一个补充，它的突出优点是测量 时不必布置电流极和电压极，不用外加电源，只需用钳表夹住线路杆塔接地线或接 地体，就能测出接地电阻。从原理而言，钳表法实际测量的是钳表回路的回路电阻， 该方法可以避免布线的麻烦。该方法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，对于那些无避雷线的线路或具有绝缘避雷线的线路并不适 用。 当输电线路避雷线直接与铁塔或杆塔相连接地时，实际上每个杆塔均通过避雷 线构成并联网络，每个杆塔为并联网络的一个支路，如图2 4 ，在整个并联网络中， 设r i 为杆塔接地电阻，此时其他各支路的接地电阻并联值为r o = r 1 i i r 2 1 1 r 3 r n ， 当1 1 较大时，r o ( 7 v ；外部磁场： 4 0 a m ； 外部电场 1 0 0 3 5 # d5 13 5 22 9 5 总并联8 18 09 0 a8 29 7 b8 o9 7 繁人 铁塔 平原 c 8 29 3 北3 8 # d8 61 0 5 总并联4 82 8 0 成繁铁塔 平原 a8 75 8 3 3 4 # b1 2 2 1 0 0 2 6 华北电力大学工程硕士学位论文 cl o 61 0 8 d1 0 l 1 0 0 总并联 1 1 23 8 a1 3 81 9 6l8 4 b1 3 11 9 o1 9 5 韩虎 铁塔丘陵c1 1 61 7 21 6 0 9 0 撑 d1 2 71 8 71 7 8 总并联 4 54 9 0 4 9 ao 2 3 。bo 2 4 虎镇 铁塔丘陵c0 2 4 甲0 2 # d0 2 4 总并联 3 83 8 03 7 5 a1 3 2 2 4 0 虎牵 b 1 3 41 8 2 甲乙 铁塔 平原c1 3 3 1 9 0 5 撑d l3 52 0 5 总并联6 3 05 1 0 a1 6 32 0 51 9 8 清虎 bl8 02 4 22 3 3 乙铁塔丘陵cl3 11 7 01 6