HVJE-5A异频接地阻抗测试仪使用说明书(跨步电压接触电势)解读

1、HIGSVOLTAGEHVJE/5A 异频接地阻抗测试仪使 用 说 明 书苏州工业园区海沃科技有限公司、概述二、主要技术指标三、仪器外部接线方式四、面板布置说明五、仪器使用说明1. 时间校对2. 接地电阻测试3. 跨步电位差测试4. 接触电位差测试3. 历史数据查询六、测试工作注意事项七、辅助接地极的处理及引线选择八、仪器误差的附加说明九、接地电阻模拟测量试验接线十、故障及其排除十一、装箱清单十二、接地网测试技术1. 接地网测量的基本原理2. 平行布线时的互感影响3. 工频电流法测量误差的主要原因4. 接地网异频测量技术一、概述HVJE/5A异频接地阻抗测试仪采用独有的技术手段，有效地解决了接

2、地网 测试过程中外界干扰的影响问题。大量现场测试和用户使用情况表明，在运行 变电站的恶劣电磁环境下进行接地网测试时，HVJE/5A异频接地阻抗测试仪的测量数据准确稳定、复现性好，是大、中型接地网特性参数测量的理想仪器。在运行变电站的恶劣电磁环境下进行接地网测试过程中，外界干扰非常严重，干扰信号比较复杂，可能导致各种不同的误差，主要包括：1. 外界电磁场在电压极测量引线上产生感应电压（工频占主要成分），其数值有时可达数伏，将导致测量结果出现较大的误差；2. 外界电磁场在电流极测量引线上产生感应电压，因电流极回路的阻抗比 较小，将在回路中形成较大的干扰电流，也会导致测量误差；3. 地中往往有干扰电

3、流存在（成分比较复杂），它所产生的电压降也会导致 测量误差；4. 当电流线和电压线之间距离较近时，测量线之间存在互感，由此会带来 测量误差。由于大中型接地网测试比较困难，误差来源比较复杂，地网的接地电阻值 也比较小，因此，要保证测量结果的准确性，必须掌握正确的测量方法，并采用 抗干扰性能好的测试仪器。现场实测表明，在运行变电站的电磁环境条件下，即使采用倒相法等传统 的抗干扰措施，工频电流法的测量结果也很不稳定， 测量误差仍比较大（有时已 远超过允许的范围），测试结果的可信度大大降低，从而导致地网评估结论无法 反映地网的真实状况。其主要原因在于试验电流的频率与外界工频干扰的频率相 同，同频率的外

4、界工频干扰信号是很难剔除干净的。其次，干扰信号中的谐波、 高频和直流等成分的影响也不容忽视。HVJE/5A异频接地阻抗测试仪，由于采用了独特的抗干扰技术，从而有效解 决了接地网测试的关键技术难题。它采用接近于工频的异频试验电流（频率为47.37Hz和52.63Hz）进行测试，并应用数字信号分析和滤波技术等，有效剔除 了外界干扰信号（包括工频、谐波、高频、以及直流分量等成分），从而大大提高了接地网测试的精度。现场应用和试验室考核结果表明，即使电压极测量引线 的干扰电压达10V,电流极回路的干扰电流达1A时，本仪器仍可获得准确的测 量结果。HVJE/5A异频接地阻抗测试仪从根本上摈弃了传统“工频电

5、流法”的缺点和 诸多不便（难以消除工频干扰的误差、 试验设备笨重、试验电流太大有可能影响 继电保护装置的正常工作等）。大量的现场应用结果表明，仪器结构设计科学合 理，测量精度高，性能稳定，功能齐全，使用方便，集中体现了接地网测试技术 的最新研究成果，是测量地网接地电阻的理想装置，可广泛应用于电力、石油、 化工、电信、军工、铁路、机场及工矿企业的接地网测试。HVJE/5A异频接地阻抗测试仪的主要特点如下：1. 仪器内置的变频试验电源可输出 47.37Hz和52.63Hz两种频率的试验电 流,在程序的自动控制下，它分别以 47.37Hz和52.63Hz的试验电流进行两次测 试，折算到50Hz后取其

6、平均值为测量结果。由于试验电流的频率与系统工频十分接近，因此可以认为试验电流在地中散流情况与工频电流的散流情况相同，所测结果可视为地网的工频特性参数。2. 仪器的测量内容包括地网的接地阻抗 Z、纯电阻分量R和纯感抗分量X， 以及跨步电压和接触电势。本装置能有效消除测量过程中引线互感 （特别针对平 行布线法的引线互感误差）与地网自感的影响，得到真实的地网电阻分量 R。即 使在强干扰电压和电流条件下，其测量结果仍具有很好的重复性和准确性。3. 仪器采用智能化控制，可以自动判断电流回路的阻抗，并据此自动调节 异频电源的输出电流值（额定输出电流为 5A），无须人为干预，即可自动完成测 试任务。4. 仪

7、器采用高性能工控机进行数据处理和计算，1分钟内即可获得测量结 果。5. 仪器采用大屏幕液晶显示，汉化菜单提示，人机界面简洁直观，由一个电子鼠标可完成所有操作，使用极为简单6. 仪器提供储存200组测量数据，掉电不丢失，可随时查看历史数据。7. 仪器采用最新的SPW脉冲调制技术和高效率的功率器件组成异频电源,功率大、体积小、重量轻，正弦波信号输出稳定平滑，整套装置仅重14kg。一、主要技术指标1试验电流的频率：47.37Hz,52.63Hz2额定输出电流：5A （有效值）3额定输出电压：100V （有效值）4电阻测量范围：0.001 Q100Q (最大分辨率0.1mQ)5接触电势（跨步电压）分辨

8、率：0.01 (V/kA)6测量准确度等级：1.0级基本误差极限El +3%十.02 100%（1%十入 IUU%显示值7仪器供电电源：AC 220V 10%有 效值)8仪器外型尺寸：450X 320x 200(mm)9仪器重量：14kg10仪器使用环境：环境温度：-15 C 40 r相对湿度：90%三、仪器外部接线方式：仪器的外部接线方式如图11所示，根据P1、C1两根引线的不同放置方式 可以分为平行线法和夹角法。平行布线法：图1中dPG约为0.50.6倍dcG， dcG为35D。平行布线法 测量会因电流线和电压线间互感的存在而引入误差，条件允许的情况下不宜采 用。如果条件所限而必须采用时，

9、由于本仪器可以有效消除线间耦合互感影响， 仍然可以保证较高的测量精度。夹角法：图1 2中dcG为35D，对超大型接地装置则尽量远；dPG的长度与deG相近。如果土壤电阻率均匀，可采用deG和dPG相等的等腰三角形布线, 此时两根引线夹角B约为30, dcG = dpG=2D。只要条件允许，推荐采用电流一 电位线夹角布置的方式。20图1-1 平行布线法测量接线示意图d7730CGD ClC2图1-2夹角法测量接线示意图四、面板布置及说明156图2面板外观布置图1. 测量接线端：C1和C2（红色）是仪器内部异频电源的输出端口。 将C2连接至被测地 网，C1连接至辅助电流极，以构成试验电流的回路。P

10、1和P2 （黑色）是仪器的电压测量端口。将 P2连接至被测地网，P1 连接至辅助电压极。2. 仪器的安全接地端子。3. 液晶显示屏。4. 仪器供电电源插座（AC 220。5. 仪器电源开关。6. 电子鼠标，即仪器的操作旋钮。五、仪器操作说明1. 时间校对仪器长时间闲置，可能造成内部时间复位，可在开机时下对时间进行校对1）使用电子鼠标选择需要校对的日期或时间参数。2）转动电子鼠标输入正确的日期或时间，依次进行校对。3）校对完毕后，选择“进入测试界面”2011年7月28日15时24分进入测试界面时间校对界面图3时间校对界面2. 接地电阻测试1）根据地网测试的技术规范和要求，正确布置辅助电流极、辅助

11、电压极和测量引线。为使仪器能输出较大的试验电流，须减小电流回路的阻抗， 同时适当减小辅助电压极接地电阻。当电流回路阻抗不大于20Q时，仪器的输出信号电流可以达5A。2）接好仪器的安全接地端子，以保障安全。3）接好电流和电压测试回路：C2和P2端子分别接至接地网，C1端子连接 至被测地网的辅助电流极，P1端子连接至被测地网外的辅助电压极。4）接好仪器工作电源（AC 220 10%。5）检查接线无误后，打开仪器电源开关，进入测试主界面（如图4）。主菜单有3种选择：接触电阻、接触电势、跨步电压。6）转动电子鼠标依次选择“接触电阻”、“自动测量”，按下鼠标仪器便开 始自动测量，液晶屏显示测量进程的动态

12、提示（如图6），图中Uxh Ixh、 Rhl分别代表测试电压、测试电流和电流极回路电阻，测试完成后的测试结果画面如图7。7）若要存储本次测试结果，旋转电子鼠标至“保存数据”，按下即可；若不 存储，则旋转电子鼠标至“放弃保存”，并按下；操作后仪器的显示返回 主菜单。8）如果需要再次测量，重复步骤6即可。9）关掉仪器电源开关，拆除测试引线；10）测试完毕后拆除仪器接地引线。HVechno logy苏州工业园区海沃科技有限公司Ver 2.0接地电阻接触电势跨步电压图4测试主界面HVechno logy苏州工业园区海沃科技有限公司Ver 2.0自动测量历史数据退出图5接地电阻测试界面47.37 HZ接

13、地电阻正在测试中Uxh= 101.11Ixh = 4.66Rhl = 22.3自动测量历史数据图6测试过程界面Z= 1.0178R = 1.0173 Z= 0.0315输出电压（V）: 95.7输出电流（A）: 4.191回路阻抗（Q ）:22.8接地电抗（Q） : 0.031干扰电压（V）:0.001保存数据历史数据放弃保存图7试验结果界面3. 接触电势测试接触电势测试步骤与接地电阻相同， 在测试主界面选择“接触电势”即进入接触电势的测试和历史数据查询界面。测试结果界面如图&接触电位差（V/kA）：2.23输出电压（V）: 93.9输出电流（A）： 4.104回路阻抗（Q ）:22.9实测电

14、压（V）: 0.009干扰电压（V）:0.001保存数据历史数据放弃保存图8接触电势试验结果界面4. 跨步电压测试跨步电压测试步骤与接地电阻相同， 在测试主界面选择“跨步电压”即进入跨步电压的测试和历史数据查询界面。测试结果界面如图9。跨步电位差（V/kA）:2.23输出电压（V）: 93.9输出电流（A）: 4.104回路阻抗（Q ）:22.9实测电压（V）: 0.009干扰电压（V）:0.001保存数据历史数据放弃保存图9跨步电压试验结果界面5. 历史数据查询1）开机后，在接地电阻（接触电势、跨步电压）所在的测试界面，选择“历 史数据”后，出现图10所示历史数据查询界面。2）转动鼠标可在“

15、查询”“上页” “下页” “返回”四个选项中进行选择，选择“查询”选项并按下鼠标确认后，可在该页所显示的 10组数据中进行选择，按下鼠标后进入图11所示历史数据明细查询界面。3）图11中，选择“上条”、“下条”可查看相邻数据记录，选择“删除”可从数据库中清除该组数据，选择“返回”重新进入图10所示界面。序号日期时间接地电阻值12011/3/2014:320.10122011/3/1917:010.10132011/3/1914:120.10142011/3/1009:070.10152011/2/2019:520.10162011/2/1114:310.10178910查询上页下页返回图10历

16、史数据查询界面Z= 1.018R= 1.017X= 0.031序号：1输出电压：91.13输出电流：3.99干扰电压：0.004回路阻抗：22.83测试时间：10： 11测试日期：2011/3/30上条下条返回删除图11历史数据明细查询界面六、测试工作注意事项1. 仪器测试过程中，C1和C2之间的最大输出电压为100V,请勿触摸，以 保障人身安全。2. 测量500kV变电站等大型接地网时，在数千米长的电流线和电压线上，往往有较高的感应电压，须注意安全3. 连接至被测地网的的P2和C2端子应分开连接至地网接地点，以免引入接触电阻和引线电阻，导致不必要的测量误差。4. 夏天测试时，应避免强太阳光直

17、接照射LCD以免液晶显示屏性能老化5. 从人身安全和测试精度的需要考虑，测试前一定要确保仪器的接地端子 可靠就近接地。6. 当辅助电流极接地没有处理好或电流回路断线导致电流回路电阻超过 5000欧姆时，仪器提示切断电源进行接线检查。七、辅助接地极的处理及引线选择1. 辅助电流极应选择在潮湿的地方，以保证辅助电流极自身具有较小的接 地电阻。电流极接地电阻最好不大于 20欧姆，可采用3至5根1.2m的 角铁间隔1m呈三角形打入地中，角铁埋深在1m左右，若电流极电阻仍 然偏大，可采用增加接地极角铁根数或在接地极周围泼水等方法降低其接地电阻，从而使仪器能输出尽量大的试验电流。2. 电流极布置位置与接地

18、网边缘的直线距离大约是接地网对角线长度的3至5倍，为保证电流极回路具有较小的电阻，对于对角线长度在200m以内的220kV及以下等级的变电站接地网或其它接地网可采用截面级为 2.5mm的铜线作电流极引线，对于更大的接地网电流极引线截面级根据 情况可采用2.5mm或4mm勺铜线，铜线的电阻可按照17Q /km.mni进行 估算。3. 电压极引线可采用截面级为1.5mm的铜线。八、仪器误差的附加说明由于大型地网接地电阻异频测试仪器不同于一般的测试仪器，通常需要在一定的电磁干扰环境下进行工作，最常见的干扰是在测试仪器的电压极之间存在工 频电压，它是由地中工频电流引起的，其数值甚至可高达10伏以上，D

19、L/T845.2 -2004电阻测量装置通用技术条件第2部分 工频接地电阻异频测试仪中根据仪器不同测试环境对其测量误差进行了限定。该仪器测量准确度等级为1.0级，属B类仪器。根据DL/T845.2 2004,仪器的基本误差极限值为:_（吩显黑* 100%，其中显示值为测试仪测量读数;例如测量0.1欧姆电阻时，测试仪测量显示值约为 0.1欧姆,其基本测量误 差极限值应为（ 1%+0.02X 100% = 3%。根据标准，在如下情况下，仪器误差范围根据误差极限值有不同的规定：1 辅助接地电阻改变时的误差限值辅助接地电阻（Q）庆差不大于50W El， （1% 100%X 0.002/ 显示值）501

20、000W 2 El ， （2% 100%X 0.004/ 显示值）2 电压测试端子（P1, P2）间干扰电压引起的误差限值等效工频干扰电压（V）庆差 5W El， （1% 100%X 0.002/ 显示值） 10W 2 El ， （2% 100%X 0.004/ 显示值）例如在等效工频干扰电压为8V条件下测量0.1欧姆电阻时，测试仪测量显 示值约为0.1欧姆,其基本测量误差极限值应为土 2X（ 1%+0.02X 100% = 6%此外根据我公司多年的现场经验，在变电站出线比较复杂的情况下，电流 极引线难以避开输电线路的走向时，通常会在电流极回路产生一定的工频干扰 电流，严重影响了仪器的测量精度

21、，为此本产品增加了电流回路的抗干扰功能， 从而使得仪器在各种苛刻环境下都能提供可靠的测试结果。参照标准中对不同干 扰电压下误差限值的规定，本仪器在不同干扰电流下的误差限值为：电流测试端子（C1，C2）间干扰电流引起的误差为:等效工频干扰电流（A）庆差0.5W El， （1% 100%X 0.002/ 显示值）1W 2 El ， （2% 100%X 0.004/ 显示值）九、接地电阻模拟测量试验接线为验证接地电阻测试仪的测量准确度以及在工频干扰下的测量效果，可在实验室进行模拟接地电阻测量，图12给出了接地电阻模拟测量的试验接线，并增 加了干扰电流和干扰电压注入电路。干扰电流源隔离变+调压器干扰电

22、压源接地电阻测试仪0C2 P2 P1 C 11Rp隔离变+调压器RERc图12接地电阻模拟测试接线图图中：RE表示被测地网的接地电阻，用标准电阻代替；Rp表示辅助电压极接地电阻与电压极引线电阻之和；Rc表示辅助电流极接地电阻与电流极引线电阻之和；在进行模拟测试时应注意以下事项：1. 产生干扰电流及干扰电压的调压器必须与 220V市电隔离；2. 测试前应先将干扰电压调节至适当位置，在P1与P2端子间测量干扰电压，所施加的干扰电压一般不应大于10V;3. 测试前应先将干扰电流调节至适当位置，将C1与C2端子暂时短接后用交流钳型电流表测试回路电流，所施加干扰电流的最大值不应大于1A,同时Rc与RE之

23、和不应大于50欧姆，否则会导致仪器损坏；4. 选择Rc、RE电阻时应根据仪器最大输出电压及 Rc、RE阻值校核其热容量；5. Rp电阻可在不大于1000欧姆的范围内任意取值，其热容量无需校核。十、故障及其排除故障现象故障的可能原因排除故障的方法开机无显示电源插座是否通电电源插座是否可靠插牢 供电电源电压是否为 220V 供电电源保险丝是否熔断确保220V电源已接 通，或更换保险丝。测试过程正常，但测试 结果不稳定，或者仪器 输出的电流较小。接地端子是否可靠接地 电流极回路电阻是否过大 接线是否牢靠重新处理电流极和电 压极，减小其接地电 阻，必要时在接地极 周围泼水（或盐水）。仪器开机显示正常，

24、但拒绝工作或出现乱码或其它异常现象系统软件逻辑可能遭到损坏仪器硬件故障请与供应商联系。1一、装箱清单1）220V电源线1根2）10A电力测试线（1米长）5根3）用户手册1本4）供电电源备用保险管1支5）合格证1份十二、接地网测试技术1. 接地网测量的基本原理当系统发生接地短路故障时，巨大的短路电流经接地网入地过程中会引起地网的电位升高，地网电位升高往往会对系统的正常运行构成威胁，有时甚至导致系统二次设备的损坏，从而导致系统事故的扩大。通常，把地网电位升高值 U与经地网入地电流值I的比值称为地网的接地 电阻（或接地阻抗），接地电阻是考核地网状况的主要技术指标之一。为了测量接地网的接地电阻，须在距

25、地网比较远的地方设置一个电流极C（应按规程要求），使试验电流由地网入地，经电流极返回，此时地网与电流极 之间必有一个区域是“零电位”（请参考相关理论）。“零电位点”与接地网之间 的电位差U与试验电流I的大小有关，但U/I是确定不变的，它反映了地网的特 性。不过，此处的U/I与规程所定义的“地网接地电阻”有一定的差异，在此不 作详细论述。接地网测试常采用0.618法，即：电压线和电流线平行布置，电压极 P与 地网中心E的距离是电流极C与E之间距离的61.8%。但值得指出的是，此理论 基础是建立在“地网周围的土壤电阻率均匀一致”。我们在使用0.618法的实践 中，应注意土壤率不均匀所导致的测量误差

26、。常用的测试线布置方法还包括：电流线和电压线反方向布置，以及电流线 和电压线成一定夹角方式（请参考相关资料），此类布线方法的优点在于电压线 和电流线之间的互感影响问题不突出，从而避免了互感带来的误差问题。总之，大中型接地网测试要求足够长的电流线和电压线，不仅测试工作的 实施具有较大的难度，而且，现场条件的限制很可能导致较大的测量误差 （包括 接线考虑不周所带来的方法误差，以及干扰误差和仪器误差）。因此，在开展大中型地网测试时，必须认真研究被测地网的环境条件， 合理设计测试方案，并选 用抗干扰性能优良的测试仪器进行测试，以保证测试结果的准确可信。2. 平行布线方式时引线间的互感影响常用的0.61

27、8法属于平行布线法，在实际测试中，由于现场条件的限制， 电流线和电压线之间的距离往往比较小， 电流线中的试验电流所产生的电磁场会 在电压线上感应出比较大的干扰电压。 此时，仪器所测的电压信号中不仅含有试 验电流在地网接地电阻上形成的压降，而且还包括了试验电流在电压线上感应的 干扰电压。显然，简单的用U/I来给出结论是不对的，应该想办法剔除电压线上 的感应电压成分。否则，上述互感影响所带来的误差十分严重。测试线愈长，线 间距离愈小，则误差愈大。我们认为，互感影响所带来的误差属于方法误差的范畴，不属于仪器误差， 技术人员可以想办法避免之（后面继续讨论）。3、工频电流法测量误差的主要原因工频电流法是

28、传统方法，在我国电力系统中沿用了数十年，而且至今仍在 使用，特别是对于新建变电站或发电厂的接地网测量项目，由于外界工频电磁干扰并不是特别强，再加上新建工程条件下的布线工作比较容易实施（例如采用反向布线和夹角布线）。但对于运行中的变电站和发电厂，采用工频电流法测量接 地网过程中的误差问题就显得格外突出，主要原因是：外界工频电磁场以及地中 零序性质的电流等所产生效果与比工频试验电流所产生效果相比，已经达到无法忽视（但又无法剔除）的程度。例如，实际现场中，即使在施加试验电流为零的 情况下，较长的电压线上外界干扰电压（工频为主要成分）已经达到数伏，假若 地网接地电阻为0.2欧姆的话，20A信号试验电流所产生的信号电压降也仅 4V。倒相法、三相电流测试法等抗干扰措施在理论上