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高职《电工技能实训教程》PPT电子课件,电工技能实训教程,高职,电工,技能,教程,PPT,电子,课件
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接地装置的安装 1.1 项 目 任 务 表 1-1 为接地装置的安装项目内容。 表 1-1 接地装置的安装项目内容 项目内容 (1) 掌握接地网的建设； (2) 了解变电所的防雷接地技术； (3) 了解接地网设计； (4) 掌握接地网施工技术； (5) 学会接地电阻的测量； (6) 了解电气设备的接地形式； (7) 了解接地操作过程中的注意事项 重难点 (1) 接地线路的安装技术； (2) 接地电阻的测量与判断方法； (3) 安全用电常识的具体理解； (4) 接地装置安装的步骤 参考的相关文件 GB 195172009国家电气设备安全技术规范 GB/T 252952010电气设备安全设计导则 DL/T 6211997交流电气装置的接地 GB 501502006电气装置安装工程 电气设备交接试验标准 GB 501562012汽车加油加气站设计与施工规范 操作原则与 安全注意事项 (1) 一般原则：培训的学员必须在指导老师的指导下才能操作，请务必按照技术文件要求和各独立元件的使用要求使用，以确保人员和设备安全。 (2) 保护接地：把电气设备的金属外壳及与外壳相连的金属构架用接地装置与大地可靠地连接起来，以保证人身安全的保护方式，叫保护接地，简称接地。 (3) 保护接零：把电气设备的金属外壳及与外壳相连的金属构架与中性点接地的电力系统的零线连接起来，以保护人身安全的保护方式，叫保护接零。 (4) 接地干线至少应在不同的两点与接地间连接。 (5) 接地体和建筑物的距离不得小于 1.5m。 (6) 接地体顶面埋没深度不得小于 0.6m，接地体的引出线应作防腐处理。 (7) 敷设完接地体的土沟回填土内不应夹有石块、建筑材料及垃圾等。 项 目 1 14 电工技能实训教程 接地是将设备的某一部分通过接地装置同大地紧密连接在一起。到目前为止，接地仍然是应用最广泛的并且无法用其他方法替代的电气安全措施之一。不管是电气设备还是电子设备，不管是生产用设备还是生活用设备，不管是直流设备还是交流设备，不管是固定式设备还是移动式设备，不管是高压设备还是低压设备，也不管是发电厂还是用电户，都采用不同方式、不同用途的接地措施来保障设备的正常运行和它们的安全。 本项目主要介绍了保护接地和接零的要求、电气设备的接地方式、接地电阻的计算、接地装置的安装等知识点，接地装置如图 1.1 所示。 图 1.1 接地装置 15 项目 1 接地装置的安装 16 电工技能实训教程 1.2 项 目 准 备 1.2.1 接地装置的安装训练材料清单 接地装置的安装训练材料清单详见表 1-3。 表 1-3 材料清单 序号 名称 数量 该元件功能 备注 1 力矩扳手 2 用于安装维修设备 2 梅花扳手 2 用于安装维修设备 3 双头呆扳手 2 用于安装维修设备 4 个人常用工具 2 用于安装维修设备 5 台钻 1 用于钻孔 6 焊机及附件 1 用于管件焊接 7 水平尺 1 测量安装，施工水平 8 套筒扳手 2 上紧或卸松螺丝 9 切割机 1 切割材料物体 10 铜绞线 若干 电气装备及电子电器或元件接线用的软连接线 11 镀锌扁钢 若干 防雷接地的导体 12 专用压钳 1 压线 1.2.2 接地装置的安装训练流程图 接地装置的安装训练流程如图 1.2 所示。 17 项目 1 接地装置的安装图 1.2 接地装置训练流程图 1.3 项 目 实 施 1.3.1 保护接地和保护接零的要求 1. 保护接地 保护接地就是将正常情况下不带电，而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的电器金属部分(即与带电部分相绝缘的金属结构部分)用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式。 保护接地一般用在 1000V 以下的中性点不接地的电网与 1000V 以上的电网中。 保护接零一般用在 1000V 以下的中性点接地的三相四线制电网中，目前供照明用的 380/220V 中性点接地的三相四线制电网中广泛采用保护接零措施。在中性点不接地的系统中，假设电动机的 A 相绕组因绝缘损坏而碰金属外壳，外壳带电(图 1.3)，在没有保护接地的情况下，当人体接触外壳时，电流经过人体和另外两根火线的对地绝缘电阻 Re、Rc(如果导线很长，还要考虑导线与大地间的电容)而形成回路。如果另外两根火线对地绝缘不好，流过人体的电流会超过安全限度而发生危险。在有保护接地的情况下，当人体接触带电的外壳时，电流在 A 相碰壳处分为两路，一路经接地装置的电阻 Rd，一路经人体电阻 Rr，这两路汇合后再经另外两根火线的对地绝缘电阻 Re和 Rc构成回路。由于 ReRr，所以通过人体的电流很小，这就避免了触电危险。 图 1.3 保护接地示意图 2. 保护接零 保护接零是指，把电气设备的金属外壳及与其相连的金属构架与中性点接地的电力系统的零线连接起来，以保护人身安全的保护方式。 根据电气安装规程规定，在 1000V 以下中性点接地系统中，用电设备不允许采用保护接地(图 1.4)。这是因为当某一相绝缘破损与金属外壳接触时，电流 Id便会经过大地回到变压器的中性点，而这时流过保险丝的电流很可能小于保险丝的熔断电流，保险丝不断，金属外壳仍与电源相连。金属外壳对地的电压 Ud等于 Id在 Rd上的电压降，而 Id=U/(R0+Rd)，Ud=URd/(R0+Rd)。在一般三相四线制系统中，U 是 220V，R0约 4，Rd通常都超过 4，即 18 电工技能实训教程 使 Rd与 R0一样，也按 4计，金属外壳的对地电压也为 110V，超过安全电压。 在 1000V 以下中性点接地系统中，应该采取图 1.5 所示的保护接零，一旦某一根绝缘破损与金属外壳接触，就会形成单相短路，电流很大，于是保险丝熔断(或自动开关自动切断电路)，电动机脱离电源，从而避免了触电危险。 图 1.4 中性点接地系统不允许采用保护接地 图 1.5 保护接零 许多单相家用电器的电源线接到三脚插头上，三脚插头的粗脚连着家用电器的金属外壳。这种插头要插到单相三孔插座上，插座的粗孔应该用导线与电源的中线相连。绝不允许在插座内将粗孔与接工作中线的孔相连。因为一旦用电器的工作中线断线(图 1.6)，发生外壳带电时，保险丝不熔断，而会引起触电事故。 图 1.6 保护接零应接电源中线 在三相四线制中性点接地的 380/220V 照明供电系统中，由于普遍采用保护接零。若保护接零的中线切断，可能造成触电事故，所以一般只在相线上装熔断器，不允许在中线上装熔断器。但是单相双线照明供电线路，由于接触的大多数是不熟悉电气的人，有时由于修理或延长线路而将相线和中线接错，所以中线和相线上都接保险丝(熔断器)。 3. 接地的范围 为保证电气工作人员的安全及电气设备的安全正常运行，在供电系统中设置可靠的接地装置，将电力设备的金属部分接地或接零。 (1) 电机、变压器、电器、携带式及移动式用电器具的外壳。 19 项目 1 接地装置的安装(2) 电力设备的传动装置。 (3) 配电屏与控制屏的框架。 (4) 电缆外皮及电力电缆接线盒，终端盒的外壳。 (5) 电力线路的金属保护管，敷设的钢索及起重机轨道。 (6) 装有避雷器电力线路的杆塔。 (7) 安装在电力线路杆塔上的开关、电容器等电力装置的外壳及支架。 1.3.2 电气设备的接地形式 接地形式按其用途可分为工作接地、保护接地、防雷接地及防静电接地 4 种接地方式。每种接地方式布置是否规范、 合理， 不仅对从事电气工作人员的人身安全和设备的安全造成影响，同时也可能对整个电网的安全运行带来危害，因此变电所的接地设计显得非常重要。 1. 工作接地 变电所的工作接地主要指主变压器中性点和站用变压器低压侧中性点的接地。对于主变压器，为防止在有效接地系统中出现孤立不接地系统并产生较高的工频过电压的异常运行工况，110220kV 变压器中性点应有两根与主接地网不同地点连接的接地引下线，当主变压器中性点绝缘的冲击耐受电压小于等于 185kV 时，还应在间隙旁并联金属氧化物避雷器，间隙距离及避雷器参数配合要进行校核。 变电所站用变压器根据不同的具体情况选择不同的变压器，为保证站用变压器低压出线漏电保护能正确动作，从而避免设备漏电对人身造成伤害，因此站用变压器低压系统的接地系统应结合站用变压器低压侧出线断路器漏电保护原理进行选择，由于目前站用变压器低压侧出线通常采用带四极漏电保护的断路器，即漏电保护动作电流取三相相线和中性线(零线)产生的不平衡电流，为此低压接地系统中性线和保护线应分开，故站用变压器低压接地只可采用 TN-S、TT 系统，如图 1.7 和图 1.8 所示。 图 1.7 TN-S 系统 20 电工技能实训教程 图 1.7 TN-S 系统(续) 图 1.8 TT 系统 2. 保护接地 保护接地按被保护对象性质可分为一次设备保护接地和二次设备保护接地。一次设备保护接地指变压器、高压配电装置金属外壳及高压电力电缆外皮进行接地；二次设备保护接地指互感器二次绕组、低压配电、保护、控制屏(柜、箱)、二次端子箱及低压配电箱外壳等进行接地，在此过程中应注意以下问题。 (1) 为保证一次设备保护接地的可靠性，对变压器及高压配电装置金属部分均采用双接地引下线与不同的主网接地点进行连接，对可移动的配电装置高压配电柜门采用 25mm2多股软铜线进行接地。若电抗器置于户内楼面布置时，为避免沿楼面钢筋形成电磁环流，对影响范围内的楼面钢筋间搭接点应用胶皮隔开。 (2) 二次设备保护接地除二次装置金属外壳需可靠接地外，为避免由于连接在接地网不同接地点间出现的电位差造成保护的误动作故障发生，所有互感器的二次侧回路只能采用一点接地。对于电流互感器的二次侧回路一般在配电装置附近经端子排接地，但对于有几组电流互感器连接在一起的保护装置(如母差保护)，则应在保护屏上经端子排接地；电压互感器的二次侧回路，则利用控制室的零相小母线的一点接入地网。同理，控制保护屏上的保护接地也应先全部连接后再经一点接入主接地网。 21 项目 1 接地装置的安装3. 雷电保护接地 雷电保护接地指为雷电保护装置(避雷针、避雷线和避雷器等)向大地泄放雷电流而设的接地。为此变电所构架避雷针(带)和避雷器不仅应采用双引下线接地方式，并敷设 23根放射状水平接地极与主网相连，以达到加强对雷电流的分流作用。 4. 防静电接地 现有微机保护的抗静电干扰能力较差，外界的干扰可能使微机保护发生误动，因此变电所防静电接地设计就显得尤其重要。防静电接地目的主要对保护室进行屏蔽处理，并使所有保护装置的接地处于同一等电位接地网上。 (1) 在控制室四周墙壁内加装钢板网，并连接在一起与地网相连，从而对室内的保护设备进行屏蔽。 (2) 控制室内地网采用 224 铜排敷设成网络， 各保护屏的专用接地采用 25mm2的多股软铜网相连，铜网最终以一点与地网相连。同时为方便继电保护试验，往往在控制室墙角预留 12 个铜排接地端子。 1.3.3 接地装置的安装概述 1. 接地线的连接 (1) 扁钢与扁钢的连接的方法(图 1.9)。 图 1.9 扁钢与扁钢的连接图 (2) 铜绞线间的连接方法(图 1.10)。 图 1.10 铜绞线间的连接图 压接点铜绞线圆钢间的连接采用焊接，焊缝长 100mm，焊高为 5mm。扁钢与铜绞线间 22 电工技能实训教程 按图 1.10 进行连接(连接力矩值为 M1040Nm，M1270Nm，下同)：从钢柱引取接地点可通过在钢柱上焊接固定一块 180mm10mm240mm 的过渡钢板，在钢板上开孔，再将铜绞线的线鼻子螺接上。 2. 接地装置安装操作的训练 (1) 绘制接线图，如图 1.11 所示。 图 1.11 保护接零与保护接地同时存在 (2) 接地母线的敷设。 平行敷设的扁钢间距离应大于 200mm。 户外接地网引入室内的接地干线及接地线，穿墙、穿楼板时不应涂刷，应经自粘胶带缠扎或穿管保护，接地线两端应用接地线支持架加以固定。 接地线敷设时，不得直接接触电缆、油管、水管、气管及燃料管道，不可避免时应将接地线穿管 3m 或用绝热材料(如石棉板)隔开。 接地线应按水平或垂直敷设，亦可与建筑物倾斜结构平行敷设；在直线段上，不应有高低起伏及弯曲等现象。 铜绞线接地线沿墙或沿屋顶水平敷设时，应穿塑料管敷设，且当接地线长度超过 3m时，两截塑料管之间至少应保持 0.5m 的距离，垂直段支持件之间的距离不超过 0.6m，且同一区域内必须统一。 在接地线跨越建筑物伸缩缝、沉降缝处时，应设置补偿器，补偿器可用接地线本身弯成弧状代替。 接地线沿电缆桥架敷设时，其与电缆间至少应保持 5mm 的间隙，如果电缆桥架已满，应在电缆桥架外侧约每隔 0.5m 固定一个卡子，接地线沿电缆桥架外侧敷设。 (3) 设备接地线的安装。 设备接地应由最近的接地线处引出，必须使用设备上专用接地点进行连接，设备接地不允许串联。 设备接地线的走向要水平或垂直， 不宜斜敷。 敷设位置应不防碍设备的检修和拆卸。 所有动力电缆及控制电缆，除有特殊说明外，均应两端接地。穿过零序 CT(电流互感器)的电缆，电缆头的接地应通过零序 CT 后接地，由电缆头至穿过零序 CT 的一段电缆金属护层和接地线应对地绝缘。 23 项目 1 接地装置的安装1.3.4 接地电阻的计算 1. 水平接地极的接地电阻 决定接地电阻大小的因素很多，水平接地极的接地电阻计算公式如下： h0.5RS= (1-1) h4ln2LRLd= (1-2) 2h() ln()2LRALdh=+ (1-3) 式中：hR水平接地极的接地电阻()； 土壤电阻率(m)； d水平接地极的直径或等效直径(m)； S地网面积(m2)； h水平接地极的埋设深度(m)； L水平接地极总长度(m)； A水平接地极形状系数。 式(1-1)说明，传统的接地方式在土壤电阻率已经确定的情况下，为达到设计要求的电阻值必须有足够的接地面积，要降低接地电阻只有扩大接地面积，每扩大4倍的接地面积，接地电阻会降低一倍。 式(1-2)、式(1-3)说明，在传统的接地网中，要降低接地电阻的另一个方法是加大接地材料的尺寸，但此种方法耗材太多而且效果并不理想。 单使用接地环要达到某个接地电阻值，接地电阻与接地环包围的面积S和土壤电阻率有关。如土壤电阻率为200m，要使接地网的接地电阻为1，其占地面积需达到10000m2。理论上，接地电阻越小，接触电压和跨步电压就越低，对人身越安全。若要求接地电阻越小，则人工接地装置的投资也就越大，而且在土壤电阻率较高的地区不易做到。在实践中，可利用埋设在地下的各种金属管道(易燃体管道除外)和电缆金属外皮及建筑物的地下金属结构等作为自然接地极，由于人工接地装置与自然接地极是并联关系，从而可减小人工接地装置的接地电阻，减少工程投资。 2. 垂直接地极的接地电阻 垂直接地极的接地电阻计算公式如下： v8ln12lRld= (1-4) 式中：vR垂直接地极的接地电阻()； 土壤电阻率(m)； l垂直接地极总长度(m)； d水平接地极的直径或等效直径(m)。 24 电工技能实训教程 3. 任意形状复合接地网接地电阻的计算 1998年实施的电力行业标准交流电气装置的接地DL/T 6211997，推荐的任意形状接地网的接地电阻计算公式如下： n1eRR= (1-5) 在该公式中，其中 0103ln0.2LSLS= ()e0.2131ln529SSRBBLhdS=+ 14.61BhS=+ 式中：Rn任意形状边缘闭合接地网的接地电阻()； Re等值(即等面积、等水平接地极总长度)方形(正方形)接地网的接地电阻()； 土壤电阻率(m)； L0接地网的外缘边线总长度(m)； h水平接地极的埋设深度(m)； L接地极的总长度(m)； d水平接地极的直径或等效直径(m)； S接地网的总面积(m2)。 考虑形状修正系数1而得出的推导Re公式的假设条件是：无垂直接地极，即Re公式只适用于计算水平接地网的接地电阻，因此式(1-5)只适用于水平接地网，当垂直接地极总长度在接地网中所占比例很小时，用式(1-5)近似计算复合接地网的接地电阻也是可以的。 4. 任意形状接地网接地电阻通用计算公式 在式(1-5)的基础上，应用计算机数值模拟归纳出任意形状复合接地网的接地电阻计算公式： nc1ecRa R= (1-6) 其中， 010(3ln0.2)LSaLS= ec0.213(1)(ln5 )290.3kSRBBLhdSl=+ 14.61BhS=+ 式中：Rnc任意形状边缘闭合的复合接地网的接地电阻()； Rec等值(即等面积、等水平接地极总长度)方形复合接地网的接地电阻()； Lc垂直接地极的总长度(m)； kLs对L的比值，k=Ls/L； 25 项目 1 接地装置的安装 L接地极的总长度(m)，L=Ls+Lc； Ls水平接地极的总长度(m)； l单根垂直接地极的平均长度(m)。 5. 接地电阻值的规定 在1000V以下中性点直接接地系统中，接地电阻Rd应小于或等于4，重复接地电阻应小于或等于10， 而电压1000V以下的中性点不接地系统中， 一般规定接地电阻为4。人工接地装置常用的有垂直埋设的接地极、水平埋设的接地极，以及复合接地极等。此外，接地电阻大小还与接地极形状有关，计算垂直、水平埋设接地极的散流电阻的方法如下： (1) 垂直埋设接地极的散流电阻 垂直埋设的接地极多用直径为50mm、长度22.5m的铁管或圆钢，其每根接地电阻可按下式求得： v4 ln()2ldRl= (1-7) 式中：Rv单根垂直接地极的接地电阻()； d接地铁管(外径)或圆钢的直径(cm)； 土壤电阻率(cm)； l接地极长度(cm)。 为防止气候对接地电阻值的影响，一般将铁管顶端埋设在地下0.50.8m深处。若垂直接地极采用角钢或扁钢，其等效直径为：不等边角钢d=4221 2120.71()bb bb+；等边角钢d=0.84b；扁钢d=0.5b(b，等边角钢的边长、扁钢的宽度；b1、b2，不等边角钢的两边长)。 为达到所要求的接地电阻值，往往需埋设多根垂直接地极，排列成行或环形，而且相邻接地极之间距离一般取接地极长度的13倍，以便平坦分布接地极的电位和有利施工。这样，电流流入每根接地极时，由于相邻接地极之间的磁场作用而阻止电流扩散，即等效增加了每根接地极的电阻值，因而接地极的合成电阻值并不等于各个单根接地极流散电阻的并联值，而相差一个利用系数，于是接地极合成电阻为： vniRRn= (1-8) 式中：i接地极的利用系数； n垂直接地极的并联根数。 接地极的利用系数与相邻接地极之间的距离a和接地极的长度l的比值有关，a/l值越小，利用系数就越小，则散流电阻就越大。在实际施工中，接地极数量不超过10根，取a/l=3，那么接地极排列成行时，i在0.90.95之间；接地极排列成环形时，i约为0.8。 (2) 水平埋设接地极的散流电阻 一般水平埋设接地极采用扁钢、角钢或圆钢等制成，其人工接地电阻按下式求得： 2h() ln()2LRALdh=+ (1-9) 26 电工技能实训教程 式中：L水平接地极总长度(cm)； h接地极埋设深度(cm)； A水平接地极结构形式的修正系数。 6. 因地制宜的设计方案 通常的防雷接地的接地电阻是10，实际上有弱电设备的感应防雷接地的接地电阻都要求4或者1的接地电阻。这里常常有个误区，认为做到10、4或1的接地电阻就满足了设计要求，而没有考虑季节因素。因为，土壤电阻率是随季节变化的，规范所要求的接地电阻实际上是接地电阻的最大许可值，为了满足这个要求，地网的接地电阻要达到： maxRR= (1-10) 式中：Rmax接地电阻最大值； 季节因数，根据地区和工程性质取值，常用值为1.45，所以，接地电阻实际是：R=6.9(Rmax=10)；R=2.75(Rmax=4)；R=0.65(Rmax=1)。 设计的优劣取决于对当地土壤环境的诸多因素的综合考虑。土壤电阻率、土层结构、含水情况、季节因素、气候及可施工面积等因素决定了接地网形状、大小、工艺材料的选择。 1.3.5 接地装置的试验项目及试验方法 1. 接地装置的试验项目 (1) 外观检查：主要检查接地装置有无锈蚀、损伤、断裂情况，必要时要开挖进行地网检查。 (2) 接地引下线的通/断检查。接地引下线的连接状况将直接影响到接地电阻的大小。如果连接不良，则接地电阻大，当系统发生短路接地故障时便可能产生较高的反击过电压而击坏二次设备。 (3) 接地装置的热稳定校验。接地装置的热稳定校验周期至少为五年一次，尤其对一些雷害多发厂站，设计容量不足，系统短路容量增大的厂站地网。接地装置的热稳定校验可按如下公式进行： ggg()IStc (1-11) 式中：Sg接地线最小载面积(mm2)； Ig流过接地线的短路电流稳定值，其选择按最大方式下母线单相短路电流稳定值； C接地线材料的热稳定系数，钢70、铝120、铜210； tg故障时短路持续时间，相当于继电保护主保护动作的短路等效持续时间(s)。 (4) 测量土壤电阻率。土壤电阻率是决定接地电阻大小的主要因素之一。根据土壤的类型及土壤中所含的水分性质和含水量的多少，土壤电阻率可能在很大的范围内变化。此项试验作业对新建的发电站及变电所尤为重要，因为其大小直接影响接地网的设计形式及施工方法。在测量土壤电阻率时，主要采用四极法。 (5) 测量接触电压、电位分布和跨步电压。如果地网接地电阻不合格，则在系统发生接地短路事故时，可能会产生较高的接触电压和跨步电压，根据安全规程规定，当系统发 27 项目 1 接地装置的安装生单相接地故障时，运行检查人员室内距接地点的距离不小于4m，室外距接地点的距离不应小于8m。进入上述范围人员必须穿绝缘鞋，接触设备的外壳和构架时，应戴绝缘手套。其目的是防止较高的接触电压和跨步电压而发生的危及人身安全的事故。 2. 接地电阻的测量方法 因为接地电阻是以允许的接触电压和跨步电压为依据决定的，所以在短路电流不很大或不是大型接地网时，现场试验常常只监测接地电阻。特别指出：设法合理布置电流极和电压极是提高接地电阻测量精度的关键。 接地电阻的测量方法按布极方法可分为远离法、补偿法及远离补偿法。按具体测量仪器及布极数目又可分为摇表法、三极法及四极法等。下面对摇表法和三极法分别进行简单介绍。 1) 用 ZC8 型接地电阻测定器测量接地电阻 此种方法适用于杆塔、避雷针、配电站、变压器接地网及其他中小型接地网接地电阻的测量，即称摇表法，其优点如下。 (1) 测定器本身有自备电源，不需另备电源。 (2) 测定器携带方便，使用方法简单，可从仪器上直接读取被测接地极的接地电阻。 (3) 测量时所需的辅助接地极和接地棒，常与仪器配套供应，而无须另行制作。 (4) 抗干扰能力较好。 其主要缺点是不能用来测量大面积变电所接地网的接地电阻。因为ZC8型接地电阻测定器是根据测试纯电阻的原理设计和检验的。用来测量具有阻抗特性的接地网必然会产生结构性的误差。需要特别强调用ZC8型接地电阻测定器测量接地电阻时，电位探棒要距接地极20m，其试验接线图如图1.12所示。 图 1.12 试验接线图 2) 三极法 三极法又称电流电压表测量工频接地电阻法，如图1.13所示。图中，电流辅助极是用来与被测接地电极构成电流回路，电压辅助极是用来测得被测接地电位。采用此法保证测量准确度的关键在于电流辅助极和电压辅助极的位置要选择得合适，因此测量时要注意如下问题。 (1) 测量时要使接地装置与避雷线断开，试验完毕后恢复。 (2) 辅助电流极，辅助电压极应布置在与线路或地下金属管道垂直的方向上，辅助电流极与辅助电压极的布置夹角应接近29 。 28 电工技能实训教程 (3) 如在辅助电流极通电以前，电压表已有读数，说明存在外来干扰，可调换电源极性进行两次测量，并按下式计算实际电压 ()22212012UUUU=+ (1-12) 式中：U由测量电流产生的实际电压； U1接通电源后测得的电压； U2电源极性调换后测得的电压； U0未加电源前测得的干扰电压。 图 1.13 三极法布置图 (4) 如果电源是三相电压，也可将电源OA、OB、OC依次接入，测出三种情况下电压表读数Ua、Ub、Uc，然后按下式换算实际电压： ()2222abco133UUUUU=+ (1-13) 如虽发现有干扰， 但调换电源极性后测得的电压不变， 即U1=U2=Um或Ua=Ub=Uc=Um，则可能是外来干扰电压有不同的频率，这时可按下式校正： 22moUUU= (1-14) 如根据现场情况，可能产生直流干扰，则应将电压表通过试验用的电压互感器接入被测回路。仪表读数后不宜带负荷拉掉调压器刀闸，防止电压梯度大，损坏仪表。三极法适用于一切地网，且多用于大型地网的接地电阻测量。但存在影响测量准确性的因素，如电流线与电压线的互感、零电位、仪表仪器的误差等。 采用三极法特别要注意电流线与电压线间互感的影响。在现场应用三极法实测接地装置的接地电阻时，常采用10kV或35kV的线路中的两相作为电流导线和电压导线，电极的布置又常采用三角形布置或直线布置。当采用直线布置时，由于两引线平行且距离又长及互感作用，使电压导线上产生感应电压，约为23V/10Akm，该电压直接由电压表读出而引起误差，会影响测量的准确度。 目前为消除互感的影响，有关文献提出的方法有四极法、双电位引线法、瓦物表法、功率因数表法、变频法和附加串联电阻法等。需要强调的是采用三极法测量接地网的接地电阻时，对仪器、仪表的要求很高，三相调压对满刻度的要求为最大电流值，电压表要求为高内阻、高灵敏度的晶体管电压表，电流表最好选用精确度为0.51.5级的低阻抗的交 29 项目 1 接地装置的安装流电流表，选用带灭弧装置的刀闸和三相转换开关，所有线路必须能承载最大调整电流。接线敷设辅助电极及接线的接触电阻也会影响测量精度，所以一般要求接线截面积大，电极与土壤良好地接触，在疏松土壤中可在电极四周浇灌一些水，使土壤湿润，可消除接触电阻的影响，测试原理接线图如图1.14所示。 图 1.14 测试原理接线图 3) 测量结果分析 某变电站采用直流电流电压法(电源电压48V)测量结果见表1-4。 表 1-4 直流电流电压法测量结果 电流方向 IDC/A UDC/V RDC/ 6.59 2.62 0.40 正向 6.56 2.61 0.40 6.56 3.11 0.47 反向 6.53 3.12 0.48 直流接地电阻平均值为0.44，工频电流电压法(电源电压410V)测量结果见表1-5。 表 1-5 工频电流电压法测量结果 序 号 IAC/A UAC/V RAC/ 1 41.55 71.3 1.72 2 42.00 71.9 1.71 3 42.00 74.6 1.78 4 42.00 73.8 1.76 5 42.30 71.3 1.69 交流接地电阻平均值为1.73(未扣除互感的影响)。 3. 架空线互感影响计算 采用工频电流电压法测量接地电阻时，由于测量线路较长，电流线在电压线上产生的互感电势很大，对测量结果影响也很大。为得到更符合实际的结果，必须从交流接地电阻中扣除互感电势的影响。 30 电工技能实训教程 工频法计算电流回路阻抗： c4109.7642.2R = (1-15) 直流法计算电流回路阻抗： c487.326.65R = (1-16) 则电流I落后电源电压E的相位角为 7.32arccos()41.49.76= (1-17) 所以，U落后I的相位角为 11541.473.6a= = (1-18) 扣除互感影响后的接地装置接地电阻应为 ACcos73.60.49RR= = (1-19) 电流电压向量图如图1.15所示，接地电阻测量和计算结果汇总表见表1-6。 图 1.15 电流电压向量图 表 1-6 接地电阻测量和计算结果汇总表 测量方法
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