发电厂、变电站地网检测12.11

发电厂、变电站地网检测

黄克俭2012年11月

发电厂、变电站地网检测1、发电厂、变电站地网2、发电厂、变电站地网检测1.发电厂、变电站地网1.1发电厂、变电站地网作用与要求1.1.1发电厂、变电站地网作用发电厂、变电站的地网作为电力设备接地用装置，按其作用可分为工作（系统）接地、保护接地（安全接地）和防雷接地三类。防静电接地1.1.2发电厂、变电站地网设计要求1）发电厂和变电站内，不同用途和不同额定电压的电气装置或设备，除另有规定外应使用一个总的接地网。接地网的接地电阻应符合其中最小值的要求。2）从保证安全出发，有效接地系统中接地网接地电阻应满足：

式中：Id—为经地网流入地中的短路电流，一般应取单相或两相接地最大短路电流；Rg—考虑季节变化的最大接地电阻。1.2、大型接地装置

110kV及以上电压等级变电所的接地装置，装机容量在200MW以上的火电厂和水电厂的接地装置，或者等效面积在5000m2以上的接地装置。2、发电厂、变电站地网检测2.1依据标准DL/T475-2006接地装置特性参数测量导则GB50065-2011交流电气装置的接地设计规范DL/T621—1997交流电气装置的接地2.2大型接地装置的特性参数测试内容大型接地装置的特性参数测试应该包含以下内容:1）电气完整性2)接地阻抗3)场区地表电位梯度4)接触电位差5)接触电压6)跨步电位差7)跨步电压8)转移电位2.3测试时间接地装置的特性参数大都与土壤的潮湿程度密切相关，因此接地装置的状况评估和验收测试应尽量在干燥季节和土壤未冻结时进行;不应在雷、雨、雪中或雨、雪后立即进行。

2.4测试周期大型接地装置的交接试验应进行各项特性参数的测试;电气完整性测试宜每年进行一次;接地阻抗、场区地表电位梯度、跨步电位差、接触电位差、转移电位等参数，正常情况下宜每5-6年测试一次;遇有接地装置改造或其他必要时，应进行针对性测试。2.5测试仪器SD-301D接地装置特性参数测试系统SD-301D接地装置特性参数测试系统（接地阻抗）（耦合变压器、可调频率信号源）SD-302导通测试仪（电气完整性）SD-303选频电压电流表（场区地表电位梯度、跨步电位差、跨步电压、接触电位差、接触电压、转移电位）澳大利亚红相电力设备集团（厦门）有限公司上海大帆电气设备有限公司2.6接地装置工频特性参数的测试基本要求1）试验电源的选择a)异频电流法测试大型接地装置的工频特性参数，试验电流宜在3A^-20A,频率宜在40Hz-60Hz范围，异于工频又尽量接近工频。b)如果采用工频电流测试大型接地装置的工频特性参数，则应采用独立电源或经隔离变压器供电，并尽可能加大试验电流，试验电流不宜小于50A，并要特别注意试验的安全问题，如电流极和试验回路的看护。2）测试回路的布置测试接地装置工频特性参数的电流极应布置得尽量远，通常电流极与被试接地装置边缘的距离dcG应为被试接地装置最大对角线长度D的4-5倍;对超大型的接地装置的测试，可利用架空线路做电流线和电位测试线;当远距离放线有困难时，在土壤电阻率均匀地区dcG可取2D，在土壤电阻率不均匀地区可取3D.测试回路应尽量避开河流、湖泊;尽量远离地下金属管路和运行中的输电线路，避免与之长段并行，与之交叉时垂直跨越;注意减小电流线与电位线之间的互感的影响。3）电流极和电位极a)电流极的电阻值应尽量小，以保证整个电流回路阻抗足够小，设备输出的试验电流足够大。b)可采用人工接地极或利用高压输电线路的铁塔作为电流极，但应注意避雷线分流的影响。c)如电流极电阻偏高，可尝试采用多个电流极并联或向其周围泼水的方式降阻。d)电位极应紧密而不松动地插入土壤中20cm以上。2.7接地阻抗的测试2.7.1测试方法1）大电流法2）异频电流法3）接地阻抗测试仪法2.7.2接地阻抗测试中的线路布设

（1）直线法布线之一（三极法中的直线法）（2）夹角法布线仍为4～5D，对超大型接地装置则尽量远；的长度与相近。接地阻抗由下式修正。

式中：θ—电流线和电位线的夹角；—接地阻抗的测试值。如果土壤电阻率均匀，可采用和相等的等腰三角形布线，此时使θ取30°==2D，接地阻抗的修正计算公式仍为上式。2.7.3测量步骤（1）测量前的环境勘察在进行测量前，应对测量对象的以下要素进行考察。一是应该了解地网的布局，面积大小，如无法提供有效的图纸，可通过GPS测量的方式，初步确定地网的面积或等效面积。二是根据地网的大小，确定测量线布设的区域，由于测量线布设距离较远，既要考虑是否便于布线，又要考虑周边设施是否会干扰测量结果。因此布线时，要尽量避开电力杆塔、地下金属管道等长距离导体的走向。（2）地网接地电阻的测量a)确定电流极、电压极的布线距离。b)选择合理的路布线径。c)运用GPS（全球定位系统）测量电流极、电压极的直线距离。当采用“直线法”布线时，电流极距地网边缘的距离为地网最大对角线距离的4～5倍，电压极距地网边缘距离为电流极的0.618左右，最好用GPS准确测量出该点。（2）地网接地电阻的测量d)开机然后让机子预热5分钟。e)测量前先测出电流极和电压极的接地电阻的大小，其操作方法如下：将电流极（或电压极）连到仪器的“电流输出”红端子（C2），其黑端子（C1）接到地网，“电压输入”红黑端子分别接到电流输出红，黑端子，然后启动异频功率源，调节“电流调节”旋钮，将电流调到≥0.2A，此时测出的电阻即为电流极（或电压极）回路电阻（包括引线电阻）。一般要求电流极接地电阻在5～100之间，电压极接地电阻应小于500。

（2）地网接地电阻的测量f)将电流极引线连接到仪器的电流输出红端子（C2），电压极引线连接到电压输入红端子（P2），电压输入黑端子（P1）与电流输出黑端子（C1）分别用两根导线接到地网中心。g)打开仪器进行测量。并记录数据。h)当地网所在地，土壤电阻率变化较大时，可将电压极在电流极的0.618处前后移动5%距离，进行测量，测量误差小于5%，即为实测接地电阻。2.8场区地表电位梯度测试2.8.1场区地表电位梯度的定义当接地短路电流或试验电流流过接地装置时，被试接地装置所在的场区地表面形成的电位梯度。2.8.2场区地表电位梯度测试作用场区地表电位梯度是一个重要的表征接地装置状况的参数。大型接地装置的状况评估和验收试验应测试接地装置所在场区的电位梯度分布曲线，中小型接地装置则应视具体情况尽量测试，某些重点关注的部分也可测试。2.8.2场区地表电位梯度测试方法

UT＝U＇TIS/ImU＇T-相邻两点间电位差测试值Im-注入地网中的测试电流（A）Is–被测接地装置中系统单相接地短路电流（A）测量时，如果场区是水泥路面，可采用包裹湿抹布的直径20cm的铜圆盘。

图A.3中的四条曲线为大型接地装置场区地表电位梯度典型实测曲线，曲线1表明电位梯度分布较均匀，地下接地装置状况较好;曲线2的尾部明显快速抬高，曲线3起伏很大，均表明接地装置状况可能不良;曲线4有两处异常剧烈凸起，尾部急速抬高，地下接地装置很可能有较严重的缺陷。2.8.3测试结果的判定状况良好的接地装置的电位梯度分布曲线表现比较平坦，通常曲线两端有些抬高;有剧烈起伏或突变通常说明接地装置状况不良;当该接地装置所在的变电所的有效接地系统的最大单相接地短路电流不超过35kA时，折算后得到的单位场区地表电位梯度通常在20V以下，一般不宜超过60V，如果接近或超过80V则应尽快查明原因予以处理解决。当该接地装置所在的变电所的有效接地系统的最大单相接地短路电流超过35kA时，参照以上原则判断测试结果。2.9跨步电位差、跨步电压、接触电位差、接触电压的测试2.9.1定义跨步电位差当接地短路电流流过接地装置时，地面上水平距离为1.0m的两点间的电位差。接触电位差当接地短路电流流过接地装置时，在地面上距设备水平距离1.0m处与沿设备外壳、架构或墙壁离地面的垂直距离1.8m处两点间电位差。(模拟人体电阻1.5KΩ)2.9.2测试US＝U＇SIS/Im2.9.3测试结果的判定跨步电位差和接触电位差的安全界定值参见DL/T621-1997。当该接地装置所在的变电所的有效接地系统的最大单相接地短路电流不超过35kA时，跨步电位差一般不宜大于80V;一个设备的接触电位差不宜明显大于其他设备，一般不宜超过85V。当该接地装置所在变电所的有效接地系统的最大单相接地短路电流超过35kA时，参照以上原则判断测试结果。2.10转移电位测试转移电位定义当接地短路电流流过接地装置时，由一端与接地装置连接的金属导体传递的接地装置对地电位。转移电位测试可参照接触电位差的测量方法。

转移电位的判定转移电位一般不宜超过110V2.11电气完整性测试

2.11.1电气完整性的定义接地装置中应该接地的各种电气设备之间，接地装置的各部分及与各设备之间的电气连接性，即直流电阻值，也称为电气导通性。2.11.2电气完整性的测试方法首先选定一个很可能与主地网连接良好的设备的接地引下线为参考点，再测试周围电气设备接地部分与参考点之间的直流电阻。如果开始即有很多设备测试结果不良，宜考虑更换参考点。

2.11.3测试的范围a)变电所的接地装置:各个电压等级的场区之间;各高压和低压设备，包括构架、分线箱、汇控箱、电源箱等;主控及内部各接地干线，场区内和附近的通信及内部各接地干线;独立避雷针及微波塔与主地网之间;其他必要部分与主地网之间。b)电厂的接地装置:还应测试其他局部地网与主地网之间;厂房与主地网之间;各发电机单元与主地网之间;每个单元内部各重要设备及部分;避雷针，油库，水电厂的大坝;其他必要的部分与主地网之间。2.11.3测试仪器的要求测试宜选用专门仪器，仪器的分辨率为1mΩ，准确度不低于1.0级。测试中应注意的问题：测试中应注意减小接触电阻的影响。当发现测试值在50mΩ以上时，应反复测试验证。2.11.4电气