接地装置特性参数测量

接地装置特性(tèxìng)参数测量主讲(zhǔjiǎng)：黄雁2011.9精品资料

所谓电气(diànqì)试验就是电气(diànqì)设备绝缘试验。

对电气设备按规定的试验条件（如试验设备、环境条件、试验方法和试验电压等）、试验项目进行的试验，以发现电气设备的缺陷或隐患(yǐnhuàn)。电气试验是判断电气设备能否投入运行或能否继续安全运行的重要措施。精品资料电气设备绝缘的主要作用就是使带电导体对地和其它部件隔离开来。如果绝缘有缺陷，投运后绝缘就有可能被击穿，发生短路或接地(jiēdì)事故，导致设备的损坏或爆炸，甚至引起电网大面积停电的严重事故。为什么必须做电气(diànqì)试验

电气设备投运后，要承受各种工作条件的考验，如过电压、过电流、长期发热、机械力或电动力、雨雪脏污等环境条件的作用，使绝缘内部产生缺陷。

制造厂在生产电气设备的过程中，如果要求不严、工艺不良、材质不好，往往可能在设备内部绝缘上留下局部缺陷。在电气设备运输和安装过程中，如果不注意，也有可能造成设备的绝缘损伤。要发现上述的绝缘缺陷，只有靠电气试验。

精品资料目录(mùlù)1接地装置一般知识2接地装置特性(tèxìng)参数测试的基本要求3接地装置的电气完整性测试4接地阻抗的测试5土壤电阻率的测试6高土壤电阻率地区降阻措施精品资料1接地装置一般知识(zhīshi)

1.1电气设备接地的分类(1)工作接地。这是根据电力系统的正常运行方式的需要而将网络的某一点接地。(2)保护接地。这是为了人身安全而将高压电气设备的外壳(包括电缆外皮)接地，这叫做“接地保护”。(3)防雷接地。各种防雷装置的接地是为了让强大的雷电流安全导入地中(dìzhōnɡ)并均匀分布开去，以减少雷电流流过时引起的电位升高。精品资料1.2术语(shùyǔ)和定义接地装置是保证人身安全以及电气设备和过电压保护装置正常工作的重要措施之一，它包括埋入地中直接与大地接触的金属导体，或称接地体，以及连接(liánjiē)接地体与电气设备接地部分的接地线。精品资料1.2.1接地极埋入地中并直接与大地(dàdì)接触的金属导体。1.2.2接地线电力设备应接地的部位与地下接地极之间的金属导体，也称为接地引下线。1.2.3接地装置接地极与接地线的总和。精品资料1.2.4大型接地(jiēdì)装置100kV及以上电压等级变电所的接地(jiēdì)装置，装机容量在200MW以上的火电厂和水电厂的接地(jiēdì)装置，或者等效面积在5000m2以上的接地(jiēdì)装置。1.2.5接地(jiēdì)网由垂直和水平接地(jiēdì)极组成的，供发电厂、变电所使用的，兼有泄流和均压作用的水平网状接地(jiēdì)装置。精品资料精品资料2接地装置特性参数测试的基本(jīběn)要求2.1电力系统(diànlìxìtǒnɡ)接地研究的意义

案例1：1986年4月25日，湖北省潜江变电站,接地电阻高达1.5Ω，由于线路故障引入变电站，35kV设备多处放电、燃烧，并发展为相间短路，同时高压窜入用电系统、通讯系统及保护回路，造成失火及大量设备损坏，引起110kV、9.0MVA主变烧坏，事故损失达3000万元。精品资料近年来国内发生的几起接地网扩大事故，多是因为接地引下线因腐蚀使导通截面缩小，在通过(tōngguò)大接地短路电流时引下线被熔断。短路电流通过(tōngguò)控制电缆流向主控室的接地回路。烧毁主控室保护设备，使得操作直流电源短路而熔丝熔断，断路器无法跳闸。案例2：1996年4月12日，山东烟台220kV福山变电站＃1主变由于110kV侧中性点接地不良，在110kV幸山线A相同期PT发生污闪时，大电流窜入二次，造成(zàochénɡ)直流电源消失，保护拒动，引发全站停电事故，二次设备损坏严重。精品资料2.2测试项目电气完整性测试（地网导通试验(shìyàn)）接地阻抗测试接触电位差、跨步电位差测试等在其他接地装置的特性参数测试中应尽量包含以上内容。精品资料2.3测试(cèshì)时间接地装置的特性(tèxìng)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。精品资料2.4测试(cèshì)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(diànqì)完整性测试宜每年进行一次;接地阻抗、跨步电位差、接触电位差等参数，正常情况下宜每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。

精品资料2.5测试结果的总体(zǒngtǐ)评估与判断进行接地装置的状况(zhuàngkuàng)评估和工程验收时应根据特性参数测试的各项结果，并结合当地情况和以往的运行经验综合判断，不应不计代价地片面强调某一项指标。总体上应把握以下几个特性参数:接地装置的电气完整性、接地阻抗。接地阻抗是接地装置的一个重要参数，但并不是唯一的、绝对的参数指标，它概要性地反映了接地装置的状况(zhuàngkuàng)，而且与接地装置的面积和所在地的地质情况有密切的关系。精品资料3接地装置的电气(diànqì)完整性测试3.1试验目的(mùdì)检查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各设备之间的电气连接性，它可以防止设备失地运行，提供事故电流泄流通道，保证设备安全稳定运行。精品资料3.2测试方法首先选定一个很可能与主地网连接良好(liánghǎo)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。精品资料3.3测试(cèshì)范围变电所的接地装置:各个电压等级的场区之间；各高压和低压设备；主控及内部各接地干线，场区内和附近的通信(tōngxìn)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:变电所部分按3.2a)进行外，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。精品资料3.4测试(cèshì)仪器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。也可借鉴直流电桥的原理，在被试电气设备的接地部分与参考点之间加恒定直流电流，再用高内阻电压表测试由该电流在参考点通过接地装置到被试设备的接地部分这段金属导体(dǎotǐ)上产生的电压降，并换算到电阻值。采用其他方法时应注意扣除测试引线的电阻。精品资料R+U-U+I-I地网导通测试仪应注意(zhùyì)减小接触电阻的影响。精品资料3.5测试结果(jiēguǒ)的判断和处理DL/T596—1996《电力设备预防性试验规程》规定：周期不超过3年，不得有开断、松脱或严重腐蚀等现象，并将测试数据历年比较。GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》规定：直流电阻不大于0.2Ω。Q/GDW168-2008《输变电设备状态(zhuàngtài)检修试验规程》规定：基准周期220kV及以上1年，110kV/66kV3年，变压器、避雷器、避雷针不大于0.2Ω，且导通电阻初值差≤50%。精品资料4.1试验目的接地阻抗值是接地网的重要技术指标。它对于正确评估变电站的安全性，保证电力设备和人身安全有着十分(shífēn)重要的意义。4接地阻抗(zǔkàng)的测试精品资料4.2测试方法4.2.1测试回路的布置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(kuàyuè);注意减小电流线与电位线之间的互感的影响。精品资料4.2.2试验(shìyàn)方法主要有直流法、夹角30度法、电位降法。a)直线法:电位极P应在被测接地装置G与电流极C连线方向(fāngxiàng)移动三次，每次移动的距离为dCG的5%左右，当三次测试的结果误差在5%以内即可。大型接地装置一般不宜采用直线法测试。如果条件所限而必须采用时，应注意使电流线和电位线保持尽量远的距离，以减小互感耦合对测试结果的影响。。精品资料b)夹角法:只要条件允许，大型接地装置接地阻抗(zǔkàng)的测试都采用电流一电位线夹角布置的方式。dCG一般为4D-5D，对超大型接地装置则尽量远;dPG的长度与dCG相近。

精品资料A）推荐采用异频电流法测试大型接地装置的工频特性参数，试验电流在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，尽可能加大试验电流，试验电流不宜小于50A，要特别注意试验的安全问题如电流极和试验回路的看护。C）只有在测量面积较小的地网或接地极时，例如(lìrú)独立避雷针的接地电阻，才采用接地电阻表法。4.2.3测试(cèshì)接线精品资料4.3安全(ānquán)与注意事项（1）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。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。电流极和电压极的接地电阻，一般应不大于1000-2000Ω;测量较小的接地电阻时应不大于100-200Ω。电压极和电流极一般用一根直径25-50mm，长0.7-3m的钢管或圆钢，垂直(chuízhí)打入地中，端头露出地面为150^-200mm，以便连接引线。电位极应紧密而不松动地插入土壤中30cm以上。（2）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。精品资料（3）大型接地装置工频特性参数测试时，试验电流的注入点宜选择单相接地短路电流大的场区里，电气导通测试中结果良好的设备接地引下线处。小型(xiǎoxíng)接地装置的测试可根据具体情况参照进行。（4）测量电极的布置要尽可能避开河流、水渠、地下管道等，它们的存在会改变地中电流场的分布，影响测量的准确度。（5)通电测量时，电流极和接地体周围会产生很大的压降，因此在20-30m半径范围内，不应有人及动物到达，以免发生事故和影响测量结果。（6)为减小运行线路对测量结果的影响，测量时尽可能避开运行线路，如确有困难，宜将测量线与运行线路垂直布置，以减小干扰影响。精品资料（7）在许多变电所中，输电线路的避雷线是和变电所的接地装置连接的，这会影响接地电阻的实测值，试验时应将避雷线与接地装置断开。电压为35kV及以上输电线路在地中与所内接地体的连线也应断开。拆除架空避雷线时，应由专业人员或经专门(zhuānmén)训练的人员承担此项工作，用导线将架空地线引下时，应注意与带电部分的安全距离，并严格遵守操作要求。精品资料（8）试验应在晴天进行。由于土壤湿度对接地电阻的影响较大，因此不宜在刚下过雨测量接地电阻。（9）测量应重复三到四次，取其算术平均值(偏差特别大者应舍去)为实测的接地电阻。（10）试验电流的注入：大型接地装置工频特性参数测试时，试验电流的注入点宜选择单相接地短路(duǎnlù)电流大的场区里，电气导通测试中结果良好的设备接地引下线处。小型接地装置的测试可根据具体情况参照进行。精品资料4.4跨步电压(kuàbùdiànyā)、接触电压的测试如图所示，根据(gēnjù)定义可测试设备的接触电位差，重点是场区边缘的和运行人员常接触的设备，如隔离开关、接地开关、构架等。

精品资料4.5测试仪器(yíqì)要求仪器(yíqì)的准确度不低于1.0级，测试跨步电位差、接触电位差的电压表分辨率不低于1mV。采用异频电源时，测试仪表的选频性能良好。精品资料4.6测试(cèshì)结果的判断和处理DL/T596—1996《电力设备预防性试验规程(guīchéng)》规定：周期不超过6年，IR≤2000(V)或R≤0.5(Ω)。GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》规定：直流电阻不大于0.2Ω。Q/GDW168-2008《输变电设备状态检修试验规程(guīchéng)》规定：6年，符合运行和设计要求，且不大于初值的1.3倍。精品资料5土壤(tǔrǎng)电阻率的测试5.1试验目的土壤电阻率是决定接地电阻的重要因素。不同性质(xìngzhì)的土壤，有不同的土壤电阻率，同一土壤，由于温度、湿度、含盐量等不同，也会发生变化。因此，必须进行土壤电阻率测量。精品资料5.2测量方法◆地质资料和土壤试样：进行地质勘探，获取有关土壤特性和构造的大量资料。◆深度变化法（三点法）能测量被试电极邻近地区（被试电极长度5~10）的土壤特性。◆两点法仅适用于测量小块土壤的电阻率，不用对测试数据进行分析。◆四点法又分为(fēnwéi)四极非等距法或称施伦贝格–巴莫法和四极等距法或称温纳（Wenner）法。精品资料如果要测试距离被试电极较远地区或较大区域的土壤，以及水平或垂直(chuízhí)分层不均匀的土壤特性，应采用四极法测试。精品资料a)四极(sìjí)等距法或称温纳(Wenner)法两电极之间的距离a应不小于电极埋设深度h的20倍；外侧两个电极流入试验电流(diànliú)；内侧两个电极间测得电位差，得到R；通过公式得到被测场地的视在土壤电阻率精品资料b)四极(sìjí)非等距法或称施伦贝格一巴莫法当电极间距相当大时，四极等距法内侧两个电极的电位差迅速(xùnsù)下降，通常仪器测不出或测不准如此低的电位差。电位极布置在相应的电流极附近，可升高所测的电位差值。如果电极的埋设深度h与其距离a和b相比较很小时，由公式计算土壤电阻率ρ：

其中:a为电流极与电位极间距;b为电位极间距。精品资料5.3注意事项（1）土壤电阻率测试应避免在雨后或雪后立即进行，一般(yībān)宜在连续天晴3天后或在干燥季节进行。（2）尽量减小地下金属管道的影响。当有地下金属管道，应把电极布置在与管道垂直的方向上，并且要求最近的测试电极(电流极)与地下管道之间的距离大于极间距离。（3）尽量减小土壤结构不均匀性的影响；不应在有明显的岩石、裂缝和边坡等不均匀土壤上布置测试电极;可以把被测场地分片，进行多处测试。精品资料6高土壤电阻率地区(dìqū)降阻措施随着变电站容量的急剧(jíjù)增加，站址自然条件越发恶劣。需要对接地网采取一定的降阻措施。常见的降阻措施有：a、扩大接地网面积：是最为有效的措施，随面积的增大，接地体之间的屏蔽作用，电流密度的不均匀性增大，降阻的效果逐渐趋于饱和，受可占地面积的限制。b、敷设引外接地网：若发、变电站附近1~2km范围内有导电良好土壤、河流、湖泊等可采用此法，常用深埋接地体和水下接地网等作为引外接地方式。c、敷设水下接地网：由于水的电阻率较低，在敷设引外接地体时常采用水下人工接地体，以改善主地网的阻值。精品资料d、敷设垂直接地极：若地中有低土壤电阻率层，增设长垂直接地极，降低接地电阻效果(xiàoguǒ)比较好。e、填充降阻剂。f、局部换土：用电阻率较低的土壤替换原有电阻率较高的土壤，置换范围在接地体周围0.5m以内。g、污水引入：在条件允许的情况下可将无腐蚀的污水引到埋设接地体处。h、对土壤进行化学处理：在接地体周围土壤中加食盐、木炭、电石渣、石灰等化学物，提高土壤导电性。精品资料i、充分利用自然接地体：利用水或与水接触的钢筋混凝土体作为流散介质，利用水工建筑物及其它与水接触的混凝土体内的金属体作为自然接地极。j、深井爆破接地技术：采用钻孔机在地中垂直钻直径为100mm，深度为几十米的孔，在孔中布置接地电极，后沿整个深度隔一定的距离安放一定量的炸药来进行爆破，将岩石爆裂、爆松，接着(jiēzhe)用压力机将调成浆状的物理型降阻剂压入深孔及爆破制裂产生的缝隙中，以达到通过降阻剂将地下巨大范围内的土壤内部沟通，加强接地电极与土壤岩石的接触。精品资料谢谢！精品资料

接地(jiēdì)装置较小时，可采用接地(jiēdì)阻抗测试仪测接地(jiēdì)阻抗。图中的仪表是四端子式，有些仪表是三端子式，即C2和P2合并为一，测试原理和方法均相同，与三极法类似(lèisì)，布线的要求也参照三极法