异频法测量大型地网接地阻抗问题探讨

基于两次直线异频法的接地电阻测量法
近年来，电力系统的稳定性、可靠性和安全性越来越受到关注。

接地电阻是电力系统中的一个非常重要的参数，它影响着系统的电气参数和操作特性。

因此，准确地测量接地电阻非常关键。

目前，测量接地电阻的常规方法是使用四线法或三线法，但这些方法都存在着一些缺点，如受测点周围的环境影响、电缆线路的阻抗等因素。

因此，近年来，科学家们研究出了一种新的测量接地电阻的方法——两次直线异频法。

两次直线异频法是一种非常新颖的测量接地电阻的方法。

其基本思想是通过测量同一个接地点的两次电压信号，来计算出该接地点的接地电阻值。

其具体操作方法如下：
1.在接地点周围放置两根不同长度的电极杆。

2.将两根电极杆与同一电源连接，通过该电源向接地点注入随机频率的电压信号，记录两次不同的注入电压信号。

3.分别测量两次注入电压信号下的接地点电势信号，得到两次测量间的电位差。

4.通过电位差和电流的比值计算得到接地电阻值。

两次直线异频法的优势在于它能够克服传统测量方法的一些缺点。

具体而言，该方法采用随机频率的电压注入信号，能够使得测量结果不受环境的影响。

在测量过程中，两次测量之间有足够的时间间隔，从而保证了两次测量之间没有任何耦合效应，这也将可以减小电缆线路阻抗等因素对测量结果造成的干扰。

总之，两次直线异频法是一种非常新颖的测量接地电阻的方法，它采用随机频率的电压注入信号，并利用便捷的电路和计算公式，有效地克服了传统测量方法所面临的一些局限性。

在电力系统的稳定性、可靠性和安全性方面，两次直线异频法将会有着非常广泛的应用前景。

接地电阻测试的新方法--异频法摘要：本文介绍了异频法测量地网接地电阻的基本工作原理，以及相对传统测试方法的优点，并通过实际测试数据进一步验证了异频法测量地网接地电阻的实用性。

关键词：接地电阻异频法测试1 引言变电站的接地网连接着全站的高低压电气设备的接地线，低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、监控系统设备接地，以及变电站维护检修时的一些临时接地。

接地网有工作接地、保护接地、防雷电和防静电接地等多项用途，它是维护变电站安全可靠运行，保障运行人员和电气设备安全运行的根本保证和重要措施。

随着用电容量的不断扩大，接地故障后短路电流增大，地网经过较长时间的运行，可能会发生较严重的锈蚀。

接地网的好坏（接地电阻值）直接影响变电站设备的安全运行，因此，变电站接地网接地电阻的测试工作显得尤为重要。

对变电站接地网接地电阻的测量主要采用的是传统的工频大电流法，这里，以使用的SATURN GEOxC接地电阻测试仪为例，为大家介绍一种新的接地电阻测试方法--异频法。

2 异频法基本工作原理异频法测量接地电阻的原理框图如图1所示。

异频法采用异频功率源，按照电流—电压法在94—128Hz频率范围内，采用94Hz、105Hz、111Hz、128Hz四个测量频率，依靠内置AFC频率自动跟踪图1 异频法测量接地电阻原理框图系统自动选择测量频率，产生不同于工频的测量电流信号，从而避开干扰的频率。

异频电流信号注入被测地网辅助电流极，从被测地网辅助电压极取得该测量电流通过时产生的异频电压信号，异频电流、电压测量信号经DSP数字信号处理器计算、分析，得到异频电流信号和电压测量信号的基波分量的实部和虚部，采用硬件和软件设备通过公式计算出被测地网工频下的接地阻抗和接地电阻，并由显示装置显示测量计算的最后结果。

3 异频法的优点相比于传统的工频大电流法来说，异频法具有明显的优点：a、采用异频小电流测试，只需能通过5A电流的小导线即可，极大地减少了导线成本，降低了布线时的劳动强度。

大型地网接地电阻测试方法的探讨邹建明1,蒋静坪1,李阳春2(1.浙江大学,杭州市,310027;2.浙江省火电建设公司,杭州市,310016)[摘　要]　大型地网接地电阻的主要测试方法有接地摇表法、交流电压电流法(又分为三极法和四极法)、瓦特表法和直流注入法。

四极法是目前测试大型地网接地电阻比较有效的方法,其他方法可作为参考。

但四极法测试需注意电流、电压线的选择和布置,辅助极距离的选择,以及采用合适、简便的电源。

要解决这些问题,应根据现场条件,在实践中积累经验,逐步完善。

[关键词]　大型地网　接地电阻　测试　四极法中图分类号:TM862　文献标识码:B　文章编号:1000-7229(2003)03-0023-04Inquisition into Testing Method for Ground Resistance of Large Ground NetworkZou Jianming1,Jiang Jingping1,Li Yangchun2(1.Zhejiang University,Hangzhou,310027;2.Zhejiang Therm al Power C onstruction C ompany,Hangzhou,310016) [Keywords]　large g rou nd network;ground resistance;testing;4-pole method 《交流500kV电气设备交接和预防性试验规程》SD301—88规定,对于500kV电气设备接地装置进行交接试验时,必须进行接地电阻测试。

但是现场条件通常较差,干扰源多,要测得准确的结果是相当困难的。

为此,本文探讨大型地网接地电阻的有效测试方法及应注意的问题。

1　接地电阻的主要测试方法1.1　接地摇表法接地摇表法利用接地摇表进行接地电阻测试,是最常用的传统方法。

1.2　交流电压电流法交流电压电流法,又称工频电流注入法,具体又分为以下2种:1.2.1　三极法三极法就是在接地装置较远处打上电流极,在固定零区内打上测试极,用补偿法可以推导,零区在接地网与电流极之间距离(L)的0.618L处。

异频法测量大型地网接地阻抗问题探讨大型地网是变电站实际建设过程中非常重要的一项工作，对于变电站的安全稳定运行具有积极的意义，如何对其接地阻抗进行精准测量也是目前研究的主要方向。

在本文中，将就异频法测量大型地网接地阻抗问题进行一定的研究与探讨。

标签：大型地网异频法接地阻抗1 概述在变电站建设的过程中，接地系统是非常重要的一个环节，而其中接地网的接地电阻则是一项关键的技术指标。

在我们实际工作的过程中，如何以一种有效、准确的方式对接地电阻进行测量则成为了工作人员最为关注的一项问题。

而对于大型接地网来说，由于其面积较大，且地网中往往会存在一股较大的谐波电流以及零序电流干扰，就使得传统的测量方式难以对其进行精准的测量。

而异频法就可以在对大型地网接地阻抗进行精准测量的同时良好的解决这些干扰问题。

2 异频法测试接地阻抗目前，我们对接地阻抗进行测试的方式主要为电位降法。

而在实际测量的过程中，由于极化现象的影响，使我们不能够使用直流电流对地网进行测试，因而在传统接地阻抗测量的过程中，我们对于接地装置进行测试的电流通常都是较易获取的工频交变测试电流，这种电流虽然获取较为容易，但是在实际应用的过程中也较容易被干扰。

这是因为在地面以及接地装置中，都不可避免的会存在一定量的零序电流等，部分干扰电流会以回流的方式进入到回路之中，从而对我们最终电流的读数产生一定的影响。

而为了能够对此种情况所产生的数据差异进行尽可能的减少，我们则会以增大测试电流的方式进行，从而以测试电流值增大的方式使电路中原有的电流值得到减少，并在增大信噪比的基础上降低干扰。

但是，随着测试电流的增大也会使周围人群受伤害的危险程度增大，这也是我们不愿意看到的一种情况。

而为了能够切实的对上述测量问题进行解决，逐渐提出了一种通过改变电流频率的测试方式来最大程度的减少零序电流以及线路中杂散电流的干扰，也就是异频测量法。

而在这种方式中，同传统方式最为明显的改变就是我们所使用的电流频率发生了一定的改变，从而以频率的改变降低线路中多种电流的干扰，进而提升了我们对电流进行测试的准确性。

大地网接地电阻测试中异频法技术探讨作者：刚波张新军来源：《科技风》2018年第23期摘要：此次研究通过简单阐述大地网接地电阻测试中的异频法技术原理，分析了工频大电流法测试大地网接地电阻过程中抗干扰能力弱的问题。

并且根据检测实例，证明了异频法在大地网接地电阻测试中的有效运用，探索了检测频率与检测引线布线方法对检测结果造成的影响，借此有效处理大地网干扰电流问题。

关键词：大地网；接地电阻；测试；异频法技术在防雷系统里面，接地装置的接地电阻是比较关键的技术指标。

怎么有效检测接地电阻是相关工作人员关注的一大问题。

大地网接地因为其规模大、地网只能够由很大的工频零序电流与谐波电流干扰，一般施工工频大电流法和多种派生检测方式，都没有从根源上处理大地网干扰电流问题。

运用异频法接地电阻，可以有效处理抗干扰等各方面的问题。

一、大地网接地阻抗测试中异频法技术原理现如今，比较常用的接地阻抗检测方式就是电位降法。

检测过程中设定一个电流极C与电位极P，接地装置是G，而电流极C与电位极P分布在一条直线或者是三角形排列。

把已经知道的检测电流I注入接地装置G之中，经过检测接地装置及电位极P间的电压U，接着代进公式R等于U/I，就可以将接地阻抗计算出来了。

经过前后移动P极和G极两者间的距离dGP，进而获取到不一样的R值及U值。

将R值当作纵轴，dGP值就是横轴画出变化曲线。

曲线平坦位置处对应的接地阻抗值是接地装置的接地阻抗真值。

这个时候的P极所处区域就是零电位点，而这个时候的R值就是接地装置G的正确接地阻抗值。

因为极化现象的出现，无法也不会通过直流电流检测地网。

运用以往的方式开展接地电阻检测的过程中，注入接地装置G里面的检测电流通常使用最易于得到的工频交变测量电流50赫兹，可是容易被干扰到。

不管是接地装置本身，还是大地之中，常常会出现一定的工频杂散电流。

在把50赫兹的交变测量电流注入接地体内的过程中，这部分杂散电流与零序电流不但流进检测电流回路，影响到了电流读数，并且还可能在电压回路构成压降，从而直接影响到电压读数，影响到R值的精确度。

大型接地装置接地电阻测量方法探讨摘要：接地装置是确保电气设备在正常及事故情况下，都能可靠和安全运行的主要保护措施之一。

它主要由接地体和接地线组成，按其作用可分为安全接地、工作接地和过电压保护接地。

接地装置的主要参数是接地电阻。

由于大型接地装置受诸多干扰因素的影响，准确测量其接地电阻较为困难。

下面就工程实践中常用的接地电阻测量方法（电流注入法）进行分析和探讨。

关键词：接地电阻测量；大电流注入法；四极法；一、工频大电流注入法采用大电流注入法测量接地电阻时，注入地网的电流应大于10A，通常为20～100A，另外d13的长度要尽量选择长一些。

注入大电流是为了减弱工频干扰电流的影响（工频干扰电流一般小于10A）保证测量精度，d13尽量选择长一些是为了使地中扩散的电流均不发生严重畸变，d13的长度越短电流场的分布就畸变的越厉害，对测量精度就影响越大。

d13的长度一般应选择地网对角线长度的5倍左右；另外由于大地土壤是不可能均匀的，当d13不大时，随着d13布线方位及长度的不同，测得的地网接地电阻值也差异很大，设法增大d13的长度，可以减小土壤不均匀所引起的测量误差。

采用工频大电流注入法测量接地电阻值所用的测量设备的容量，取决于测量电流回路的阻抗（其中包括接地电阻值、电流极接地电阻、电流线阻抗等）和要求注入电流的大小，当然电源的容量也与上述参数有关，在一定的测量设备条件下，为了获得较大的输出电流，应设法增大电流线的截面，甚至可以考虑串联电容补偿来除低电流导线的阻抗，为了试验人身安全，不能无限制的抬高电流的输出电压，测量设备的最大输出电压应控制在400V以下。

在电源侧增加隔离变压器，是为了不使入地电流在电源侧分流，影响测量精度。

地网中的干扰电压，往往是引起大电流注入法测量接地电阻误差的重要原因，必须设法剔除其影响，通常采用的方法有倒相法和补偿法。

倒相的步骤为：在注入测量电流之前，测量地网电压U0接通电源，注入地网电流I，并认定一端为正方向，如设上图中电源a端为正方向，测得地网电压U2。

电气工程大型接地网测试方法探讨摘要：大型变电站接地网是整套电力系统中的关键部分，而对接地网进行定期的测试，则是变电站维持平稳、安全运行的重要措施。

基于上述背景，该文采用综述归纳的方式，对国内外常用的大型变电站接地网测试方法进行了总结，详细分析了各种接地网测试方法的技术特点、操作流程等内容，以期为同类课题的研究提供一些借鉴。

关键词：大型变电站接地网测试方法中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（a）-0087-011 变电站接地网测试概述变电站接地网测试，是变电站系统维护中的常规工作，其实质便是对变电站接地网的接地电阻进行测量。

整体上看，大型变电站接地网的测试，所涵盖的技术要求、技术方法十分繁多，每一种方法又各有特点，为使研究的重点突出，该文仅对几种常见的变电站接地网测试方法进行归纳分析。

2 大型变电站接地网测试技术分析2.1 夹角补偿测试技术夹角补偿测试法是大型变电站接地网测试中的常用技术。

在具体的测试中，技术人员利用布极位置的偏移、电压极与电流极与接地网之间的夹角作为测量参照指标，对变电站接地网的接地电阻进行测试。

2.1.1 测试操作流程第一，假定大型变电站接地极半径为a，接地极为G，电压极和电流极分别为P和C，电流I从G点流入，C点流出。

第二，G、P两点在接地极G点作用下，形成电位差U1，而G、P两点在电流极C点作用下，形成的点位差为U2。

第三，G、P两点的被测电压值U=U1+U2，而接地电阻值R=U/I。

2.1.2 注意事项第一，在应用夹角补偿测试技术时，布极位置、土壤电阻率等因素，对测试的结果将产生一些影响，因此，在测试之前，技术人员应对上述环境参量进行提前测定，尽量避免应环境参量不达标，造成的测量误差。

第二，在操作过程中，为控制测量误差，技术人员可将电流极的位置布放在距离地网中心约2.5～30C处（C即为接地网最大对角线的长度），如此一来，一般能将测量的误差控制在10%以内，符合工程测试精度要求。

安徽某500kV变电站接地网接地阻抗测试中出现的问题分析摘要：大型接地网接地阻抗测量是一个十分复杂的问题，不仅与接地体的大小、形状、土壤电阻率有关，受到周围电磁场、土壤中的金属物质、土壤电阻率均匀程度的影响，而且受测量方法和电极布置等影响。

我省某500kV变电站接地网交接验收时，在相同的试验条件下，采取DL/T475《接地装置特性参数的测量导则》中不同的测试方法，测试结果相差较大，存在不满足设计要求的试验值，该地网是够通过验收成为一道难题。

本文通过理论分析和现场查勘，验证各种试验方法及其测试准确度，最终确定试验方法，顺利完成该变电站接地阻抗的交接验收。

关键词：接地网接地阻抗直线法角度法反向法误差概述变电站的地网可以有效降低设备的接地阻抗，使设备接地点在流经接地短路电流或雷电流时仍然保持较低的电位，防止反击过电压击穿设备或导致设备误动作，是维护电力系统安全可靠运行、保障电气设备和运行人员安全的重要措施。

接地阻抗的测量是一个十分复杂的问题，因其会受到多方面因素的影响，它不仅与接地体的大小、形状、土壤电阻率有关，受到周围电磁场、土壤中的金属物质、土壤电阻率均匀程度的影响，而且受到测量方法和电极布置的影响；并且随着变电站面积的增大，系统短路电流的日益增加，变电站地网接地阻抗设计值也愈来愈低，在进行接地网验收以及参数测试时会偶尔出现不规范操作的现象，这给实际接地阻抗测试带来困难。

1 我省某500kV变变电站地网接地阻抗实际测试中出现的问题1.1 测试情况概述我省某500kV变电站，位于土壤电阻率均匀的平地上，设计阻抗为0.05Ω，开展接地阻抗验收试验中，测试仪器相同，仪器及放线长度、电极等均满足DL/T475《接地装置特性参数的测量导则》要求，第一次采用直线，测试结果为0.18Ω；第二次采用30°放线法测试结果为0.066Ω,第三次采用90°放线法测试结果为0.036Ω。

1.2 对测试结果的疑问以上方法均满足DL/T475的要求，但测试结果差距较大，按照直线法和三角法测试结果，需要对地网进行重新施工，耗费大量的人力物力，造成项目延期；90°放线法虽满足设计要求，但考虑测量结果差别较大，运行中是否存在风险仍需确认，是否通过验收成为一道难题。

基于异频大电流的大型地网接地特性测量技术中国能源建设集团北京电力建设公司郝全柱王大勇莫会兴聂建民张宏蔡丽虹1、前言随着发电厂和变电站规模的扩大，其接地网的面积更大，电力系统中数字化、智能化电子设备的普遍应用，其对地网安全可靠性的要求更严格。

对于大型地网，其安全可靠性的评估不能再片面强调接地阻抗唯一性，而应对接地网的场区电位梯度、跨步电压、接触电压、电气完整性等参数特性进行综合判断。

基于以上背景，准确测量大型地网接地特性对方法、设备、经验的要求越来越高。

DL/T475-2006《接地装置特性参数测量导则》推荐采用异频电流法测试大型地网的特性参数，相比传统工频大电流法，抗干扰性强，大大提高测量精度和工作效率。

对接地阻抗测量，施加3A以上的异频小电流即可获得较为满意的结果，但对电位参数测量时，施加小于10A异频电流，若地网场区较大或土壤电阻率较高，得到的跨步电压、接触电压、场区地表电位梯度等电压信号响应较低（数毫伏以下），选频表有时甚至没有读数，异频小电流测试的应用范围因此受到很大限制。

为解决上述问题，通过并联两台15kW的推挽式的正弦波高保真线性功率放大变频电源增大测试系统的容量，经过无局放升压变压器输出合适电压，得到较大的输出电流（试验表明最大电流可达70A），可获得足够大的电位差信号，较好解决了异频小电流法在大型地网测试中电压信号响应较低的问题，满足实测精度要求。

利用该异频大电流接地特性测试系统，对大型地网接地特性多个进行全面测试，获得了较理想的结果。

2、技术特点2.1 变频电源输出波形为纯正弦波，输出功率大，输出电压频率、幅值可调，既可获得适合测量接地阻抗时的异频小电流（大于3A），又可获得满足跨步电压、接触电压、场区地表电位梯度测量时的足够异频大电流，测试结果准确度高，同时又大大降低了测试工作的难度。

2.2 论证了异频测量法与工频测量法的等效性。

2.3 总结了不同现场环境下异频法测量接地阻抗应采用的测量方式，总结了不同测量方式的典型值的参数修正值。