下载文档原格式
某某阿里过渡电源项目全厂接地网特性参数测试方案贺祥云肖中林校核：王纯高编写：陈瑜琨史博葛洲坝集团股份某某某某阿里过渡电源工程施工项目部二0一0年六月二十一日某某阿里过渡电源项目全厂接地网特性参数测试方案一概况接地是为了保证接地装置内、外发生接地故障时，经接地装置流入地中的最大短路电流，所造成的接地电位升高与地面的电位分布不致于危与人员和设备的安全，将电站X围的接触电位差和跨步电位差限制在安全值之内。
阿里过渡电源接地网由主厂房接地网、综合水池接地网、综合水泵房接地网、燃油泵房接地网、含油污水处理车间接地网等局部组成。
从接地网整体性来看，已完成的接地网已经有效的连为一个整体。
整个接地网共敷设接地扁铁3500m，埋设接地模块150个，打下钢桩50根，经计算接地网总面积约为6190㎡，最大对角线长度为112 m。
为了检查截流前已完接地工程的施工质量与接地效果，通过对全厂接地装置进展接地电阻、接触电势、跨步电势、接触电压、跨步电压与两台避雷针的接地电阻的测试，以便为后续工程的接地施工提供有关技术参数和决策依据。
本方案编制依据为中华人民某某国国家标准《电气装置安装工程电气试验设备交接试验标准》GB50150 26.0.1。
二测试原理1、接地电阻的测量：测量接地电阻的方法很多，这里对接地网的接地电阻测试采用的方法是三极法，其测试接线原理图如下列图。
为了便于分析简化计算，把整个接地网视为半球形，设Rg为球半径〔m〕，流入大地的电流为I〔A〕，如此：三极法测接地电阻的原理接线图在距球心为x 〔m 〕处球面上电流密度为：22x I J π= 〔A/m 2〕 根据电场强度ρ⋅=J E 〔v/m 〕 如此距球心x(x ≥Rg)处所具有的电位为xxxx Idx xI Edx U ∞∞∞=-=-=⎰⎰πρπρ222(V)因此电极1使1、2之间所呈现的电位差为)11(2121d Rg I U -=πρ (V) 电极3使1、2之间所呈现的电位差为)11(13232d d U -= (V) U 1、U 2之间的总电位差为)1111(213231221d d d Rg I U U U -+-=+=πρ (V) 如此U 1、U 2之间呈现的电阻Rg 为)1111(2132312d d d Rg I U Rg -+-==πρ (Ω) 而接地网的接地电阻实际等于RgR πρ2=(Ω) 欲使测量的接地电阻Rg 与接地网的实际电阻R 两者是相等的，如此必须有0111132312=-+-d d d 设 1312d R d ⋅=，1323)1(d R d ⋅-= 如此有 01111=--+-RR 即 012=-+R R 得 618.0251=±-=R 〔负根舍去〕 上述分析过程明确，如果电流极置于非无穷远处，如此电压极将对电流极与被测接地网两者之间进展黄金分割，即放在距接地网0.618处，就可测得接地网的真实接地电阻。
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald127大型接地装置包括110 kV以及大于110 kV的电压变电所接地装置、高于200 mW装机容量的火电站、水电站及核电厂接地装置、面积大于5 000 m 2接地装置等。
随着电力工业的快速发展，电压等级不断升高，电网容量越来越大，大型接地装置的数量越来越多。
1 接地阻抗具体测量一般情况下，将接地阻抗划分为接地电阻、地网自感抗等两个主要方面。
譬如，在地网接地阻抗未达到要求标准的情况下，如果有雷击出现或者电力系统出现故障的时候，雷电流或故障电流在通过电网的过程当中会出现地网电位突然升高（t=1～5 us)的现象出现，当地网电位大于2 000 V 时（转移电位，结合地表电位分析，防止转移电位的危害），这样会对整个变电所中的相关设施造成不同程度的破坏，譬如，设备的有效掌控、继电保护、自动装置、通讯设备、监控系统等。
针对接地阻抗的具体测量中较为常用的方法包括直线法、夹角法、电位降法等。
(1)直线法:当采用直线法对大型地网进行测量时，在土壤电阻率均匀地区，电流线长度应取地网最大对角线的2倍（土壤电阻率不均匀地区可取3倍），电压线长度宜为电流线的（0.5～0.6）倍。
(2)夹角法:当采用夹角法时，电流线和电压线等长，长度取网对角线长度的两倍，夹角取30°。
(3)电位降法:电位极P从地网边缘开始顺着电流的具体回路呈现出3°～45°的角度进行逐渐移动，平均150 m就对P-G相互间存在的实际电位差U进行测量，其中，曲线平坦的位置即为电位零点的位置。
用电位降法进行测量，整个测量过程当中形成的差异一般包含了测量地级的具体方位、布线的长度及角度、测量电流的具体情况等内容。
如果将接地网中的测量电流进一步增加，那么就会使得干扰电压中所得出的测量数据变得较小，这样就会使得测量误差进一步地缩小一些。
浅谈大地网接地装置特性参数检测1引言近年来，随着现代化建设快速发展，社会已经进入智能化、工业化、集成化、信息化的时代。
特别近些年电力工业的水平也快速发展，国内电网容量急剧扩大，电压等级不断升高。
发、供电企业的接地系统也越来越多，接地装置(大地网)的重要性显得尤为突出。
因此开展对大型电厂接地装置特性参数测量的综合检测也更为迫切。
2接地装置的重要性发电厂变电站接地装置是保证人身和设备安全，维护电力系统可靠运行的重要措施。
近年来随着工农业生产的不断发展，国内电网容量急剧扩大，电力系统短路电流越来越大．为确保短路电流快速散失，保证人身安全和电气设备的安全运行，电力生产运行部门对接地装置越来越重视。
资料表明，近年来国内外由于接地不良，外壳接地引下线连接腐蚀、不通等引起和造成电力系统停运和设备损坏的例子不在少数。
3接地阻抗接地阻抗是反映接地装置是否良好的一个重要指标。
接地阻抗是接地装置对远方电位零点的阻抗．数值上为接地装置与远方电位零点间的电位差．与通过接地装置流人地中的电流的比值。
接地阻抗包括接地电阻和接地电抗两部分(z=R+jX)，接地电阻只是其中的一部分，不能反映真实情况。
因为电力系统短路时。
短路电流主要成份是交流分量，交流电流流过接地装置时，产生的电压降也是交流电压，交流电压除以交流电流，对应的值是阻抗(I=U／Z)，而不是电阻。
运行经验也证明，接地电抗是实际存在的．是不可忽视的重要参数。
所以说测量接地电阻不能反映实际情况，而测量接地阻抗才能反映实际情况．才有实际意义和价值。
运行中的110 kV变电站接地网．电抗约等于电阻，运行中的220 kV及500 kV以上的变电站接地网，电抗大于电阻。
凡是用输出电流是直流的测试仪，测量到的都是电阻。
凡是用输出电流是交流的测试仪，测量到的都是阻抗。
根据国家DL＼T475—2006《接地装置特性参数测量导则》要求，新建的电厂、变电所和新建杆褡的接地装置验收时，必须测试接地阻抗．同时要测试土壤电阻率、接地引下线导通电阻。
接地网参数测试方法1概述目前，我国各地在接地装置测试技术方法上都存在的一定差异，其规范化程度有待提高，由于在相关技术和概念上的理解存在差异有关，有必要在此方面进行进一步深入的探讨，以期获得共识，促进接地装置测量技术水平的提高和测量方法的规范化，为此本文针对这一问题阐述，并结合多年来我们在相关工作的实践经验提出一些看法。
欢迎指教。
2关于接地参数名词的理解2.1接地电阻接地电阻的定义----指的就是接地装置对大地的电阻，接地电阻的数值等于接地装置对大地的电位差与通过接地极流入地中电流的比值。
对于接地网，通常是按工频交流电流求得的电阻，称为工频接地电阻。
如采用冲击电流求得的接地电阻，称为冲击接地电阻。
一般情况下，凡未标明为冲击接地电阻（阻抗）的，通常都是指工频接地电阻（阻抗）。
在DL/T621—1997《交流电气装置的接地》标准中，接地电阻指的是包括接地极、接地线以及土壤电阻的总和。
虽然在物理定义上是表示阻抗，但名词含义却是电阻，在该标准中并没有就电阻与阻抗的概念差异进行区分。
接地电阻的概念在国内外提出已经有多年了，但近十多年来，国内有关人士提出了接地阻抗这一概念，为此引起了普遍关注。
原来随着接地网的规模增大，接地网对大地之间的连通电阻已经不是严格意义上的电阻，呈现出较明显的阻抗特性，即包含了一定的感抗成分（电感引起），特别是采用钢质材料的接地网，由于材料的内电感较大，这一感抗分量尤其明显，但在采用铜质接地材料的地网中，其感性分量不是十分显著。
正是由于我国大多数地网是由钢质材料组成，故我国首先引起注意并提出来研究是有其必然性的。
目前这一概念的转变已经得到国际上某种程度的认可。
目前既有采用接地电阻也有采用接地阻抗的概念，通常由于接地阻抗中感抗尚未进入饱和区段，钢质材料的内电感影响就显得较为突出，导致测量中的感抗分量比较明显和突出。
而在故障电流下，钢质接地极材料已经进入饱和区段，内电感分量大幅度降低，接地极的感抗分量主要体现为外电感，其值仅比铜质材料略高。
HZDW-3A 大型地网接地电阻测试仪技术参数HZDW-3A 大型地网接地电阻测试仪技术参数
3.1 接地阻抗技术指标
1、测量范围：0～200Ω（含电流桩阻抗）
2、分辨率：0.001Ω
3、测量误差：±（读数×1％+0.005Ω）
4、最大输出电压：AC 400V (45Hz、55Hz，双频，正弦波)
5、最大输出电流：AC 3A (负载为5Ω～133Ω输出3A，小于5Ω输出2A)
6、电流输出档位：3/2.5/2/1.5/1A，每0.5A一档，共5档。
7、抗干扰能力：抗工频50Hz电压10V
8、测量线要求：电流线铜芯截面积≥1.5mm2
电压线铜芯截面积≥1.0mm2
9、供电电源：AC 220V±10％，50Hz
10、长宽高（mm）：295×340×310
11、仪器重量：28kg
3.2 土壤电阻率技术指标
1、测量范围：0~1000Ω·m（欧姆·米）
2、测量精度：±2%
3、分辨率：0.01Ω·m
四、仪器原理
图1测量原理示意图
R0 回路电阻大约5～200Ω
Rx 测试电阻大约0～200Ω
Rf 标准电阻
测量电流线D：长度为地网对角线长度的3～5倍；线径：≥1.5mm2 测量电压线1：长度为0.618D；线径：≥1.0mm2
测量电压线2：接被测地网
测量接地线：接被测地网。
大型变电站接地网测试方法分析1 接地网测试技术概述1.1 接地概述接地是电力系统中十分常见的一个概念。
具体来说，它指的是：将电力系统中的中性点、外壳等设备，通过导体作为电气连接桥梁，与接地装置连接在一起。
通常情况下，接地设备是电力系统得以安全运行的重要保护措施，在我国变电站系统的建设中，一般要求变电站的接地网具有较小的接地电阻，并需要技术人员对接地网进行定期检测，以此确保电力系统运行的可靠性、稳定性。
1.2 变电站接地网测试的内容（1）变电站系统接地线和接地体自身的电阻。
（2）变电站接地体与大地之间的电阻，主要指的是两者之间的接触电阻。
（3）不同接地体之间的大地电阻。
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，本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 工频大电流测试技术工频大电流法是一种广泛应用于大型变电站接地网测试的技术方法，也称为“电压-电流表法”。
在具体的操作中，技术人员通常需要应用380V隔离变压器作为供电电源，对电网AB相进行供电，再换向为BA相供电，以此消除工频干扰，并获取电压，同时，对接地网中注入电流，通过对电压电流值的换算，计算出变电站接地网中的电阻及其他参数。
2.1.1 测试操作流程应用工频大电流法对大型变电站接地网进行测试的操作较为复杂，在具体的操作中，应遵循如下流程。
（1）采用“三角形法”布置电流电压极，并保证A=B= 3D，同时，电流和电压的夹角a=30O。
（2）采用“对角测量法”，分别对接地体的三个角度点测量点电压进行测量，得到电压值Uab、Uca和Ubc，同时获取三点上的电流值Ia、IC和Ib。
（3）应用公式“（Ubc2+Uca2+Uab2-3U 2）/（Ia2+IC2+Ib2-3I2）”计算被测变电站接地网上的电阻，式中，U和I分别为干扰电压和干扰电流值。
接地网测试报告
一、概述
平顶山绿巨人能源有限公司120MWp光伏发电项目接地网已施工完毕，对该站接地电阻进行测试。
本工程要求电气设备接地电阻需≤0.5Ω；
二、试验目的
检测该站接地阻抗值是否符合设计院或国家标准的要求
三、试验依据
1、已批准的施工组织总设计和电气专业施工组织设计
2、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB 50168－92）
3、《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB 50150-91）
四、试验仪器
BCDW-10自动抗干扰大地网电阻测试仪
测试点在箱变本体接地点；（试验接线见附图）
五、测试数据：
5.1 开关站接地电阻测试：
5.6箱变至光伏板支架接地导通测试报告
跨步电压、接触电势试验：。
大型接地网测试参数分析车传强;付文光;顾宇宏;燕宝峰;康琪【摘要】对当前大型接地网的测试参数进行了介绍,结合相关的标准、规程规定对每项参数测试的意义进行了分析.为了全面地了解地网的运行状态,提出在进行接地电阻的常规测试项目外,应根据接地网的运行情况开展接地网电气完整性测试,场区地表电位梯度测量,跨步电位差、接触电位差、跨步电压、接触电压的测量,必要时还要进行开挖检查和热稳定校核.对大型接地网进行全面的测试评估可以掌握接地网的运行状况.确保变电站内电气设备安全运行和运维人员的人身安全.【期刊名称】《内蒙古电力技术》【年(卷),期】2010(028)005【总页数】4页(P9-12)【关键词】大型接地网;接地阻抗;电气完整性测试;场区地表电位梯度;跨步电位差;接触电位差;热稳定校核【作者】车传强;付文光;顾宇宏;燕宝峰;康琪【作者单位】内蒙古电力科学研究院,内蒙古呼和浩特010020;内蒙古电力科学研究院,内蒙古呼和浩特010020;内蒙古电力科学研究院,内蒙古呼和浩特010020;内蒙古电力科学研究院,内蒙古呼和浩特010020;内蒙古电力科学研究院,内蒙古呼和浩特010020【正文语种】中文0 引言19世纪出现的用于输电线路电器的各种接地设施为安全用电提供了保障。
随着近几年电力系统的快速发展，在其发生故障时经接地网流散的电流愈来愈大，地网的电位也随之升高，曾发生过不少事故，既有接地电阻的原因，也有均压方面的原因。
目前，在大型变电站内普遍应用各种微机保护、综合自动化装置，这些弱电元件对接地系统有了更高的要求[1-3]。
开展接地网的评估，对于保证变电站内一次设备、微机装置的安全稳定运行和运维人员的人身安全有着重要的意义，因此，对大型接地网多项参数的测试并进行综合的评估判断越来越受到人们的重视。
1 接地阻抗1.1 定义GB 50150—2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》中采用了DL/T 596—1996《电力设备预防性试验规程》的要求，其中明确指出接地装置的试验项目包括“接地阻抗”[4]73[5]18，DL/T 596—1996还将“接地电阻”改为“接地阻抗”；DL/T 475—2006《接地装置特性参数测量导则》中也把“接地电阻”改为“接地阻抗”[6]2-6，其定义为“接地装置对地（远方零位）电压与通过接地装置注入地中电流的比值”：2者一致。
从物理量定义上讲，阻抗包含了电阻分量、电容分量和电感分量。
在小型接地网接地阻抗中电感分量非常小，随着接地网规模的增大，阻抗中电感分量不能忽略。
华北电网有限公司《电力设备交接和预防性试验规程》也采用“接地阻抗”这个概念[7]100，预试周期与DL/T 596—1996规定的6 a略有不同，是6~10 a，相对放宽，但都有根据开挖检查情况进行调整的说明。
国家电网公司企业标准Q/GDW 168—2008《输变电设备状态检修试验规程》要求，当接地网结构发生改变时也应进行测试，测试周期为6 a，测试值不应大于初值的1.3倍[8]30。
1.2 阻体设计DL/T 621—1997《交流电气装置的接地》接地装置的接地电阻应符合R≤2000/I[9]4，其中，R为考虑季节变化的最大接地电阻，单位为Ω；I为用于计算的流经接地装置的入地短路电流，单位为A。
DL/T 621—1997正式实施前，SDJ 8—1979《电力设备接地设计技术规程》（已作废）规定，入地短路电流小于4 000 A时应按R≤2 000/I设计，但当大于4 000 A时则按不大于0.5 Ω设计。
也就是说，对于大型接地网而言，1998年前设计的接地电阻都是不大于0.5 Ω （特殊高阻地区除外），1998年后设计的大型接地网接地电阻的阻值可能都会很小，这不仅是因为标准的提高，也是由于电力系统的装机容量不断扩大，使得入地短路电流相应增大而造成的。
1.3 测试方法DL/T 596—1996规定，测量接地电阻时，如果是在必须的最小布极范围内，土壤电阻率基本均匀，可采用任何补偿法；否则，应采用远离法。
DL/T 475—2006较DL/T 475—1992的修订改动大，“工频电流测试要求注入电流不宜小于50 A”，实现50 A的注入电流对电源容量和辅助电流极的接触电阻要求很高，而且测试线的截面也会相应增大，放线工作量也很大。
DL/T 475—2006首推“异频电流法”，注入电流为3~20 A（40~60 Hz），大于3 A的测试电流对于现场来说容易实现，可大大减少测试设备的质量，减小测试线的截面。
同时，DL/T 475—2006明确指出，接地阻抗是接地装置的1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，而且与接地装置的面积和所在地的地质情况有密切关系。
判断接地阻抗是否合格，首先要参照DL/T 621—1997中的有关规定，同时也要根据实际情况，包括地形、地质和接地装置的大小，综合判断。
在进行接地电阻测量时，测量用的电流极、电压极的位置及其引线的布置方式将直接影响到测量的正确性。
测量时如何消除各种干扰带来的误差也是1个需要重视的问题。
2 接地网电气完整性测试2.1 阻值大小及测试周期要求DL/T 596—1996中要求“检查有效接地系统的电力设备接地引下线与接地网的连接情况”[5]122，原国家电力公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（2000年）及国家电网《十八项电网重大反事故措施》（2005年）中也要求“对两个最近的接地引下线之间测量其回路电阻”。
GB 50150—2006中明确要求进行“接地网电气完整性测试”[4]73，而且要求数值不能大于0.2 Ω。
华北电网有限公司《电力设备交接和预防性试验规程》的要求值也是应大于0.2 Ω。
Q/GDW 168—2008中要求不能大于0.2 Ω，且与初值相差不大于50%[8]30。
测试周期方面，DL/T 596—1996要求是不超过3 a，《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》要求每年进行，《十八项电网重大反事故措施》和华北电网有限公司《电力设备交接和预防性试验规程》都要求1～3 a进行1次，Q/GDW 168—2008要求220 kV及以上为1 a，110 kV/66 kV 为3 a。
2.2 测试范围及结果判断DL/T 596—1996中并没有提出电气完整性测试的定量要求，但在条文说明中指出使用接地摇表或万用表都有发现缺陷的事例。
华北电网有限公司《电力设备交接和预防性试验规程》要求采用测量电流大于1 A的接地引下线导通测量仪进行测量[7]103。
相对而言，DL/T 475—2006对测试范围和测试结果的判断规定得更全面、更具可操作性：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都要进行[6]3。
当发现测试值在50 mΩ以上时，应反复测试验证。
状况良好的设备测试值应在50 mΩ以下，50~200 mΩ的设备状况尚可，200~1 000 mΩ的设备状况不佳。
对于重要的设备，应尽快检查处理，其他设备宜在适当时候检查处理；1 Ω以上的设备与主地网未连接，应尽快检查处理；独立避雷针的测试值应在500 mΩ以上；测试中相对值明显高于其他设备，且绝对值不大的，按状况尚可处理。
2.3 测试要求对于交接项目，地网基本不存在腐蚀的问题，主要检查是否存在漏焊或虚焊；对于预防性试验项目，主要是检查有无腐蚀严重或地网遭外力破坏的情况。
因此建议交接期间在地网铺设完毕、回填前进行此项试验较好，也可边铺设边进行此项试验，可以避免发现问题还需重新进行开挖。
由于不涉及停电的问题，预防性试验可结合地网运行年限进行。
3 场区地表电位梯度测量DL/T 475—2006和华北电网有限公司《电力设备交接和预防性试验规程》（2008年）都提出了测试场区电位梯度测量的要求[6]6[7]103。
前者要求交接时进行，并5~6 a测试1次；后者要求220 kV及以上变电站交接时进行。
场区地表电位梯度与传统书上关于地表电位分布的概念有所不同，前者定义为当接地短路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；后者则指注入电流的电极附近地表电位的分布。
测量目的是要检验系统发生短路接地时，短路点附近是否会出现伤及人身的跨步电势。
通常要借用边界元程序计算来求取，通过测试曲线分析评估地下接地装置的状况，不是以短路点附近为对象，而是以整个场区为测试对象。
测试时可以将被试场区合理划分，场区电位分布用若干条曲线来描述，并在曲线路径上选取1条与主地网连接良好的接地引下线作为参考点注入电流进行测试，折算得出电位梯度。
状况良好的接地装置测试得到的电位梯度分布曲线通常表面平坦，边缘略有抬高，而存在剧烈起伏或突变的曲线则表示接地装置状况不良，如只有严重腐蚀开断情况。
此项目得到的曲线可以形象地看出场区地表电位梯度情况，清晰体现是否有接触不良的接地体。
对于运行多年的老地网也可在开挖检查前进行此项试验，有目的地选择开挖点。
4 跨步电位差、接触电位差4.1 定义DL/T 621—1997中定义：接地短路（故障）电流流过接地装置时，大地表面形成分布电位，在地面上离设备水平距离0.8 m处与设备外壳、架构或墙壁离地面的垂直距离1.8 m处2点间的电位差，称为接触电位差；接地网孔中心对接地网接地极的最大电位差，称为最大接触电位差。
跨步电位差是指接地短路（故障）电流流过接地装置时，地面上水平距离为0.8 m的2点间的电位差。
接地网外的地面上水平距离0.8 m处对接地网边缘接地极的电位差，称为最大跨步电位差[9]3。
DL/T 475—2006中的定义与DL/T 621—1997基本一致，只是水平距离全部取1.0 m（与 IEEE 标准相同[10]16，23[11]4），这是最大的不同点[6]7-8。
而在以前的教科书及DL/T 475—1992《接地装置工频特性参数的测量导则》中，这2个参数分别被称作接触电势、跨步电势。
当并联1 500 Ω的电阻时的电压称为接触电压和跨步电压，在IEEE标准中人体等效电阻取1 000 Ω。
4.2 测试的必要性以前在地网测试中，强调接地电阻（阻抗）的合格性，对于电阻值大于设计值的地网应进行改造，但其造价有时会很高。
SDJ 8—1979规定，入地短路电流大于4 000 A时接地电阻按不大于0.5 Ω设计，而DL/T 621—1997按R≤2 000/I设计。
大型地网的接地电阻可能会很小（0.1~0.3 Ω），实际工程中操作时会有很大困难。
按公式（ρ为土壤电阻率，S为接地网的面积）粗略计算，若要接地电阻下降到原来的1/2，面积要增大到4倍，如果通过增大地网面积方式达到接地阻抗合格目的，投入的资金可能会很大。
