一、概述
近些年來,國內多處變電站因雷擊形成擴大(dà)事故,多數與地網(wǎng)接地電阻不合格有關,接地網起著工作接地和保護接地的作用,當接地電阻過大則: 發生接地故障時,使中性點電壓偏移增大,可能(néng)使健全相和中性點電壓過高,超過(guò)絕緣要求(qiú)的水平而造成設備損壞。 在雷擊(jī)或雷(léi)電波襲擊時,由於電流很大,會產生很高的殘壓,使(shǐ)附近的設備遭受到(dào)反擊的(de)威脅,並降低接地網本身保護設備(架空輸電線路及變電站電(diàn)氣設備)帶(dài)電導體的耐雷水平,達不到設計的要求而損壞設備。同時接地係統的接地電阻是否合格直接關係到變電站運行人員、變電檢修人員人(rén)身安全;但由於土壤對接地裝置具有腐蝕作用,隨著運行時間(jiān)的加長,接地裝置已有腐蝕,影響變電站的(de)安全(quán)運行;因此,必須大力加強對地網接地電阻的定期監(jiān)測;運行中(zhōng)變電站地網接地電阻的測量,由於受係統流(liú)入地網電流的幹擾以及試驗引線線間的幹擾,使(shǐ)測試結果(guǒ)產生較大的誤差。特(tè)別是大型接地網接地電(diàn)阻很小(一般在0.5Ω以下),即使(shǐ)細微的幹擾也(yě)會對測試結(jié)果產生很大的影響;如果對地網(wǎng)接地電阻測試不準確,不(bú)僅損壞設備,而且會造成諸如地網誤改(gǎi)造等不必要的損失(shī),結合我對接地網(wǎng)接地阻抗(kàng)測試(shì)方(fāng)法的研究,現總結如(rú)下(xià):
二、接地電阻測試原(yuán)理及方法
測試接地裝置的接地阻抗時電流極要布(bù)置(zhì)的盡量遠,通常電流極與被試接(jiē)地裝置邊緣的距離dcG應(yīng)為被試接地裝置大對角線長(zhǎng)度D的4~5倍(平行布線法(fǎ)),在土壤電阻(zǔ)率均勻的地區可取2倍及以上(shàng)(三(sān)角形布線法),電壓引線長度為電流引線長度0.618倍(平(píng)線布線法)或(huò)等於電流線(xiàn)(三(sān)角(jiǎo)形布線法)。
1、電位降法(fǎ)
電位降法測試接地裝置(zhì)的接地阻抗是按圖1布置測試回路,且符合測試回路的布置的要求。
G—被試接(jiē)地裝置;C—電(diàn)流極;P—電(diàn)位極;D—被試接地裝置大對角(jiǎo)線長度;dCG—電流極與被試接地裝(zhuāng)置邊緣的距離;x—電位極與被試接地裝置邊緣的距離;d—測試距離間隔;
流過被試接地裝置G和電流(liú)極C的電流I使地麵(miàn)電位變化,電位極P從G的邊緣開始沿與電流回路呈30°~45°的方向向外移動,每(měi)間隔d(50m或100m或(huò)200m)測試一次P與G之(zhī)間的電(diàn)位差U,繪出U與(yǔ)x的變化曲線。曲線平(píng)坦(tǎn)處即為電位零(líng)點,與曲(qǔ)線點間的電(diàn)位即為在試驗電流(liú)下被試(shì)接(jiē)地裝置的(de)電位升(shēng)高U,接地裝置的接地阻抗(kàng)為:
Z=Um/I
如果電位測試線與電流線(xiàn)呈角度放設確實困難,可與之同路徑放設,但要保持(chí)盡(jìn)量遠的距離。
如果電位將曲線的(de)平坦點(diǎn)難以確(què)定,則可能(néng)是受被試接地(dì)裝置或電流極C的影響,考(kǎo)慮延長(zhǎng)電流回(huí)路;或者(zhě)是地下情況複雜,考慮(lǜ)以其他方法來測試和校驗。
2、電流—電壓表(biǎo)三極法
a)直線(xiàn)法
電流線和(hé)電位線同方向(同路徑)防設稱為三極法中的直線法,示意圖2;dcG符合測(cè)試回路的布置的要求, dPG通常(cháng)為(0.5~0.6) dcG.電位極P應(yīng)在被(bèi)測接地裝置G與電流極C連線(xiàn)方向移動三次,每次移動的距離為dcG的5%左右,當三次測試的結果誤(wù)差在5%以內(nèi)即可。
大型接地裝置一般不宜采(cǎi)用直線法測試。如(rú)果條件所(suǒ)限而必須采用時,應注意使電(diàn)流(liú)線和電(diàn)位線保持盡量遠的距離,以減小互感耦合對測試結果的影響。
G—被試接地裝置;C—電流極;P—電位極;D—被試接地裝置大對角線長度
dCG—電流極與被試接(jiē)地裝置邊緣的(de)距離;dPG—電位極與被試接地(dì)裝置邊緣的距離;
b)夾角法
隻要條件允許,大型接地裝置接地阻抗的測試都采用電流——電位線夾角布置的方式。dcG符合測試回路的布置的要求,一(yī)般為4D~5D,對超大(dà)型接地裝置則盡量遠;dPG的長度與dcG相近。接地阻抗可用公(gōng)式
(2)修正式中
θ---電流線和電位線的夾角;
Z''--- 接地阻抗的測試值。
如果土(tǔ)壤電阻率均勻,可采用 dcG和 dpG相等的等腰三角形布線,此時使θ 約為30°,dcG=dpG=2D接(jiē)地修正(zhèng)公式2。
3、接地電阻測(cè)試儀法(fǎ)。
圖3是接地電阻測試儀測試(shì)接地網接地電(diàn)阻的(de)接(jiē)線方(fāng)法;測試原理、布線、要求與三極法類似。
1、E極在使用三極法測量時必須與P1短(duǎn)接起來,但當地網接地電阻很小,當地網接(jiē)地電阻較小時(≤0.5Ω),為了提(tí)高測量精度(dù),減小儀器與地網測量引線電阻及接觸電阻對測量結果的影響,可(kě)將E.P短路片解開;減小接(jiē)觸電阻引起的誤差,需(xū)單獨引線與地網測試點相連。
注:
1、E――接被測量地網;
2、P1――接(jiē)被測量地(dì)網;
3、P2――接測(cè)量電壓線(其長度取電流線長度的0.618倍);
4、C――接(jiē)測量電流線(其長度取地網對角線長度的4~5倍);
三、測試注意事項及意義
接地裝(zhuāng)置的特性參數大都與土壤(rǎng)的潮濕程度密切相關,因此接(jiē)地裝置的狀況評估和驗收測試應盡量在幹燥季節和土壤未凍結時進行進(jìn)行,不應在雷、雨、雪中或雨、雪後立即進行。通過實際的測量,為我們整改提供可(kě)靠的依據。對變電站接(jiē)地網接地狀況,提出整改優化方案,使接地網的接地電阻符(fú)合要求,從而有效的(de)防止設備(bèi)絕(jué)緣損壞造成(chéng)的跨步電壓造成人員傷害或設備的進一步損壞。起到保證(zhèng)電氣設備的安全運行,為變電站工作人員創造一(yī)個安全可靠的工作環(huán)境的作用。
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