接地特性测试
-
接地装置测试
一、概述
接地装置的特性参数
接地装置的电气
完整性、接地阻抗、场区地表电位梯度、接触电位差、跨步电位差、转移电
位等参数或指
标。除了电气完整性，其他参数为工频特性参数。
在
GB50150-2006
中规定电气设备和防雷设施的接地装置的试验
项目应包括下列内容：
1
、接地网电气完整性测试；
2
、接地阻抗；
在
DLT475-2006
接地装置特性参数测量导则中规
定：
大型接地装置的特性参数测试应该包含
以下内容：电气完整
性测试，接地阻抗测试，场区地表电位梯度测试，接触电位差、跨步电
位差及转移电位的
测试。
在其他接地装置的特性参数测试中应尽量包含以上内容。
柳树颧要
求测量场区地表电位梯度。
在此重点介绍电气完整性测
试、
接地阻抗测试及场区地表电位梯
度测试，其他内容简要介绍
。
二、名词解释
接地极
埋入地中并直接与大地接触的金属导体。
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。
接地装置
接地极与接地线的总和。
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
5
000m2
以上的接地装置。
接地网
由垂直和水平接地极组成的，
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
地装置。
接地装置的电气完整性
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。
在
GB50150-2006
中规定，
直流电阻值
不应大于
0.2
Ω
。
< br>
接地阻抗
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
地装置流入地中的电流的比值。
按冲击电流求得的接地阻抗称为冲击接地阻抗；
按工频电流
求得的接地阻抗称为工频接地阻抗。
场区地表电位梯度
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。
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
<
/p>
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
1.0
m
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。
电流极
为
形成测试接地装置的接地阻抗、
场区地表电位梯度等特性参数的电流回路，
而在远方布置
的接地极。
电位极
在测试接地装置的特性参数时
，为测试所选的参考电位而布置的接地极。
三极法
由接地装置、电流极和电位极
组成的三个电极测试接地装置接地阻抗的方法。
三、接地装置特性参数测试的基本要求
1
、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
、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。
3
、测试结果的评估
进行接地装置的状况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、场区地表电位梯度分布、接地阻抗。
四、接地装置的电气完整性测试
1
、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
、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：除变电所部分按
a)
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。
< br>
3
、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
50m
Ω
以上时，应反复测试验证。
4
、测试仪器
测试宜选用专门仪器，仪器的分辨率为
1mn
，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。
仪器：
LEW-
GEOPX
接地导通测试仪
。
5
、测试结果的判断和处理
a)
状况良好的设备测试值应在
50
mQ
以下；
b) 50m
Ω
-200m
Ω
的设备状
况尚可，宜在以后例行测试中重点关注其变化，重要的设备宜在
适当时候检查处理；
c)
200m
Ω
-1
Ω
的设备状况不佳，对重要的设
备应尽快检查处理，其他设备宜在适当时候检
查处理；
d) 1
Ω
以上的设备与主地网未连接，应尽快检查处理；
e)
独立避雷针的测试值应在
500
m
Ω
以上；
f)
测试中相对值明显高于其他设备，而绝对值又不大的，按
状况尚可对待。
五、接地装置工频特性参数的测试
1
、基本要求
1.1
试验电源的选择
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，
试验电流宜在
3A-20A
，频率宜
在
40 Hz - 60 Hz
范围
<
/p>
，异于工频又尽量接近工频。
设备：
HV
JE/
5A
异频接地电阻测试仪。
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。现基本已经不采用。
1.2
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
dc
G
应为被试接地装置最大对角线长度
< br>D
的
4-5
倍；
对超大型的接地装置的测试，
可利用
架空线路作电流线
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
dc
G
可取
2
D
，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。
1.3
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。
1.4
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
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。
1.5
试验的安全
试验期间电流线严禁断开
，电流线全程和电流极处要有专人看护。
2
接地阻抗的测试
2.1
测试方法
2.1.1
电流
-
< br>电压表三极法
a)
直线法：
电流线和电位线同方向
(
同路径
)
放设称
为三极法中的直线法，
示意图见图
2
。
d
CG
应为被试接
地装置最大对角线长度
D
的
4-5
倍，
d
PG
通
常为
(0.5-0.6)
d
CG
。电位极
P
应在被测接地装置
G
与电流极
C
连线方向移动
三次，每次移动的距离为
d
CG
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<
/p>
电位线保持尽量远的距离，以减小互感祸合对测试结果的影响。
b)
夹角法：
只要条件允许，大型接地装
置接地阻抗的测试都采用电流
-
电位线夹角布置的方式。
d
CG
一
般为
4D-5D
，对超大型接地装置则尽量远；
d
PG
的长度与
d
CG
相近。
接地阻抗可用公式
(2)
修
正。