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1、第 45 分册接地阻抗测量细则I目录前前言言.II1试验条件试验条件.11.1环境要求.11.2人员要求.11.3安全要求.11.4仪器要求.12试验准备试验准备.23试验方法试验方法.23.1一般规定.23.2接线原理图.23.3试验步骤.43.4注意事项.63.5试验验收.64试验数据分析和处理试验数据分析和处理.65试验报告试验报告.7附附录录A(规范性附录)(规范性附录)接地阻抗试验报告接地阻抗试验报告.81接地阻抗测量细则1试验条件1.1环境要求a)干 燥季节和土壤未冻结时进行;b)不 应在雷、雨、雪中或雨、雪后立即进行;c)现 场区域满足试验安全距离要求。1.2人员要求试验人员需具
2、备如下基本知识与能力:a)熟 悉接地阻抗测量技术的基本原理、分析方法;b)了 解接地阻抗测试仪的工作原理、技术参数和性能;c)掌 握接地阻抗测试仪的操作方法;d)能 正确完成现场各种试验项目的接线、操作及测量;e)具 有一定的现场工作经验,熟悉并能严格遵守电力生产和工作现场的相关安全管理规定;f)熟悉各种影响试验结论的因素及消除方法;g)人 员需经上岗培训并考试合格。1.3安全要求a)应 严格执行 电力安全工作规程(变电部分)的相关要求;b)高 压试验工作不得少于两人。试验负责人应由有经验的人员担任,开始试验前,试验负责人应向全体试验人员详细布置试验中的安全注意事项,交待邻近间隔带电部位,以及
3、其他安全注意事项;c)应 确保操作人员及试验仪器与电力设备的高压部分保持足够的安全距离;d)应 在良好的天气下进行,如遇雷、雨、雪、雾不得进行该项工作;e)系 统存在接地故障时,严禁进行接地阻抗测试;f)试验前必须认真检查试验接线,应确保正确无误。要确保所放电压线和电流线的连接完好,不应有裸露部分,试验过程中确保线路对地其他处无短接,搭接牢固合适;g)在 进行试验时,要防止误碰误动设备;h)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;i)试验现场出现明显异常情况时,应立即停止试验工作,查明异常原因;j)高 压试验作业人员在全部试验过程中,应精力集中,随时警戒异常现象发生;k)试
4、 验结束时,试验人员应拆除试验接线,并进行现场清理。1.4仪器要求a)宜 采用异频电流法测试接地装置的工频特性参数。试验电流频率宜在40Hz60Hz范围,标准正2弦波波形,试验电流宜在3A-20A。对于试验现场干扰大的时候可以适当加大测试电流;b)如果采用工频电流法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;c)仪器的准确度不低于1.0级。2试验准备a)现场试验前,应详细了解现场的运行情况,查阅相关技术资料,掌握地网接地运行情况,据此制定相应的技术措施;b)应配备与工作情况相符的上次试验记录、标准化作业指导书、合格的仪器仪表
5、、工具和连接导线等;c)现场具备安全可靠的独立试验电源,禁止从运行设备上接取试验电源;d)检查环境、人员、仪器满足试验条件;e)按相关安全生产管理规定办理工作许可手续。3试验方法3.1一般规定3.1.1测试回路的布置a)测试接地装置接地阻抗的电流极应布置得尽量远,参见图 1,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,建议使用夹角法进行测量,测量时dcG可取 2D,在土壤电阻率不均匀地区可取 3D;b)测试回路应尽量避开河流、湖泊;尽量远离地
6、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;c)无论哪种测试方法,都要求电流线和电位线之间保持尽量远的距离,以尽量减小电流线与电位线之间互感的影响。3.1.2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 20cm 以上。3.1.3试验电流的注入大型接地装置接地阻抗测试时,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
7、中结果良好的设备接地引下线处,一般选择在变压器中性点附近或场区边缘。小型接地装置的测试可根据具体情况参照进行。3.2接线原理图3测量接地阻抗的方法主要有电位降法及电流-电压表三极法,其中电流-电压表三极法中又分为直线法和夹角法。大型接地装置接地阻抗的测试中主要采用电流-电压表三极法中的夹角法及电位降法,如果条件所限无法呈夹角放置时,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。电位降法主要适用于区域水平段较分明的情况。3.2.1电流-电压表三极法G被试接地装置;C电流极;P电位极;D被试接地装置最大对角线长度;dcG电流极与被试接地装置边缘的距离;dPG电位极与被试接
8、地装置边缘的距离图 1 电流-电压表三极法接线示意图3.2.2电位降法G被试接地装置;C电流极;P电位极;D被试接地装置最大对角线长度;dcG电流极与被试接地装置边缘的距离;x电位极与被试接地装置边缘的距离;d测试距离间隔4图 2 电位降法测试接地装置的接地阻抗3.3试验步骤3.3.1电流-电压表三极法3.3.1.1直线法a)根据变电站接地装置实际情况确定接地阻抗试验电压、电流测试线放设长度与位置,其中电流测试线dcG如 3.1.1 的要求,电压测试线dPG长度通常为(0.50.6)dCG;b)沿相同方向放设电压测试线与电流测试线;c)在测试线末端,将连接电极埋入被测土壤中;d)对试验装置进行
9、接线并检查确认接线正确;e)接通试验电源,进行接地阻抗测试;f)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 dCG的 5%左右,当三次测试的结果误差在 5%以内即可;g)按照接地阻抗试验记录对试验信息进行记录;h)试验结束后,断开电源,并整理接线。3.3.1.2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一电位线夹角布置的方式。dCG如3.1.1的要求,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。接地阻抗可用公式(1)修正。ZZD111(1)1 2 dPGdCGd2d2 2d dcosPGCGPG CG式中:电流线和
10、电位线的夹角;Z接地阻抗的测试值。如果土壤电阻率均匀,可采用dCG和dPG相等的等腰三角形布线,此时使约为30,dCGdPG=2D。3.3.2电位降法a)按照3.1.1中要求放设电流测试线,并在测试线末端,将连接电极埋入被测土壤中;b)对试验装置进行接线并检查确认接线正确;c)接通试验电源,向接地装置中通入试验电流;d)选取接地装置边缘为电位极P的移动起始点,电位极P沿与电流回路呈30 45的方向向外移动,并间隔d(50m或l00m或200m)测试一次P与G之间的电位差U;e)绘出U与移动距离x的变化曲线,曲线平坦处即为电位零点,与曲线起点间的电位差即为在试验电流下被试接地装置的电位升高Um;
11、接地装置的接地阻抗值ZUmI K(2)f)公式(2)中的地网分流系数K见3.4,对接地阻抗的影响,同时适用于电流-电压表三极法、5UU 2U2221202I2UUU 3U2222ABC03I2(U-U)210I2接地阻抗测试仪法和工频电流法的接地阻抗测试;g)如果电位测试线与电流线呈角度放设确实困难,可与之同路径放设,但要保持尽量远的距离;h)如果电位降曲线的平坦点难以确定,则可能是受被试接地装置或电流极C的影响,考虑延长电流回路;或者是地下情况复杂,考虑以其它方法来测试和校验;i)按照接地阻抗试验记录对试验信息进行记录;j)试验结束后,断开电源,并整理接线。3.3.3接地阻抗测试仪法接地装置
12、较小时,可采用接地阻抗测试仪(接地摇表)测接地阻抗,测试步骤和方法均与三极法相同,布线的要求也参照三极法执行。3.3.4工频电流法工频电流法基本采用电流-电压表三极法,布线要求和相关公式相同。a)倒相法通常接地装置中有不平衡零序电流,为消除其对接地阻抗测试的影响,除了增大试验电流,可采用倒相法。接地阻抗的计算公式为:Z(3)式中:I注入接地装置中的试验电流,试验电流在倒相前后保持不变;U0不加试验电压时接地装置的对地电压,即零序电流在接地装置上产生的电压降;U1,U1倒相前后接地装置上的试验电压。如果试验电源是三相的,也可将三相电源分别加在接地装置,保持试验电流 I 不变,通过公式(4)得到
13、Z,以消除地中零序电流对接地阻抗测试值的影响。Z(4)式中:I注入接地装置中的试验电流,倒相前后保持不变;U0不加试验电压时接地装置的对地电压;UA,UB,UC将 A、B、C 三相分别加到接地装置上时的试验电压。b)倒相增量法对于电铁牵引站这样有间歇性大工作电流注入接地装置,其接地阻抗的测试可以采用倒相增量法,即使试验电流与不平衡零序电流同相位,再施加一次增量试验电流,可以通过公式(5)得到Z,以消除地中零序电流对接地阻抗测试值的影响。试验电流宜大于2A。U-UZ 10I(5)1A。式中:I注入接地装置中的增量试验电流;U0不加试验电流时接地装置的对地电压,即零序电流在接地装置上产生的电压降;
14、U1将增量试验电流叠加在不平衡零序电流上时,接地装置的试验电压。倒相增量法的试验电流、电压的测试和阻抗的计算可以通过专用仪器来实现,试验电流不宜小于63.4分流测试对于有架空避雷线和金属屏蔽两端接地的电缆出线的变电站,应进行架空避雷线和电缆金属屏蔽的分流测试。分流测试应是向量测试,即测试分流的幅值和其相对于试验电流I的相角,并将所有的分流进行向量运算,得到地网分流系数K,以修正接地阻抗。分流向量的和I=I11+I22+Inn,地网实际散流向量IGG=I0+I,地网分流系数K为:K IG100%I(6)一般采用具有向量测试功能的柔性罗氏线圈对与避雷线相连的金属构架基脚以及出线电缆沟的电缆簇进行分
15、流向量测试。3.5注意事项a)电位降法中,如果电位降曲线的平坦点难以确定,则可能是受被试接地装置或电流极 C 的影响,考虑延长电流回路;或者是地下情况复杂,考虑以其他方法来测试和校验;b)当使用电流-电压三极法中的直线法时,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dCG的 5%左右,当三次测试的结果误差在 5%以内即可;c)根据实际情况,若变电站有干扰源(零序电流干扰),可采取增大注入接地网测试电流的方法消除干扰;d)如果土壤电阻率均匀,三极法中的夹角法可采用dCG和dPG相等的等腰三角形布线,此时使约为30,dCG dPG 2D;e)当采用工频大电流
16、法测试时,在供电之前,电源侧开关要处于分闸状态,仪器要处于零位,防止冲击带电损坏设备。尽量测量时间短些,不要使大电流设备长时间工作。3.6试验验收a)检查试验数据与试验记录是否完整、正确;b)整理仪器接线并清理现场。4试验数据分析和处理a)接地阻抗的测量值应小于设计值;b)一般情况下,有效接地系统和低电阻接地系统接地装置的接地电阻应符合下式要求:R 2000I式中:R考虑到季节变化的最大接地电阻,;I计算用的流经接地装置的入地短路电流,A。(7)公式(7)中计算用流经接地装置的入地短路电流,采用在接地装置内、外短路时,经接地装置流人地中的最大短路电流对称分量最大值,该电流应按5-10年发展后的
17、系统最大运行方式确定,并应考虑系统中各接地中性点间的短路电流分配,以及避雷线中分走的接地短路电流;7c)当有效接地系统和低电阻接地系统中接地装置的接地电阻不符合式(7)要求时,可通过技术经济比较增大接地电阻,符合 GB50065 4.3.3 条的规定时,接地网电位升高可提高至 5kV。必要时,经专门计算,且采取的措施可确保人身和设备安全可靠时,接地网地电位升高还可进一步提高;d)不接地、谐振接地、谐振-低电阻接地和高电阻接地系统,接地网的接地电阻不应大于 4,接地装置的接地电阻应符合下式要求:120R(8)Ig式中:R考虑到季节变化的最大接地电阻,;I计算用的接地故障电流,A。5试验报告现场试
18、验结束后,应在15个工作日内完成试验报告整理并录入PMS系统,报告格式见附录A。8附 录 A(规范性附录)接地阻抗试验报告A.1 接地阻抗试验报告表 A.1接地阻抗试验报告一、基本信息一、基本信息变电站委托单位试验单位试验性质试验日期试验人员试验地点报告日期编写人审核人批准人试验天气环境温度()环境相对湿度(%)二布线方式二布线方式/路径示意路径示意三、试验原理、接线三、试验原理、接线试验仪器放置位置接地装置对角线长度(m)布线方法电压、电流测试线夹角电流注入点位置电流测试线 dCG长度(m)电压注入点位置电压测试线 dPG长度(m)四、试验数据四、试验数据序号测试电流接地阻抗()设计值()123仪器型号结论备注