大型地网接地特性参数测试的技术要求

1、大型接地网特性参数测试的技术要求摘要:接地装置的状况直接关系到电力系统的安全运行，科学合 理地测试接地装置的各种持性参数，准确评估其状况十分重要。目前 国内电力系统中接地装置的测试工作比较薄弱，一些关键的技术观念 匕交模糊，技术手段落后”工作方法上缺乏统一的规范和认识。鉴于 新版的DL/T475-2006接地装置特性参数测量导则所涵盖的新技 术、新观念，特根据当今接地测试技术发展的观念和趋势,结合一些 实测案例说明接地装置的持性参数测量必要的技术要求。关键词：接地装置特性参数变频抗干扰一、接地网特性测试概述接地网是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

2、接地装置。大型接地装置是指110KV 以上电压等级变电所或装机容量在200MW以上的火电厂和水电厂的接 地装置，或者等效面积在5000m2以上的接地装置。大型接地装置特性 的测试参数有接地阻抗、跨步电位差、接触电位差、电气完整性、场 区地表电位剃度、转移电位等六项。除了电气完整性，其它参数为工 频特性参数。DL/T475-2006接地装置特性参数测量导则在接地特性参数测 试方法上推荐使用三极法和直接测量法；取消了原导则中接地电阻四 极法测试、避雷线分流的处理，以及其他一些在实际中较难把握、很 难实现的规定。在输电线路杆塔接地阻抗测试部分中严格规范了钳表 法的使用，对于不满足测试条件而获得的数据

3、不能采信。在土壤电阻 率测试中增加了四极非等距法的内容。并给出了各项测试结果的参考 界定值;在技术观念上强调对接地装置的各项参数全面考核，综合判 断，而不是片而强调某一项指标。在测试仪器技术指标方而也有明确的要求，例如在接地阻抗测试 方而：工频大电流法试验电流50A,异频法试验电流3A,接地阻 抗测量值分辨率lmQ,测量电压分辨率为lmV,测量准确度不低于 1.0级，异频法使用的仪表应具有良好的选频特性等。二、大型接地网的复杂性1、在大型接地网中，工频零序电流、谐波电流、运行中的输电 线路感应等对接地网特性参数测试存在着很大的干扰。另外空间电磁 场、天电辐射、广播通讯辐射、杂散干扰等对测量也有

4、较大的影响。 在实际现场就可以验证这些干扰的存在，使用无抗干扰的普通高内阻 电压表，按三极法方式接线，测试地网与辅助电压极之间的电压，就 会发现表计有一定的电压数值显示，数值大小与布线方式、布线长短 关系很大，干扰电压可能是几伏、几十伏甚至几百伏。2、在接地网的接地阻抗测试中，接地阻抗Z应包括：电阻分量 R、电抗分量X和角差。特别是大型接地网的接地阻抗中的电抗分 量X有可能大于电阻分量R,因此在DL/T475-2006接地装置特性参 数测量导则中的“术语定义”将“接地电阻”改为“接地阻抗”。传统意义上的“接地电阻”己不能全而反映接地的特性，因此接地网 的参数测试中必须测量接地阻抗Zo3、当今电

5、网中的负载复杂，各种非线性负载给电网带来严重的 波形畸变，也即电网污染；而波形畸变引起的谐波干扰频率具有不确 定性，因此用45Hz、55Hz两点异频插值法测量接地阻抗（特性）在 遇到同频率干扰时就会得到错误的结果。4、测试时试验信号源的频率对接地网特性的测量有明显影响， 一般来说在低频范围内接地阻抗随测试频率的升高而增大；国际大电 网会议36. 04. 01接地工作组和DL/T475-2006导则都明确指出： 接地网特性的测试频率与工频频率的偏差应厶fW10Hz。实践证明 频率偏差在 fW5Hz范围内测量结果较好。5、接地特性测量往往在不停电的情况下进行，测试时由接地极 到辅助电流极、电压极的

6、放线较长，感应的工频电压很高，有时可达 几百伏，再加上地网中有较大的零序电流干扰，地网越大、放线越长 带来的干扰就越大；然而接地特性的测量又要求测试仪器具有较高的 灵敏度，例如跨步电位差的测量要求能准确测量几mV的信号，所以 抗干扰能力不强的测试仪很难能胜任接地特性参数的测试任务。三、传统的接地网特性测量方法1、工频大电流法：最笨的一种方法，用增大试验电流来提高信 噪比，由于试验电流大（DL/T475-2006接地参数测量导则要求 50A）,所以必须使用较粗的导线，实际现场放线困难，要求电源容量 也很大，试验设备笨重；即便如此测量结果也不甚理想。-1 -2、两点异频法：以PC-19测试仪为代表

7、的国产仪器。在40、 60Hz （或45、55Hz）两点多次测量取平均，等效计算出工频下的Z50, 由于测试频率不可选择，只能在两点测试的局限性，在遇到同（邻） 频率干扰时就会得到错误的结果。且灵敏度较低对测量的信号损耗较 大，无法测量跨步电压、接触电压等微弱信号。3、小电流异频法：以意大利产HT异频接地电阻测试仪为代表 的进口仪器。这类测试仪的测试频率只有一个固定的128Hz且测试电 流只有10mA,测试频率与工频偏差太大并且测量部分的选频特性不 好，在遇到同频率干扰时无法躲避，不适合测量大接地网接地特性， 只能用于小型接地体的测试。类似的仪器还有MEGGER公司的DET2/2 异频接地电阻

8、测试仪。4、小电流阻频分析法：以奥地利LEM公司GEOXP测试仪为代表 的进口仪器。这类测试仪的测试频率范围大都在（40280Hz）左右, 一般取4个测量点做阻频分析，然后等效计算出工频下的Z50,由于 测试频率不能连续变化且与工频偏差太大，再加上测量部分的选频特 性不够好，测试电流也只有几mA到几十mA,在遇到同（邻）频率干 扰或较大幅值干扰情况下，其测量结果有很大的偏差，使用范围有局 限。5、接地摇表：以国产ZC8为代表的老式手摇接地电阻测试仪， 只适合单个接地极的测试，不能用于地网的测试。四、大型接地网对接地特性参数测试的技术要求：1）小电流、小功率，轻便且安全性高；符合DL/T475-

9、2006接 地装置特性参数测量导则推荐的方式。2）采用变频窄带技术实现极强的抗干扰能力。3）测量时采用异频法，避开主源频率干扰。采用数字带通滤波器, 带通特性近似于理想曲线，保证测量时选频的准确性，如果干 扰电流或电压的频率与注入信号频率相差1HZ,保证测量不到 干扰电流或电压；4）由于注入地网的电流频率可调一一所以可测出接地系统的频 率响应特性；5）采用高保真、高稳定性的信号源，确保整个测试过程的准确性;6）采用直接测量方式，能直接读取接地阻抗Z、电阻分量R、电 抗分量X及角差，以便对地网状况进行分析。7）电压测试回路的输入灵敏度足够高（M100KQ）,以满足跨步 电势、接触电试等微弱信号的

10、测量工作8）测量工作可在变电站正常运行的情况下进行；以提高供电可靠 性，避免大而积停电带来的经济损失。9）能全而测试接地系统特性，包括接地电阻、跨步电势、接触电 试、接地体分流情况、地网电压分布特性，引下线导通情况。10）且易重复测量，便于提高测量可信性；节省时间、金钱，且 操作简便。五、大型接地网的接地特性参数测试案例以目前在国内比较典型的几款测试仪器的功能做一比较：徐州金 冠电子科技有限公司生产的JG9000变频接地特性测试系统，澳大利 亚红相8000 （S）发电厂、变电站接地网测试系统，奥地利LEM公司生产的GE0XP接地电阻测试仪。功能比较项目金冠JG9000红相 8000 (S)LE

11、M-GE0XP1、测试原理调频窄带技术调频窄带技术AFC自动频率控制2、设备组成信号源+耦合变压器+调频万用表信号源+耦合变压器+调频万用表便携式测试仪3、测试参数U、I、Z、R、X、 f带打印U、 I、 Z、 R、 X、 fZ、R4、接线方式三极法直接测量 法三极法直接测量 法三极法直接测量 法5、频率选择 方式任意多点异频任意多点异频4个频率点6、频率选择 范围4070Hz 步进1Hz4069Hz 步进1Hz不可控7、试验电流020A可调020A可调最大350mA8、输出电压0300V可调0180V可调最大48V9、灵敬度（输 入阻抗）1MQ1MQW1MQ10、抗干扰系 数60dB/Hz4

12、2dB/Hz无11、信号源功 率2KVA1. 5KVA6节5号电池12、信号源波 形失真0. 5%0. 5%无13、系统测量 精度0.5级0.5级2.0级1、江苏某220KY变电站接地阻抗测试（数据单位：Q）测试频 率46HZ47HZ48HZ52HZ53HZ54HZ平均值JG90000. 1120. 1150. 1180. 1260. 1290. 1320. 1228000S0. 1110. 1150. 1170. 1250. 1280. 1330. 121-5-地提升门我!GE0XP0. 165Q (不能选频测量)山以上测试数据可知具有选频测试功能的JG9000和8000S的测量结果很 接近

13、，可以有效的避开50HZ工频干扰，且重复性较好。GEOXP不能选频测量， 所以只有一个测量结果，且与其它测量结果比较有较大偏差。2、山东某220KV变电站电位降曲线测试距主网 距离m1002003004005006007008009001000JG9000(mV)1512322442732792852902922952978000S(mV)150232243271277284291293296298GEOXP测量结果显示不稳，不能有效读数山以上测试数据可知，山于放线长度儿白米至上千米长，所以测试回路具有很强的干扰信号，在这种情况下测量变电站电位降必须有很好的抗干扰能力;具有选频测试功能的JG9

14、000和8000S的测量结果很接近，可以有效的避开50HZ 工频干扰，且重复性较好。GEOXP不能选频测量，只能测量干扰电压，所测干扰 电压最高显示198V,最低显示16.5V且再重复测量时数值变化较大，因其电压 测量分辨率最小为0. IV,所以根本无法测量mV级的电位降信号。3、江苏某500KV变电站接地阻抗测试(数据单位：Q)试验频率 试验电流46HZ47HZ48HZ52HZ53HZ54HZ平均值JG90005A0. 0990. 1000. 1020. 1060. 1070. 1080. 10378000S0.0980. 1000. 1010. 1060. 1080. 1090. 1037

15、JG90003A0.0980. 0990. 1010. 1050. 1070. 1090. 10328000S0.0980. 0980. 1000. 1060. 1060. 1090. 1028JG90001A0.0960. 0980. 1010. 1040. 1060. 1080. 10228000S0.0960. 0970. 1000. 1050. 1060. 1070. 10181以上测试数据分析可看出，虽然测试电流的大小不同，但对接地阻抗测试结果影响不大，关键是这两种测试系统都具有很好的选频特性，对信号的衰减 系数分别为60dB/Hz (JG9000)和42dB/Hz (8000 S),所以使用这两