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淺談變電站接地網(wǎng)接地電阻測試的原理方法及意義
日期：2025-12-07 16:18
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摘要：近些年來，國內(nèi)多處變電站因雷擊形成擴大事故，多數(shù)與地網(wǎng)接地電阻不合格有關(guān)，接地網(wǎng)起著工作接地和保護接地的作用,當接地電阻過大則:發(fā)生接地故障時,使中性點電壓偏移增大,可能使健全相和中性點電壓過高,超過絕緣要求的水平而造成設(shè)備損壞。在雷擊或雷電波襲擊時,由于電流很大,會產(chǎn)生很高的殘壓,使附近的設(shè)備遭受到反擊的威脅,并降低接地網(wǎng)本身保護設(shè)備(架空輸電線路及變電站電氣設(shè)備）帶電導體的耐雷水平,達不到設(shè)計的要求而損壞設(shè)備。同時接地系統(tǒng)的接地電阻是否合格直接關(guān)系到變電站運行人員、變電檢修人員人身**；但由于土壤對接地裝置具有腐蝕作用，隨著運行時間的加長，接地裝置已有腐蝕，影響變電站的**運行；因此，必須大力加強對地網(wǎng)接地電阻的定期監(jiān)測；運行中變電站地網(wǎng)接地電阻的測量，由于受系統(tǒng)流入地網(wǎng)電流的干擾以及試驗引線線間的干擾，使測試結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。特別是大型接地網(wǎng)接地電阻很小（一般在0.5Ω以下），即使細微的干擾也會對測試結(jié)果產(chǎn)生很大的影響；如果對地網(wǎng)接地電阻測試不準確，不僅損壞設(shè)備，而且會造成諸如地網(wǎng)誤改造等不必要的損失，結(jié)合我對接地網(wǎng)接地阻抗測試方法的研究
一、概述
近些年來，國內(nèi)多處變電站因雷擊形成擴大事故，多數(shù)與地網(wǎng)接地電阻不合格有關(guān)，接地網(wǎng)起著工作接地和保護接地的作用,當接地電阻過大則:發(fā)生接地故障時,使中性點電壓偏移增大,可能使健全相和中性點電壓過高,超過絕緣要求的水平而造成設(shè)備損壞。在雷擊或雷電波襲擊時,由于電流很大,會產(chǎn)生很高的殘壓,使附近的設(shè)備遭受到反擊的威脅,并降低接地網(wǎng)本身保護設(shè)備(架空輸電線路及變電站電氣設(shè)備）帶電導體的耐雷水平,達不到設(shè)計的要求而損壞設(shè)備。同時接地系統(tǒng)的接地電阻是否合格直接關(guān)系到變電站運行人員、變電檢修人員人身**；但由于土壤對接地裝置具有腐蝕作用，隨著運行時間的加長，接地裝置已有腐蝕，影響變電站的**運行；因此，必須大力加強對地網(wǎng)接地電阻的定期監(jiān)測；運行中變電站地網(wǎng)接地電阻的測量，由于受系統(tǒng)流入地網(wǎng)電流的干擾以及試驗引線線間的干擾，使測試結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。特別是大型接地網(wǎng)接地電阻很小（一般在0.5Ω以下），即使細微的干擾也會對測試結(jié)果產(chǎn)生很大的影響；如果對地網(wǎng)接地電阻測試不準確，不僅損壞設(shè)備，而且會造成諸如地網(wǎng)誤改造等不必要的損失，結(jié)合我對接地網(wǎng)接地阻抗測試方法的研究，現(xiàn)總結(jié)如下：CVT檢驗用諧振升壓裝置利用串聯(lián)諧振的原理，采用了無極手動調(diào)感的技術(shù)以及節(jié)電抗器串聯(lián)的方式，使得所需電源、試驗設(shè)備體積和重量大幅下降。
二、接地電阻測試原理及方法：
測試接地裝置的接地阻抗時電流極要布置的盡量遠，通常電流極與被試接地裝置邊緣的距離dcG應為被試接地裝置大對角線長度D的4～5倍（平行布線法），在土壤電阻率均勻的地區(qū)可取2倍及以上（三角形布線法），電壓引線長度為電流引線長度0.618倍（平線布線法）或等于電流線（三角形布線法）。
1、電位降法
電位降法測試接地裝置的接地阻抗是按圖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—電流極與被試接地裝置邊緣的距離；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和電流極C的電流I使地面電位變化，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，每間隔d（50m或100m或200m）測試一次P與G之間的電位差U，繪出U與x的變化曲線。曲線平坦處即為電位零點，與曲線點間的電位即為在試驗電流下被試接地裝置的電位升高U,接地裝置的接地阻抗為：
Z=Um/I
如果電位測試線與電流線呈角度放設(shè)確實困難，可與之同路徑放設(shè)，但要保持盡量遠的距離。
如果電位將曲線的平坦點難以確定，則可能是受被試接地裝置或電流極C的影響，考慮延長電流回路；或者是地下情況復雜，考慮以其他方法來測試和校驗。
2、電流—電壓表三極法
a）直線法
電流線和電位線同方向（同路徑）防設(shè)稱為三極法中的直線法，示意圖2；dcG符合測試回路的布置的要求,dPG通常為(0.5~0.6)dcG.電位極P應在被測接地裝置G與電流極C連線方向移動三次，每次移動的距離為dcG的5％左右，當三次測試的結(jié)果誤差在5％以內(nèi)即可。
大型接地裝置一般不宜采用直線法測試。如果條件所限而必須采用時，應注意使電流線和電位線保持盡量遠的距離，以減小互感耦合對測試結(jié)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—電流極與被試接地裝置邊緣的距離；dPG—電位極與被試接地裝置邊緣的距離；
b)夾角法
只要條件允許，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,一般為4D~5D，對超大型接地裝置則盡量遠；dPG的長度與dcG相近。接地阻抗可用公式（2）修正.
(2)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接地修正公式2。
3、接地電阻測試儀法。
圖3是接地電阻測試儀測試接地網(wǎng)接地電阻的接線方法；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短接起來，但當?shù)鼐W(wǎng)接地電阻很小，當?shù)鼐W(wǎng)接地電阻較小時(≤0.5Ω),為了提高測量精度,減小儀器與地網(wǎng)測量引線電阻及接觸電阻對測量結(jié)果的影響,可將E．P短路片解開；減小接觸電阻引起的誤差，需單獨引線與地網(wǎng)測試點相連。
注：
1、E――接被測量地網(wǎng)；
2、P1――接被測量地網(wǎng)；
3、P2――接測量電壓線（其長度取電流線長度的0.618倍）；
4、C――接測量電流線（其長度取地網(wǎng)對角線長度的4～5倍）；
三、測試注意事項及意義
接地裝置的特性參數(shù)大都與土壤的潮濕程度密切相關(guān)，因此接地裝置的狀況評估和驗收測試應盡量在干燥季節(jié)和土壤未凍結(jié)時進行進行，不應在雷、雨、雪中或雨、雪后立即進行。通過實際的測量，為我們整改提供可靠的依據(jù)。對變電站接地網(wǎng)接地狀況，提出整改優(yōu)化方案，使接地網(wǎng)的接地電阻符合要求，從而有效的防止設(shè)備絕緣損壞造成的跨步電壓造成 員工傷害或設(shè)備的進一步損壞。起到保證電氣設(shè)備的**運行，為變電站工作人員創(chuàng)造一個**可靠的工作環(huán)境的作用。
近些年來，國內(nèi)多處變電站因雷擊形成擴大事故，多數(shù)與地網(wǎng)接地電阻不合格有關(guān)，接地網(wǎng)起著工作接地和保護接地的作用,當接地電阻過大則:發(fā)生接地故障時,使中性點電壓偏移增大,可能使健全相和中性點電壓過高,超過絕緣要求的水平而造成設(shè)備損壞。在雷擊或雷電波襲擊時,由于電流很大,會產(chǎn)生很高的殘壓,使附近的設(shè)備遭受到反擊的威脅,并降低接地網(wǎng)本身保護設(shè)備(架空輸電線路及變電站電氣設(shè)備）帶電導體的耐雷水平,達不到設(shè)計的要求而損壞設(shè)備。同時接地系統(tǒng)的接地電阻是否合格直接關(guān)系到變電站運行人員、變電檢修人員人身**；但由于土壤對接地裝置具有腐蝕作用，隨著運行時間的加長，接地裝置已有腐蝕，影響變電站的**運行；因此，必須大力加強對地網(wǎng)接地電阻的定期監(jiān)測；運行中變電站地網(wǎng)接地電阻的測量，由于受系統(tǒng)流入地網(wǎng)電流的干擾以及試驗引線線間的干擾，使測試結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。特別是大型接地網(wǎng)接地電阻很小（一般在0.5Ω以下），即使細微的干擾也會對測試結(jié)果產(chǎn)生很大的影響；如果對地網(wǎng)接地電阻測試不準確，不僅損壞設(shè)備，而且會造成諸如地網(wǎng)誤改造等不必要的損失，結(jié)合我對接地網(wǎng)接地阻抗測試方法的研究，現(xiàn)總結(jié)如下：CVT檢驗用諧振升壓裝置利用串聯(lián)諧振的原理，采用了無極手動調(diào)感的技術(shù)以及節(jié)電抗器串聯(lián)的方式，使得所需電源、試驗設(shè)備體積和重量大幅下降。
二、接地電阻測試原理及方法：
測試接地裝置的接地阻抗時電流極要布置的盡量遠，通常電流極與被試接地裝置邊緣的距離dcG應為被試接地裝置大對角線長度D的4～5倍（平行布線法），在土壤電阻率均勻的地區(qū)可取2倍及以上（三角形布線法），電壓引線長度為電流引線長度0.618倍（平線布線法）或等于電流線（三角形布線法）。
1、電位降法
電位降法測試接地裝置的接地阻抗是按圖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—電流極與被試接地裝置邊緣的距離；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和電流極C的電流I使地面電位變化，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，每間隔d（50m或100m或200m）測試一次P與G之間的電位差U，繪出U與x的變化曲線。曲線平坦處即為電位零點，與曲線點間的電位即為在試驗電流下被試接地裝置的電位升高U,接地裝置的接地阻抗為：
Z=Um/I
如果電位測試線與電流線呈角度放設(shè)確實困難，可與之同路徑放設(shè)，但要保持盡量遠的距離。
如果電位將曲線的平坦點難以確定，則可能是受被試接地裝置或電流極C的影響，考慮延長電流回路；或者是地下情況復雜，考慮以其他方法來測試和校驗。
2、電流—電壓表三極法
a）直線法
電流線和電位線同方向（同路徑）防設(shè)稱為三極法中的直線法，示意圖2；dcG符合測試回路的布置的要求,dPG通常為(0.5~0.6)dcG.電位極P應在被測接地裝置G與電流極C連線方向移動三次，每次移動的距離為dcG的5％左右，當三次測試的結(jié)果誤差在5％以內(nèi)即可。
大型接地裝置一般不宜采用直線法測試。如果條件所限而必須采用時，應注意使電流線和電位線保持盡量遠的距離，以減小互感耦合對測試結(jié)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—電流極與被試接地裝置邊緣的距離；dPG—電位極與被試接地裝置邊緣的距離；
b)夾角法
只要條件允許，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,一般為4D~5D，對超大型接地裝置則盡量遠；dPG的長度與dcG相近。接地阻抗可用公式（2）修正.
(2)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接地修正公式2。
3、接地電阻測試儀法。
圖3是接地電阻測試儀測試接地網(wǎng)接地電阻的接線方法；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短接起來，但當?shù)鼐W(wǎng)接地電阻很小，當?shù)鼐W(wǎng)接地電阻較小時(≤0.5Ω),為了提高測量精度,減小儀器與地網(wǎng)測量引線電阻及接觸電阻對測量結(jié)果的影響,可將E．P短路片解開；減小接觸電阻引起的誤差，需單獨引線與地網(wǎng)測試點相連。
注：
1、E――接被測量地網(wǎng)；
2、P1――接被測量地網(wǎng)；
3、P2――接測量電壓線（其長度取電流線長度的0.618倍）；
4、C――接測量電流線（其長度取地網(wǎng)對角線長度的4～5倍）；
三、測試注意事項及意義
接地裝置的特性參數(shù)大都與土壤的潮濕程度密切相關(guān)，因此接地裝置的狀況評估和驗收測試應盡量在干燥季節(jié)和土壤未凍結(jié)時進行進行，不應在雷、雨、雪中或雨、雪后立即進行。通過實際的測量，為我們整改提供可靠的依據(jù)。對變電站接地網(wǎng)接地狀況，提出整改優(yōu)化方案，使接地網(wǎng)的接地電阻符合要求，從而有效的防止設(shè)備絕緣損壞造成的跨步電壓造成 員工傷害或設(shè)備的進一步損壞。起到保證電氣設(shè)備的**運行，為變電站工作人員創(chuàng)造一個**可靠的工作環(huán)境的作用。
