电位下降法 (即补偿法)在九峰水库工程接地电阻测量中的应用

张利明,王淑芳,林秀松,张荣飞

(1.金华市沙畈水库管理处,浙江 金华 321062;2.金华市九峰水库管理处,浙江 金华 321075;3.浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 工程概况

金华市九峰水库,又称双峰水库,是以防洪、灌溉为主,结合供水、发电等综合利用的水利工程。坝址位于钱塘江水系衢江支流厚大溪上游的婺城区陶寺村附近,距金华市区35 km,流域面积170.9 km2,坝址以上集雨面积119.5 km2,多年平均来水量13 980万m3。

水库大坝最大坝高66.5 m,总库容9 805万m3,正常蓄水位140 m。发电引水系统由进水口、引水隧洞、调压井、岔支管等组成。电站装机规模2×3 200 kW,35 kV输电线路7.8 km,年发电量1 317万kW·h。水电站建成后将投入主电网运行,在电力系统中承担峰荷。

水库建成后,年减灾效益在2 000万元以上,并保障金西开发区的防洪安全,同时有助于缓解兰溪市的防洪压力;为沙金安灌区调剂水量,通过置换农田灌溉增强沙畈、金兰水库向金华市区供水的能力;每年向金西各乡镇供水1 168万m3,有力地促进金西城市化进程和工农业发展。电站于2011年6月投产运行。

2 工程接地设计及要求

电站工作接地、保护接地采用自然接地网和人工接地网相结合的方式,水工建筑物基础钢筋焊接形成自然接地网,在电站升压站及周围敷设尺寸60 mm×6 mm长350 m的镀锌扁铁形成人工接地网。

接地干线与接地支线采用暗敷的方式埋设。水工建筑物基础钢筋和排架钢筋以及屋面板结构选点焊接并与接地干线连接,各层接地干线连成电气通路,使整个发电厂形成一个统一的接地网。35 kV升压站接地网接地干线进入地面,水平埋深0.8m,垂直接地极顶部埋深0.8 m。

35 kV升压站内设置独立避雷针。独立避雷针附近设置集中接地装置,与主接地网地中距离大于4 m。

设计要求厂房及升压站接地网的接地电阻应≤1.0 Ω,升压站避雷针接地网的接地电阻应≤10.0 Ω。

3 测量原理

4105A型接地电阻测试仪是利用补偿法测量接地电阻的,其基本原理与ZC-8型接地电阻测试仪一样(见图1)。接地极E、电压极P、电流极C对地中零电位O分别呈现电阻Rx、Rp、Rc。测量时,调节K点位置,使通过表计V的电流为零,即P支路无电流,K点电位为零,可以得到:I1Rx=I2R1

图1 用补偿法测量接地电阻的原理图

现场检测时,接线原理见图2。

通常,P极导线长度为接地体最长射线长度的2.5倍,C极为4倍。九峰电站接地体最长射线长120 m,则P极、C极导线长度可选300,480 m。

图2 现场检测接线原理图

4 测量注意事项

测量接地电阻时,应注意以下几点:

(1)主接地网宜与避雷接地分开检测。

(2)C极和P极宜布置在与线路或地下金属管道垂直的方向上。

(3)应避免雨后立即测量。为确保一年四季接地电阻均合格,最好在干燥季节测量。

(4)检测时试验范围内无大的用电设备,以免产生干扰。

5 测量结果

根据测量要求,确定测量日期为2011年8月3日。测量前站址已连续无雨水3 d以上,测量时天气晴朗,环境温度为38℃,环境湿度为60%。

测量时试验范围内主变、厂变等大的用电设备均已停用,避免影响检测结果的准确性。

采用直线法布置E极、C极和P极,其中E极分别接升压站主变接地扁铁、开关室接地扁铁和独立避雷针接地扁铁,C极、P极布置点从E极往东沿小溪布置,连线为截面2.5 mm2的铜芯电缆,长度分别为300,500 m,2电极布线时避免交错,保持1 m以上的距离。接地棒打入农田后用水湿润。实测结果见表1。

表1 接地网接地电阻测量结果表 Ω

根据设计要求,厂房及升压站接地网的接地电阻应≤1.0 Ω,升压站避雷针接地网的接地电阻应≤10.0 Ω。接地网和独立避雷针的接地电阻符合设计要求。

6 结 语

接地装置的可靠运行是确保厂内外电气设备及人身安全的基本保障。参考本次测量过程,电站运行管理人员可以初步掌握接地电阻测量方法及步骤,以便严格按照DL/T 596—1996电力设备预防性试验规程要求,定期、规范地进行该项目检测工作。

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