输电线路杆塔接地电阻测量方法

范大鹏（国网黑河供电公司，黑龙江黑河164300）

输电线路杆塔接地电阻测量方法

范大鹏
（国网黑河供电公司，黑龙江黑河164300）

根据输电线路杆塔接地电阻设备与被测输电线路有无直接电气的连接，可将其划分为接触式测量方法和非接触式测量方法，对其原理进行了翔实介绍。结合接触式测量方法和非接触式测量方法的优缺点，初期的测试可以采用接触式测量方法进行前期输电线路杆塔的接地电阻的布置，使其满足防雷等安全要求，后期对输电线路杆塔进行巡防时，可以采用非接触式测量方法，能较快地发现问题并及时进行防护。定期检测输电线路杆塔的接地电阻也是维护输电线路安全运行的重要保证。

输电线路；杆塔；接地电阻；测量方法

1　接地电阻两大类的测量方式

1.1接触式测量方法

接触式测量方法：测量接地电阻设备与被测输电线路有直接电气连接。接触式测量方法的原理见图1。

图1　三电极法Fig.1 Three Electrode Method

图2　三电极结合惠斯通电桥Fig.2 Three Electrode CombinedW ithWheatstone Bridge

由电磁场原理可知：Rg=U/I=ρ*（1/rg+1/d23 -1/d13-1/d12）/2π（1），图中半径rg半球体的接地电极体的电阻大小为：R=ρ/（2rg）（2），ρ表示杆塔接地处土壤的电阻率。通过比较公式（1）（2）可知，要使接地电阻的测量值Rg和接地体的实际电阻R相等，需要满足以下等式：1/d12+1/d23-d13=0（3），通过公式（3）可以得到现场进行接触式测量方法需要放置测量电极和接地体的相对位置，从而得到输电线路杆塔的接地电阻。但是，由于实际输电线路杆塔所采用的接地装置并不是如图1所示的形状，还有其他不规则的形状，如十字形等，因此要对该测量方法进行改进。接触式测量的实际方法大致有以下三种：第一，惠斯通电桥。r为滑动变阻器，经由调节r使得G（电流检流计），由电桥的原理得知，此时上下桥臂的电阻对称，即：I1Rg=I2r，从而可以得到：Rg=I2r/I1，如图2。实际使用时，调整I1/I2并调节滑动变阻器使得电流检流计中电流为零，此时读取r值即可得到被测量的输电线杆塔的接地电阻值。常用的国产ZC-12系列测量接地电阻的设备即利用此种方式。由于ZC系列用的是内置手摇发电机，故ZC-12系列也被称作接地摇表。第二，比率计法。比率计法的接线图如图3。比率计的偏转角和流过两个线圈的电流成正比，通过指针偏转角度和标准电阻数值的校准直接读出接地电阻值。第三，智能测试设备。智能型接地电阻测试仪理论是由欧姆定律得出，在接地电阻上加电压，测出其电流值。由于电压源和测试的电流表并非理想仪器，内部电阻值的大小会影响测量的精确度，仅在当电压源和电流表内阻相对于测量值均为无穷大时，可以近似认为测量没有误差。该种测量方法原理简单，但对设备的元器件要求较高。

图3　比率计法接线图Fig.3 Diagram ofRatiometric Method

图4　非接触式测量方法测量原理Fig.4 Non-contactMeasurementPrincip le

1.2非接触式测量方法

非接触式测量方法：测量接地电阻设备和被测输电线无直接电气连接。即不需要和输电线路杆塔有电气连接即可实现接地电阻的测量，从而不用改变电路结构实现接地电阻的测量。测量原理如图4所示，电压发生器产生的电压U'，经过次级是穿过铁芯的一匝线圈的变压器，此时次级的电压为U，通过电流表测量此时流过的电流I，通过欧姆定律即可得到输电线路杆塔的接地电阻。此类仪器采用高频电压进行检测从而避免了工频电压的干扰。使用时，仅需将仪器的钳子夹住输电线杆塔被测接地电阻的引线便可完成测量。整个接地系统由于天气原因、土壤自身原因或者由于导电极的原因，等等，可能会使整个接地系统的回路电阻发生改变，此时测量接地系统本身接地电阻无法发现问题。非接触式钳表法测量的是整个接地系统的回路电阻，因此，可以测试出整个接地回路的接触状况，这是非接触式钳表法的优点之一。从测试方法的方便角度对比，非接触法的工作量小、速度快，但是由于非接触式的设备受到整个接地回路的环路电阻、磁场的影响和漏磁现象，等等，导致测量结果比接触式测量方法的测量值要大。

2　输电线杆塔的接地

根据接地的目的将其划分为：工作需要接地、防雷需要接地、保护性接地和防静电需要接地，等等。输电线杆塔的接地则属于防雷接地，输电线路杆塔的接地决定了杆塔能否给雷电提供回路进入地下，从而避免雷电对输电线路造成的伤害。输电线杆塔的接地电阻是接地系统中重要的环节，接地作用在一定程度上可以通过接地电阻的大小来反映。减小输电线路杆塔的接地电阻可以有效降低由于累计导致的输电线路的跳闸次数，减少误判。定期检测输电线路杆塔的接地电阻是维护输电线路安全运行的重要保证。

3　结语

结合接触式测量方法和非接触式测量方法的优缺点，初期的测试可以采用接触式测量方法进行前期输电线路杆塔接地电阻的布置，使其满足防雷等安全要求，后期对输电线路杆塔进行巡防时，可以采用非接触式测量方法，能较快地发现问题并及时进行防护。

T ransm ission Line Tow er G rounding Resistance M easu rem ent M ethod

FANDa-peng
（SGCCHeihePower Supply Company，Heihe164300，China）

According to the transm ission line tower grounding resistance equipment with the measured transmission lines are there any direct electrical connection，it can be divided into contactmeasurement and non-contact measurement method，has carried on the detailed introduction of its theory.Combining with the advantages and disadvantages of conta ctmeasurementand non-contactmeasurementmethod，the initial test contact measurementmethod may be used for the early stage of the transmission line tower grounding resistance of the layoutof satisfy the lightning protection security requirements，such as late for transmission line tower guard，can be used in a non-contactmethod ofmeasurement，can quickly find problemsand in a timelymanner.Regular testing of transmission line tower grounding resistance is also important to ensure the safe operation of the transmission line maintenance.

Transmission line；Tower；Grounding resistance；Method ofmeasurement

TM 755

A

1674-8646（2015）05-0088-02