新郑机场T2航站楼大型接地装置的性能测试

李森

摘要：T2航站楼为郑州新郑国际机场二期扩建工程的核心项目。由于T2航站楼接地装置规模庞大且形状特殊，普通的便携式接地电阻测试仪难以准确评估其性能。河南省防雷中心利用国内先进的变频大电流测试系统对其开展性能试验，对该接地装置进行定性分析。

Abstract： T2 terminal is the core project of the second phase expansion project of Zhengzhou Xinzheng international airport. The grounding device of T2 terminal is large and in special shape， so the ordinary portable grounding resistance tester is difficult to accurately assess its performance. Lightning Protection Center of Henan Province uses advanced frequency conversion large current test system to test its performance and carries out qualitative analysis of the grounding device.

关键词：接地装置；接地性能试验；大地网测试

Key words： grounding device；grounding performance test；geodetic network test

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）08-0142-02

0 引言

接地性能测试是建筑电气施工质量检验的重要环节。在建筑行业，多数施工单位和检测机构使用便携式接地电阻测试仪（如ZC-8型或4102型）进行测量。这些简易仪器的测试电流大都小于20mA，引线长度不大于40m，仅适用于对角尺寸几十米以内的小型接地装置，无法对大型接地装置（等效面积大于5000m2）进行性能测试。

郑州新郑国际机场T2航站楼呈扁平的X型，总建筑面积约48.5万m2，占地面积16万m2，南北长1121m，东西宽405m。由于其接地装置规模庞大且形状特殊，便携式接地电阻测试仪难以有效评估其性能[1]。国内开展类似测试的先例很少，且尚无明确的测试方法。河南省防雷中心采用电力行业大型地网的测量方法[2]，利用国内先进的变频大电流测试系统DF9000对其开展性能试验。

1 项目概况及试验设计

T2航站楼位于新郑机场现有航站区的东侧，年预计雷击次数为1.0038次，设计为二类防雷建筑物。其利用桩内钢筋作垂直接地体，利用基础梁或结构底板内钢筋作水平接地体。当基础梁之间底部钢筋在承台处没有贯通时，要求横向与横向基础梁之间、纵向与纵向基础梁之间至少有两根钢筋进行电气连通。

根据现场勘查，T2航站楼接地装置为异性网状结构，且规模异常庞大。其主楼B区的地网尺寸达520m长、192米宽，对角尺寸达550m。若连同四角指廊的地网，其对角尺寸将达1120m。由于施工场地的限制，试验布线的最远距离仅为550m，难以达到测量导则建议的距离。

由于本次试验的目的是对其接地装置进行定性分析，判断其接地阻值是否满足图纸设计要求（小于0.5Ω），并将试验点作为后续接地导通试验的基准点[3]。因此，在近距离布置测试回路时，直线法中使电位极的距离为电流极间距的0.64倍，夹角法中使测试引线的夹角为24°，所得的测试值略大于理论值[4]。

2 试验过程

2.1 大地网测试

在T2航站楼A区，使用直线电位补偿法布置辅助接地极。电流极C距地网550m。分别在两个位置（距离地网370m和350m）布置电压极P进行测试（图1所示）。注入E点电流的幅值保持在10安培，频率分别为55Hz、50Hz和45Hz。在C区，采用夹角法布置测试回路，C极和P极分别距地网约380米和350，电流引线与电位引线的夹角∠CEP约为24°。注入E点电流的幅值保持在8安培，频率分别为55Hz、52Hz、48Hz和45Hz（试验值见表1）。

2.2 普通仪器的测试

在以上两点，使用常见的便携式接地电阻测试仪进行对比测试（见表2），如以下三种仪器：北京远东ZC-8；日本克列茨4105A；德国美翠MI 2127。

3 小结

本次试验的两个测试点间距远，基本位于接地网的两端，且辅助测试极采用不同的方法布置。两次大地网测试的均值相近，可确定T2航站楼的接地电阻远小于0.5Ω，满足设计要求。该接地装置的电抗成分大于电阻成分，且显容性。其阻抗、电阻和电抗随频率升高而增加，试验电流与测得电压间的相位差基本不变。

普通仪器的测试值大于大地网试验的电阻值，且未能明确电抗和电阻成分的大小。不同设备测试结果的差距较大，与其测试电流小、易受施工现场复杂环境干扰有关。

通过本次大地网性能测试，可得到如下经验和操作要点：

①接地电阻仅为接地阻抗中的电阻性成份。而接地阻抗是接地装置的重要参数，但并非唯一的、绝对的参数指标。它与接地装置的尺寸相关，更受土质、含水率和温度等多种周边土壤环境因素的影响，且在不同的测试激励下产生不同的相应。

②采用直线法布置回路时，电位极距被测地网越近，测试值越小；电位极距电流极越近，测试值越大。电流极距离被测地网越远，采用0.618法则得到的测试值越小。采用夹角法布置回路时，若两条测试引线的长度相当，夹角越小至测试值越大；若夹角固定，测试引线越长值越小。

③当无法严格按照测量导则布置回路时，虽无法准确获知地网阻抗的理论值，但小于地网尺寸的近距离布线也可以对其进行定性分析。可适当提高电位极的距离比或减小两测试极的夹角，使依据测试值的a定性判断更为严谨。

参考文献：

[1]许秀明.浦东机场T2航站楼超大型接地网接地电阻的测试[J].上海空港（第6辑），2008：55-56.

[2]国家发展和改革委员会.DL/T 475-2006接地装置特性参数测量导则[S].北京：中国计划出版社，2006.

[3]唐馨庭.首都国际机场T3A主楼防雷、接地工程施工[J].建筑电气，2009，28（9）：42-46.

[4]陈先禄，刘渝根，黄勇.接地[M].重庆：重庆大学出版社，2002：140-142.