地网接地电阻短距测量方法和降阻新技术研究

侯玉芬

摘 要：接地系统是保证变电站和发电站电力输出稳定的重要设施，其不仅保障了电力供应的稳定，同时也能够保障周围工作人员的个人安全。接地电阻是接地系统中主要的数据指标，日常工作当中当电站的运行达到一定时间后就需要对其接地的电阻进行测量，当前国内接地电阻的测量方式存在一定的问题，测量引线长度过大容易受到外界电磁波的干扰，导致电阻值检测物产。因此应该采取短距测量方法，降低误差率，保证测量结果的准确性。文章对地网接地电阻短距测量方法进行研究，首先对短距测量技术进行了阐述，并介绍了利用空腹式接地降阻技术，以期能为相关工作提供参考。

关键词：地网接地系统；电阻短距测量法；降阻技术

电力系统本身属于一类复杂程度较高的系统，其运行的稳定性需要较多的后期维护工作干预，尤其是地网的接地系统，其对于电网输电和变电运行的稳定性有着直接的影响。随着国内电能需求量的增加，我国输电网络规模也在不断扩大，供电压强不断提升，接地短路电流量也在提升。因此地网接地电阻的测量工作更加频繁，需要转变测量方法，并利用降阻技术对地网接地系统进行改善。

1 接地电阻测量的原理

2 地网接地电阻短距测量方法

地网当中接地系统电阻的测量是保证地网运行状态的重要方式，当前国内应用较为广泛的接地电阻测量方式为摇表法、等腰三角形法以及四极法等，为了能够有效降低辅助电流的误差，通常将电流极之间的距离控制在4D到5D之间，其中的单位“D”指的是地网对角线的长度。如果此时采用了长距测量方式，则不仅会导致测量工作量增加，同时也容易受到外部和线路内电磁波的干扰，应采用短距测量方法。

2.1 测量时引线起点的选择

根据现代研究显示，可以将地网的结构归纳为一个圆形的接地系统，因此在确定地网接地电阻进行短距测量位置实际就是对圆形电极进行短距测量。在这一体系当中将电流的注入点视为该圆形接地系统的中心，也指的是测量引线的起始点位于接地系统的中心部位。但是在实际测量过程中这一中心点很难测定，即便测量后得出该中心点，但该位置也有可能无法使用电器设备进行测量，由此可见测量时引线的起始点不够明确。从圆形测量理论出发，当测量的引线长度较大时，测量中心所在的测量曲线弧度较小，而此时所产生的偏差能够被接受。而如果当测量的引线较短时，则测量中心所在的曲线弧度也会增加，就会直接导致测量结果出现较大的误差[2]。因此在利用短距测量地网接地电阻时不能以中心法选择引线的起点。而在实际测量过程中，通常情况下将引线的起点选择在地网接地系统中导体的边缘部位，这样就可以有效降低误差的产生。加之地网本身就是由若干个金属到底所构成，因此可以将其看作等势体结构，在电流注入方向上，不论是在中心注入，还是在边缘注入，其所产生的电位分布情况基本相同，因此可以对短距电阻测量法的引线起点进行合理选择。

2.2 短距测量位置的选择

从理论角度来看，不论电极的引线长度如何选择，总有一个测量位置的数据能够与真实电阻值相同。但是引线长度越短，测量点的精确度要求也就越高。但是在实际情况下，地网接地电阻的布置环境复杂程度较高，大多会受到山地、电网设备本身等因素的制约，过于强调测量点准确性会增加测量人员的工作量。为了有效降低测量人员的工作量，应选择以ID法进行测量[4]。

2.3 长方形电网测量的纠正

与圆形电极测量方法类似，长方形电网测量也是地网接地电阻测量的重要计算模式，但这种模式所带来的误差问题较为明显，因此需要对其进行适当的修正。设地网的形状为长方形，其长边长度保持不变，设以引线起点的地网长边长度为S，其短边长度与长边长度的比值作为横轴坐标；接地电阻的误差率则作为纵轴坐标，则可以获得一个曲线坐标图。当测量方向相同时，在同一个横坐标下不同长边长度的电阻值误差率较小，也就是说不论长方形长边长度具体数值是什么，其地网接地电阻测量值误差率均趋向于0[5]。利用这种测量方法所获得的测量值误差率低于2%～10%，对于电力工程来说这种误差值在能够接受的范围内。

3 地网接地电阻降阻新技术

在地网电阻率较高的地区，规模较小的变电站的接地电阻无法达到地区地网的需求，因此需要利用各类降阻技术来满足需求。例如自然接地法、填充剂降阻法、外引接地设备法等，但这种技术均存在明显的问题，不能对各种工程均满足，因此应该选择空腹式接地设备技术。

这种接地设备的主体是由2个直径在80cm的空腹半球做组成，在空腹铁球内需要填充如体积约为铁球内体积1/3的粘土，然后将这一半空腹球体装入到直径约为200cm、长度为200cm的圆柱体当中。将圆柱体埋于地网之下，并利用粘土对坑洞进行回填，用水浇筑后夯实粘土。然后通过圆柱体顶部的引水管向圆柱体内注入大量的水，直至圆柱体完全充满。需要注意的是，在粘土回填以前需要在圆柱体上做多个渗水的小孔，这样圆柱体内的水会不断向粘土当中渗透。最后将圆柱体与地网的接地引线焊接即完成安装[6]。这种空腹降阻设备可以随时向内部注水，对干燥、山地、岩石等地形的地网作用更加明显，并且还能够起到极好的防雷击作用。根据电阻基础知识可以了解到，当电阻接触水后其电阻值会明显下降，而空腹式接地装置就是利用缓慢渗水的方式，降低周围土壤的电阻值，同时对周围的地网接地体也产生影响，进而降低地网整体的电阻值，从而满足当地变电站的需求。

4 结语

地网的接地电阻在测量时可以利用短距测量法，这种测量方式不仅能够降低测量人员的工作量，同时还可以有效降低测量时产生的误差。

[参考文献]

[1]王怡华，王丰华，金之俭，等.有限元分析法在变电站接地电阻短距测量方法中的应用[J].高压电器，2010（7）：81-84.

[2]敖国天.电力系统接地网接地电阻测量方法研究[J].科技致富向导，2015（15）：35-36.

[3]周宁.关于大型地网接地电阻测试方法探讨[J].电工技术（理论与实践），2015（11）：102-103.

[4]谢威，孙江玉，王卫.接地网接地电阻测量新方法的研究[J].南方电网技术，2012（Z1）：11-14.

[5]冯能操，吴琪.水情遥测站环形地网接地电阻测量原理与方法[J].气象水文海洋仪器，2010（2）：68-71.

[6]叶平，林世祺，熊芳瑜.论大型地网接地电阻测试误差分析的内容和方法[J].价值工程，2012（29）：104-107.

Research on Ground Network Grounding Resistance Short Distance Measurement Method and Drag Reduction Technology

Hou Yufen（State General Administration of Press and Publication， Radio and Television Five Six Four， Beijing 102434， China）

Abstract： Grounding system is to ensure that the transformer substation and power plant power output stability of the important facilities， it not only guarantee the stability of the power supply， at the same time also can ensure the personal safety of staff. Grounding resistance is the main data index in the system， daily work when the operation of the plant reaches a certain time and then need to measure the resistance of ground， the current domestic grounding resistance measurement mode has certain problem， measuring the lead length too vulnerable to external electromagnetic interference， lead to resistance testing products. So you should take a short distance measuring method， reduce the error rate， ensure the accuracy of the measurement results. Articles on a fixed ground resistance short distance measurement method is studied， first explains the short distance measurement technology， and introduced the use of hollow grounding resistance reduction technology， in order to provide references for related work.

Key words： network grounding system； resistance of short distance measurement method； drag reduction technology