大地网接地电阻测试中异频法技术探讨

刚波 张新军

摘 要：此次研究通过简单阐述大地网接地电阻测试中的异频法技术原理，分析了工频大电流法测试大地网接地电阻过程中抗干扰能力弱的问题。并且根据检测实例，证明了异频法在大地网接地电阻测试中的有效运用，探索了检测频率与检测引线布线方法对检测结果造成的影响，借此有效处理大地网干扰电流问题。

关键词：大地网；接地电阻；测试；异频法技术

在防雷系统里面，接地装置的接地电阻是比较关键的技术指标。怎么有效检测接地电阻是相关工作人员关注的一大问题。大地网接地因为其规模大、地网只能够由很大的工频零序电流与谐波电流干扰，一般施工工频大电流法和多种派生检测方式，都没有从根源上处理大地网干扰电流问题。运用异频法接地电阻，可以有效处理抗干扰等各方面的问题。

一、大地网接地阻抗测试中异频法技术原理

现如今，比较常用的接地阻抗检测方式就是电位降法。检测过程中设定一个电流极C与电位极P，接地装置是G，而电流极C与电位极P分布在一条直线或者是三角形排列。把已经知道的检测电流I注入接地装置G之中，经过检测接地装置及电位极P间的电压U，接着代进公式R等于U/I，就可以将接地阻抗计算出来了。经过前后移动P极和G极两者间的距离dGP，进而获取到不一样的R值及U值。 将R值当作纵轴，dGP值就是横轴画出变化曲线。曲线平坦位置处对应的接地阻抗值是接地装置的接地阻抗真值。这个时候的P极所处区域就是零电位点，而这个时候的R值就是接地装置G的正确接地阻抗值。

因为极化现象的出现，无法也不会通过直流电流检测地网。运用以往的方式开展接地电阻检测的过程中，注入接地装置G里面的检测电流通常使用最易于得到的工频交变测量电流50赫兹，可是容易被干扰到。不管是接地装置本身，还是大地之中，常常会出现一定的工频杂散电流。在把50赫兹的交变测量电流注入接地体内的过程中，这部分杂散电流与零序电流不但流进检测电流回路，影响到了电流读数，并且还可能在电压回路构成压降，从而直接影响到电压读数，影响到R值的精确度。假设零序电流比较高，那么就会对相同工作在50赫兹的检测仪器带来严重的同频干扰，检测仪器不能够顺利开展工作，严重一点可能造成检测仪器损坏。

为避免大地中杂散电流对检测数据带来较大的影响，一般可以提高工频检测电流。让工频检测电流值高于杂散电流值，也就是增加信噪比，以此实现减小干扰性的目标。可是，假设检测电流提升，检测线与测试极四周的危险电压也会随之增大，对四周的人身安全带来严重威胁。

为有效处理工频电流检测的问题，有关人员提出了转变检测电流频率与消除杂散电流极零序電流干扰的接地阻抗检测方式，也就是异频方式。异频方式和工频法比较来说，其区别就是注入接地体的检测电流频率并非为50赫兹，和工频法不同。经过转变检测电流的频率，可以减小大地中杂散电流等的干扰，以此提升测试的精准度。运用异频法的过程中，可以把检测电流控制在水平较低的状态中，如此一来，也可以降低危险因素，更加便捷的运用。

在接地电阻测试过程中，工频干扰对于检测结果的影响是很大的，而别的频段干扰性小。异频法原理是调整检测电流输出频率，避免工频50赫兹，让其工作在毫无干扰的频段中，所以，异频法是通过运用电位降原理的一种检测方式。

二、工频大电流法原理和弊端

为有效降低大地网工频零序电流所带来的影响，一般使用工频大电流方式，同时融合倒相法检测大型接地网接地电阻。工频大电流法即增加注入地网的功工频电流，经过测试注入电流与地网电位升计算接地电阻，经过增加注入接地网工频电流方式提升信噪比。而运用此种检测方式，试验设施笨重，最终得到的干扰消除效果也不好。在运用工频大电流法检测接地电阻过程中，采用倒相方式能够进一步减少干扰性。可是，倒相法只能在地中电流稳定的情况下可以抵抗干扰，也就是干扰电流是预期的工频正弦波，同时倒相前后干扰电流不产生变化。但在现实中，干扰具备工频与高次谐波及低次谐波，与此同时，工频成分同样是变动的，所以倒相法运用效果并不佳。

三、运用异频法技术进行大地网接地电阻测试

某接地网呈矩形，其最大的对角线长度是400米，检测使用30度夹角法，检测线都使用4平方毫米的单芯多股胶质导线，电压测试线以及电流测试线直线距离都是2千米，电压极接地电阻不高于100欧，电流极接地电阻不高于8欧。异频法技术测试频率是45赫兹到55赫兹，摒弃50赫兹，步长是1赫兹，通过异频法技术与工频大电流法比较检测结果可以得到：异频法检测地网干扰电压是19.958 伏，而地网干扰电流是0.052安培。针对数据开展线性差值处理，可以得出工频接地阻抗是0.467加上0.191j，其模|z|等于0.505欧。工频大电流方法加测到的干扰电压是19.600伏，而地网干扰电流是0.08安培。经过几次检测结果的平均值，也就是工频接地阻抗值是0.524，这一大型接地网接地电阻设计目标值是 0.5，因此，可以发现异频法检测的结果是和设计的结果是一样的。并且经过比较可以发现，异频法技术检测结果重复性很好，表明这一检测方式有很高的可信度。根据检测的结果，接地阻抗Z具备电阻R与电抗X成分，R伴随检测频率变化较小，X从地网金属材料自感与检测引线互感构成，X检测值低于电阻的50%，同时伴随频率的提升而增大。根本因素在于此次试验的检测线为30度夹角，电压和电流检测线之间的距离为2千米的布线方法，可以消除引线互感影响，这个时候的X值就是地网金属材料的自感。

四、结语

综上所述，实践结果表明，异频法技术运用滤波与变换技术，能够合理消除大地网工频干扰问题，可以将检测的精确度提升。在不一样的检测频率中，R变化小，非常稳定，相距2千米的电压与电流监测线的布线方法能够大大降低检测引线互感所带来的影响。

参考文献：

[1]康强.城市轨道交通大地网接地电阻测量技术研究[J].气象研究与应用，2017，38（02）：90-92+96.

[2]李衣长，张泉锋，王婷婷.电站大地网接地电阻检测技术研究[J].建筑电气，2015，34（03）：59-64.

作者简介：刚波（1983-），男，布依族，新疆乌鲁木齐人，本科，工程师，从事防雷技术服务工作。