采用异频法测量淇澳桥大型地网接地阻抗的实践

黄 云，方文海，秦俊萍

（1.珠海市公共气象服务中心，广东 珠海 519000；2.珠海市斗门区公共气象服务中心，广东 珠海 519000）

1 基本情况

淇澳，珠江口西岸一个只有20多平方公里的海岛，四面临海，淇澳大桥西接珠海唐家湾镇，东连接淇澳岛，是珠海市区与淇澳岛交通的必经之路。大桥建设至今约17a，其防雷接地装置受自然条件的影响，不可避免的产生腐蚀及老化，对大桥自身的直击雷安全可能存在一定的影响。为充分了解大桥防雷接地装置现状，对大桥接地网进行测试。

2 采用异频法的原因

为什么采用异频法对大型地网进行测试，要从影响接地装置接地阻抗的主要因素来考虑，其主要因素有以下几种：高频干扰、带电运作的线路、测量回路的互感、地中零序电流及地下导体。

其中，地下导体的影响可在布置接地极时，通过实地勘察，使接地极尽量远离地下导体；测量回路的互感的影响可通过布置测量线路时来减少或避免；高频干扰、带电运作的线路及地中零序电流的影响等几方面，在采用传统的工频电流测试方法的情况下，很难得到有效的解决，如传统工频电流测试的过程中，采用加大工频电流、采用倒相法来解决地中零序电流的影响，但是加大工频电流，一是增加了测试过程中的风险，过大的电流反过来对运行中的设备、线路也可能产生影响，二是在一些特殊的地形环境下，很难使测试电流提升到期望的数值；倒相法则可能导致地中电流不稳定。

因此，经过综合考虑，采用异频法可较有效改善上述的问题。

3 采用的仪器参数及特点

3.1 仪器参数

表1 HVJE／5A异频接地阻抗测试仪参数

3.2 仪器特点

（1）仪器内置的变频试验电源可输出47.37Hz和52.63Hz两种频率的试验电流，分别以47.37Hz和52.63Hz的试验电流进行两次测试，折算到50Hz后取其平均值为测量结果。

（2）仪器的测量内容包括地网的接地阻抗Z、纯电阻分量R和纯感抗分量X。

（3）仪器采用智能化控制，可以自动判断电流回路的阻抗，并据此自动调节异频电源的输出电流值（额定输出电流为5A），无须人为干预，即可自动完成测试任务。

4 测量方法与过程

4.1 确定测量接地装置最大对角线长度D

经过实测，桥面主地网的对角线长度D＝1.35km。测试当天天气：晴天，地面干燥。

4.2 测量回路布置方式

在接地阻抗的测试中，合理的布线对测量结果的影响相当重要，布线时应遵循以下原则：尽量避开河流、湖泊；尽量远离地下金属管路和运行中的输电线路，避免与其长段并行，当与其交叉时应垂直跨越；注意减小电流线与电位线之间的互感的影响；在测量变电站接地极的时候，应使用绝缘鞋、绝缘手套、绝缘垫及其他防护手段，才可测试其接地极。

受淇澳大桥周边的地理位置及交通现状等条件的限制，选择平行直线法布置的电流－电压法测量地网异频接地电阻，布线选择从大桥东北侧往淇澳岛方向延伸。其连接示意图如图1。

图1 直线法接线示意图

从淇澳大桥靠淇澳岛测接地测试（N：22.391731°，E：113.613686°），电流极线路从淇澳大桥东北侧引出，朝珠海北大附属实验学校（往西南）方向布置线路，最终找到辅助电流极和辅助电压极，电流极坐标（N：22.397874°，E：113.638310°），该项目场地所在区域土壤电阻率较为均匀，取电流极距地网边缘dCG＝2D＝2640m，电流极利用双根∟50mm×50mm×5mm、长约2.0m的角钢打入回填软土中，测量辅助电流接地极接地电阻为1.89欧姆；电压极坐标（N：22.394416°，E：113.628669°），电压极距地网边缘dPG＝1570m，电压辅助极采用双根∟50mm×50mm×5mm、长约2.0m的角钢打入回填泥地中，测量辅助电压接地极接地电阻为5.75欧姆。测试中电流线路和电压线路均选用80芯2.5mm2双皮铜芯聚氯乙烯绝缘电线电缆。

4.3 测试过程及操作注意事项

（1）接好仪器的安全接地端子，以保障安全；

（2）接好电流和电压测试回路，C2和P2端子分别接至接地网，C1端子连接至被测地网的辅助电流极，P1端子连接至被测地网外的辅助电压极；

（3）连接仪器工作电源（AC 220V±10%），确认接线及电压极、电流极沿线看护无误之后，打开仪器电源开关；

（4）分别选择测量频率 47.37Hz 和 52.63Hz，并选择自动测量输出电压、回路阻抗、干扰电压、接地电抗及接地电阻值等各项参数；

（5）测量结束后，断开试验电源开关，拆除临时接线，恢复试验现场原状；

（6）收回所有测量电线；

（7）对多组数据进行分析，最后得出测量结果。

4.4 地网工频接地阻抗测量数据及结果分析

使用HVJE／5A异频接地阻抗测试仪测量，测量结果见表2。

此次选用 47.37Hz／52.63Hz 的异频法测试 ，现场测试时，主桥地网存在自感较小，且干扰电压小；布线时，尽量将电流线路与电压线路分开布置线路，避免电缆线间的相互感应，测量结果中接地阻抗值、电感阻值及纯电阻值稳定，变化不大，因此以求多组接地电阻值的平均值作为该次主桥地网的测试结果。

表2 HVJE／5A异频接地阻抗测试仪测量结果

综合以上分析，采用平行直线法布置的电流－电压法测量珠海淇澳大桥主桥地网接地电阻值为0.941Ω。

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