煤发电厂大地网接地电阻测量方法及影响因素分析

史锡军 杨清 欧林忠

摘要 接地电阻值是大型接地系统的一项重要技术指标，是衡量大地网有效性和安全性的重要参数之一。准确测量大地网接地电阻值，对大型接地网安全性评价具有非常重要的意义。论文介绍了煤发电厂大型接地网的重要性与设计方法，重点讨论了接地电阻测试方法、步骤。以宿州市某煤发电厂为例进行接地电阻的测试，分析了影响大地网接地电阻测试的因素，给出了测试过程中的注意事项，其测试分析方法对煤发电厂大地网接地电阻检测工作具有一定的技术指导作用。

关键词 煤发电厂;大地网;接地电阻

随着电力系统电压等级的升高及容量的增加，接地不良引起的事故屡有发生。煤发电厂大地网建设具有一次性建设、维护困难等特点，其设计施工的可靠性不仅影响着整个煤发电厂各种电气设备的安全及正常运行，还关系着站内工作人员的人身安全，在工程建设中越来越受到重视。接地电阻值是大型接地系统的一项重要技术指标，是衡量大地网有效性和安全性的重要参数之一，准确测量大地网接地电阻值，对大型接地网安全性评价具有非常重要的意义。为了保证发电站的安全和可靠运行，要求接地电阻值在规范要求范围内，并且阻值上下波动幅度越小越好[1]。煤发电厂大地网接地电阻的测量，由于涉及范围大，地形地貌的影响环境干扰源比较多给准确测量带来较大的难度。笔者介绍了煤发电厂大型接地网的重要性与设计方法，重点讨论了接地电阻测试方法、步骤，以及测试过程中的注意事项，最后，以宿州市某煤发电厂为例进行接地电阻的测试，分析了影响大地网接地电阻测试的因素，给出测试误差的校正方法，其测试分析方法对煤发电厂大地网接地电阻检测工作具有一定的技术指导作用。

1煤发电厂大型接地网的设计

煤发电厂大型接地网应满足厂区电力系统中电气装置、设施的某些可导电部分、防雷设施等接地要求，即接地装置应满足工作（系统）接地、保护接地、雷电保护接地、防静电接地的要求，且其接地电阻应符合其中最小值的要求（一般均指工频接地电阻）。同时，应降低接触电位差和跨步电位差，保证人员生命安全。

大型接地网还应进行防腐处理，在腐蚀严重地区，敷设在电缆沟中的接地线和敷设在屋内或地面上的接地线，宜采用热镀锌，对埋入地下的接地极宜采取适合当地条件的防腐蚀措施。接地线与接地极或接地极间的焊接点，应涂防腐材料。

煤发电厂电气装置的接地装置，除利用自然接地极外，应敷设以水平接地极为主的人工大型接地网。人工大型接地网的外缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形，圆弧的半径不宜小于均压带间距的一半。大型接地网内应敷设水平均压带。大型接地网的埋设深度不宜小于0.6 m。

2大地网接地电阻的测试方法

接地电阻是接地装置对远方电位零点的电阻，数值上为接地装置与远方电位零点间的电位差与通过接地装置流入地中的电流的比值[2]。按冲击电流求得的接地电阻称为冲击接地电阻;按工频电流求得的接地电阻称为工频接地电阻。接地电阻是接地装置的一个重要参数，它概要性地反映了接地装置的状况。

大地网接地电阻常用测试方法有直线三级法测量和三角法测量2种方法[3]。

2.1三角法测量测试原理

首先应根据现场的实际情况选择合适的测试回路布置。图1为现场通常采用的电流-电压表三角法的布置图，电压线和电流线间的夹角为30°。测试接地装置工频特性参数的电流极应布置得尽量远，假定地网对角线长为D，通常电流极、电压极与被测试接地装置边缘的距离d应为被测试接地装置最大对角线长度D的2倍以上[4]。

（1）式中，Z′=V/I，为仪器测量值;D为被测接地装置最大对角线长度;dCG为电流极与接地装置边缘的距离;dPG为电位极与接地装置边缘的距离;θ为电流线与电位线的夹角。

2.2直线三级法测量测试原理

直线法可视为三角法的特例。图2为现场通常采用的电流-电压表直线三极法的布置图，电压线和电流线间的夹角为0。测试接地装置工频特性参数的电流极应布置得尽量远，假定地网对角线长为D，通常电流极与被测试接地装置边缘的距离dCG应为被测试接地装置最大对角线长度D的4～5倍;当远距离放线有困难时，在土壤电阻率均匀地区dCG可取2D，在土壤电阻率不均匀地区可取3D。

则z=z′，也就是说无需对仪器测量结果进行修正。式（2）又被称为补偿条件。

三极直线法可看作是θ =0时的特例，当θ =0时，补偿条件变为：

dPG=0.618dCG （3）

此即直线法中著名的0.618法则，即电位极位于0.618 dCG处即可测得真值。选取的电位极的位置应该尽量使补偿条件得到满足。

确定了电流极和电位极位置后，将作为电流极和电位极的地桩分别打入地下，应使其与土壤紧密接触。

3煤发电厂大地网现场测试及影响因素分析

以宿州市某煤发电厂作为试验场地，由于煤发电厂周边比较开阔，采用直线法与三角法测试大型接地网接地电阻，并与直线法测试结果对比。在厂区地网中选择2处进行测试试验，即西北角的灰库区处A点、东区的升压站区B点，图3为三角法现场测试布线图。

3.1测试参数选择

3.1.1三角法参数由于该地土壤电阻率较均匀，选择d=2D，θ =30°时进行测试，由于电厂主对角线D大约为740.98 m。d=1 481.96 m，取1 500 m。

3.2.2三極直线法 由于该地土壤电阻率较均匀，选择dCG=3D，dPG=0.618dCG进行测试，由于电厂主对角线D大约为740.98 m。dCG=2 222.94 m，取2 223 m。

3.22种测试方法结果对比

将灰库区测试点A作为三极直线法和三角法的基准测试点，测试结果如下：首先用三极直线法，选定相关参数进行设备自检后，对灰库区测试点B进行5次测量，测量值分别为0.896、0.618、0.942、0.439、0.391 Ω。随后采用三角法选定夹角角度为30°;选定相关参数大型地网接地电阻测试仪仪器自检结束后对灰库区测试点进行5次测量，测量值分别为0.492、0.536、0.665、0.539、0.601 Ω。

通过三角法对灰库区测试点A的5次测试值的曲线变化和直线三极法的5次测试值的曲线变化对比可以看出，三角法对灰库区测试点A的5次测试值比三极直线法的5次测试值更稳定，变化幅度更小，大型地网接地电阻的测试最好采用三角法（图4）。

3.32处测试点测试结果对比

采用三角法，选定相关参数大型地网接地电阻测试仪仪器自检结束后对升压站测试点B进行5次测量，测量值分别为0.831、0.291、0.812、0.129、0.152 Ω。

由于升压站已经投入使用，受升压站主变的交变电场影响，对测试仪器产生了干扰，升压站测试点B的测试数据变化幅度很大，因此在升压站附近测试取得的结果无法真实反映大地网的接地电阻值。实际测量时应尽量避开已投入使用的电气系统和电气设备。

3.4大地网测试影响因素分析及注意事项

3.4.1影响因素分析根据以上测试过程中数据的分析可以得出，实际操作中有很多因素会影响测试过程，测试过程易受到干扰而发生偏差，需要测试人员因地制宜排除干扰或选择合适的调整因子。主要的影响因素有：大地网中存在不平衡电流、工频电流和短路电流干扰;检测引线间干扰、测试线上高频电磁感应干扰等因素影响;附近的高频电磁信号干扰;电气系统交变电磁场干扰;大型水体、金属构件、管道等干扰;温湿度等气象条件因素等。

3.4.2测试注意事项根据以上测试影响因素分析，提出以下几点注意事项：测试回路宜布设在土壤宽阔区域，应尽量避开河流、湖泊;尽量远离地下金属管路、运行中的电气系统;尽量远离高频电磁信号源;注意减小电流线和电位线间的互感影响，当采用直线法时，应注意使电压线和电流线保持尽量远的距离，现场条件允许时，尽量选择三角法测量;选择良好的气象条件下进行测试等。

4结论

准确测量大地网接地电阻值，对大型接地网安全性评价具有非常重要的意义。该文介绍了煤发电厂大型接地网的重要性与设计方法，重点讨论了接地电阻测试方法、步骤。以宿州市某煤发电厂为例进行接地电阻的测试，分析了影响大地网接地电阻测试的因素，给出了测试过程中的注意事项，其测试分析方法对煤发电厂大地网接地电阻检测工作具有一定的技术指导作用。

参考文献

[1] 黄德英，孟贵春，李黎，等.变电站接地网大电流测试试验及分析[J].重庆电力高等专科学校学报，2011，16（1）：65-69.

[2] 刘玉林，许勇，王强生.池州九华发电厂大地网检测技术探析[J].科技与创新，2017（21）：44-49.

[3] 剛波，张新军.大地网接地电阻测试中异频法技术探讨[J].科技风，2018（23）：138.

[4] 周利军，何智杰，陈颖，等.接地导体腐蚀对地网接地电阻的影响和改善方法[J].铁道学报，2018，40（2）：39-44.

责任编辑：郑丹丹