排挤输电线路接地电阻丈量原理及使用方法详解

 新闻资讯     |      2022-05-10 00:13
本文摘要:1、接地概述1.1接地的界说 将电力系统或修建物中电气装置、设施的某些导电部门,经接地线毗连至接地极。1.1.1 接地线电气装置、设施的接地端子与接地极毗连用的金属导电部门。1.1.2 接地极埋人地中并直接与大地接触的金属导体,称为接地极。 兼作接地极用的直接与大地接触的种种金属构件、金属井管、钢筋混凝土修建物的基础、金属管道和设备等称为自然接地极。

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1、接地概述1.1接地的界说 将电力系统或修建物中电气装置、设施的某些导电部门,经接地线毗连至接地极。1.1.1 接地线电气装置、设施的接地端子与接地极毗连用的金属导电部门。1.1.2 接地极埋人地中并直接与大地接触的金属导体,称为接地极。

兼作接地极用的直接与大地接触的种种金属构件、金属井管、钢筋混凝土修建物的基础、金属管道和设备等称为自然接地极。1.1.3 接地装置 接地线和接地极的总和1.1.4 接地网由垂直和水平接地极组成的供发电厂、变电所使用的兼有泄流和均压作用的较大型的水平网状接地装 置。

1.1.5 接地电阻接地极或自然接地极的对地电阻和接地线电阻的总和,称为接地装置的接地电阻; 接地电阻的数值即是接地装置对地电压与通过接地极流人地中电流的比值。按通过接地极流人地中工频交流电流求得的接地电阻,称为工频接地电阻;按通过接地极流人地中打击交流电流求得的接地电阻,称为打击接地电阻1.2接地的基本原理 接地从原理上看是为电流流入大地提供一条低电阻路径。从工程实用看法来看就是在线路或电气设备发生接地故障时为故障电流流回电源提供一条低电阻 路径。

1.3接地的作用接地的作用主要是使用接地极把故障电流或雷电流快速地泄放进大地中, 以到达掩护人身宁静和电气设备宁静的目的。1.4输电杆塔接地的意义输电线路杆塔接装置是输电线路的重要组成部门,是接地体和接地引下线的总称。接地电阻是指接地体散流电阻、接地引下线电阻和接触电阻的总和。其作用是确保雷电流可靠泄入大地,掩护线路设备绝缘,淘汰线路雷击跳闸率,提高运行可靠性和制止跨步电压发生的人身伤害。

对输电线路杆塔接地装置举行规范治理和维护,确保接地装置完整性是降低输电线路雷击跳闸率的有效措施,降低接地装置接地电阻是提高线路耐雷水平的主要措施。2、接地电阻的测试原理接地电阻就是通过接地装置泄放电流时体现出的电阻,它在数值上即是流过接地装置入地的电流与这个电流发生的电压降之除。R=U/I▲ 基本原理图丈量接地极接地电阻的基本原理就是丈量接地极在大地土壤中的电位降。

因此,丈量接地极接地电阻的基本方法就是电位降法。3、接地电阻丈量基本方法杆塔接地电阻常用的测试方法接纳赔偿法较多,赔偿法中的电位降发与其衍生的三极法(0.618法和30°角度法)。其先容如下:3.10.618法 ▲ 0.618法原理图布线方法:电位极离接地装置的距离DGP,即是电流极离接地装置的距离DGP的0.618倍。

▲ 接地极接地电阻丈量接线▲ 杆塔接地装置接地电阻丈量接线3.230度夹角法 ▲ 等腰三角形部署电极布线方法:电位极离接地装置的距离DGP,即是电流极离接地装置的距离DGC,且南北极与接地装置形成的夹角为30度。▲ 接地极接地电阻丈量接线▲ 杆塔接地装置接地电阻丈量接线30度夹角法的局限性:由于线路杆塔所在地通常为山区,地形庞大,30度夹角不易控制,建议在山区丈量杆塔接地电阻时不宜接纳该方法。3.3电位降法 ▲ 电位降法丈量接线示意图当接地装置所处的土壤不匀称时,零电位区就会偏离0.618DGC,此时,可将电压极沿直线偏向,在50%DGC到80%DGC 规模内以5%DGC的间距丈量多个电压值,绘制电压变化曲线,找到零电位区,确定地网的接地电阻值,即电位降法。

3.4钳表法钳表法丈量是对传统线路杆塔接地电阻丈量方法的突破,并越来越被普遍使用,但钳表法丈量获得的是异频频(或中频)回路电阻,整个接地电阻易受天气、土壤或某些接地棒的腐蚀或接触不良所引起的回路电阻变化的影响,因素较多,无误差修正曲线,无尺度可循。鉴于以上优缺点有须要联合电力系统输电线路的实际情况研究其使用纪律和误差判断方法,建设杆塔接地电阻异频丈量尺度,以便实际使用中有尺度可依。

▲ 钳表法丈量接线示意图钳表丈量一般接纳异于50Hz的丈量频率。钳表提供两个线圈:电流线圈提供测试电源E,在测试回路建设电流I,同时I再次被钳表内的感应线圈的二次侧所转换。

回路电阻R=E/I。由于RO«Rx,R≈Rx,因此钳表显示的值可以认为是杆塔接地电阻Rx。

接地电阻丈量方法除上参数的赔偿法外另有两点法、三点法、四极法、大电流法、变频法等。放线长度和土壤不匀称对丈量效果的影响由测试原理所决议,无论是0.618法还是30度夹角法,都要求有足够大放线距离,以便将接地装置近似为半球形电极,才气保证测试精度满足工程测试要求。若放线长渡过小,会造成测试值严重偏小。

土壤不匀称对于变电站、发电厂大型地网的影响较大,因此在举行大型地网接地电阻测试时一般不用0.618法直接丈量,而是接纳电位降法寻找零位区。对于杆塔接地电阻丈量,由于杆塔接地装置较小,布线长度较短,土壤不匀称对测试效果影响较小,可直接接纳0.618法直接丈量。

影响丈量效果的主要因素1、放线长度对测试效果的影响2、土壤不匀称对丈量效果的影响3、布线偏向对测试效果的影响4、电压极、电流极引线间互感对丈量效果的影响4、测试仪器4.1生长历史 4.1.1 伏安法这是凭据接地电阻的界说而发生的很是原始的方法。在测定电阻时须先预计电流的巨细,选出适当截面的绝缘导线,在预备试验时可使用可变电阻R调整电流,当正式测定时,则将可变电阻短路,由安培计和伏特计所得的数值可以算出接地电阻。4.1.2 E型摇表 (上个世纪)五六十年月苏联的E型摇表取而代之了伏安法,由于携带利便,又是手摇发电机,因此事情量比伏安法简朴。4.1.3 国产接地摇表七十年月国产接地电阻仪问世,如:ZC-28,ZC-29,ZC-8无论在结构、体积、重量、丈量规模、分度值、准确性,都要胜于“E”型摇表。

因此,相当一段时间内接地电阻仪都以上海生产的ZC系列为代表的典型仪器(三极法)。4.1.4 数字式接地电阻仪八十年月数字接地电阻仪的投入使用给接地电阻测试带来了生机,但测试的接线方式同ZC系列没什么两样。另外另有一个缺点,就是实验电流太小,不适合测试较大的地网。

普通的丈量精度不如ZC系列。4.1.5 钳形接地电阻仪九十年月钳口式地阻仪的降生打破了传统式测试方法。它最大特点是不必部署辅助地棒,只要钳住接地线或接地棒就能测出其接地电阻。

具有快速测试、操作简朴等优点,但也存在着精度不高的缺点,特别单钳口地阻仪,在接地电阻小于0.7Ω以下无法分辨。现在的双钳口地阻仪丈量规模和精度均有所提高,虽能测试小于0.7Ω的地网,但都存在精度不高的缺点,其原因是钳口法丈量接纳电磁感应原理,易受滋扰,丈量误差比力大,不能满足高精度丈量要求。

另外,凭据钳表法的丈量原理可知,它的使用条件受到了很大的限制,要求必须是有回路的多点接地系统,如通过避雷线接地的线路杆塔等。4.2选用现在市面上泛起的接地电阻测试仪品种繁多,但凭据测试原理分类主要有两种:地桩法和钳表法。现在智能式接地电阻仪功效越来越强大,可以应付现场种种庞大情况,如有效地清除滋扰,自动跟踪最合适测试条件,泛起种种问题立即智能提示等等。

输电线路杆塔的接地网较小,接纳传统的接地摇表已能满足测试要求。如需要测试精度再高一点,可以选用双钳口多功效接地电阻测试仪,它接纳双钳法和地桩法双重丈量方式,进一步保证了地阻丈量值的准确性、稳定性。凭据现在在线路杆塔接地测试中仍然普遍接纳接地摇表的现状,以下将以接地摇表为基础,先容接地电阻和土壤电阻率的测试方法等。4.3接地摇表的使用4.3.1 常用型号▲ ZC-8型▲ ZC29B型ZC-8型接地摇表有两种,一种为三个端钮;另一种为四个端钮。

ZC-8型接地电阻丈量仪主要是由手摇发电机、相敏整流放大器、电位器、电流互感器及检流计等组成,全部密封在铝合金铸造的外壳内。仪表都附带有两根探针,一根是电位探针,另一根是电流探针。▲ 三端钮的接地摇表▲ 四端钮的接地摇表4.3.2 接地电阻测试仪(ZC-8)▲ ZC-8 板面图中端钮:接线端钮 —— 接地极(C2、P2)、电位极(P1)、电流极(C1)、用于毗连相应的探测针。调整旋钮 —— 用于检流计指针调零。

倍率盘 —— 显示测试倍率,×0.1、× l、×l0。丈量标度盘 —— 测试标度所测接地电阻阻值丈量盘旋钮 —— 用于测试中调治旋钮:使检流计指针指于中心线。

倍率盘旋钮 —— 调治测试倍率。发电机摇把 —— 手摇发电,为地阻仪提供测试电源。

▲ ZC-8型外观▲ ZC29B-2型外观 ZC-8型接地摇表有两种量程,一种是0-1-10-100Ω;另一种是0-10-100-1000Ω。我局现有的接地摇表中,三个端钮的量程为0-10-100-1000Ω;四个端钮的量程为0-1-10-100Ω。

ZC-8型量程如下:▲ ZC-8 规格及量程▲ ZC29B-2 规格及量程▲ ZC-8型刻度盘和检流计ZC-8型接地摇表的数字盘上显示为1、2、3…10共10个大格,每个大格中有10个小格。三端钮的接地摇表倍数盘内有1、10、100三种倍数;四端钮的接地摇表倍数盘内有0.1、1、10三种倍数。

在划定转速内,仪表指针稳定时指针所指的数乘以所选择的倍数即是丈量效果。如:当指针指在8.8,而选择的倍数为10时,丈量出来的电阻值为8.8×10=88Ω▲ 三端钮摇表最大倍率▲ 四端钮摇表最大倍率▲ 配套对接地探针,用接地摇表丈量接地电阻,关键是探针自己的接地电阻,如果探针自己接地电阻较大,会直接影响仪器的敏捷度,甚至测不出来。一般电流探针自己的接地电阻不应大于250Ω,电位探测针自己的接地电阻不应大于1000Ω,这些数值对大多数种类的土质是容易到达的。

如在高土壤电阻率地域举行丈量,可将探针周围的土壤用盐水浇湿,探针自己的电阻就会大大降低。探针一般接纳直径为0.5cm,长度为0.5m的镀锌铁棒制作而成。

4.3.3 常见毗连示意图▲ 接线柱部位▲ 常见毗连示意图4.3.4 ZC-8 仪表优劣检查1)、外观检查。先检查仪表是否有试验及格标志,接着检查外观是否完好;然后看指针是否居中;最后轻摇摇把,看是否能轻松转动。2)、 开路检查。三个端钮的接地摇表:将仪表电流端钮(C)和电位端钮(P)短接,然后轻摇摇表,摇表的指针直接偏向读数最大偏向;四端钮的接地摇表:将仪表上的电流端纽(C1)和电位端纽(P1)短接,再将接地两头钮(C2、P2)短接[我们常说的两两相接],然后轻摇摇表,摇表的指针直接偏向读数最大偏向。

▲ 开路检查3)、 短路检查。不管是三端钮的仪表还是四端钮的仪表,均将所有端钮毗连起来,然后轻摇摇表,摇表的指针偏往“0”的偏向。

通过上述三个步骤的检查后,基本上可以确定仪表是完好的。▲ 短路试验4.3.5 丈量操作方法1)、接地摇表必须水平放置于平稳牢靠的地方,以免在摇动时因发抖和倾斜发生丈量误差。2)、三极法丈量杆塔工频接地电阻的电极部署图▲电极部署图电压极P辅助线长度:2.5L(米)电流极C辅助线长度:4L(米) 3)、接线必须正确无误▲ 三端钮接地摇表接线图 4)、将表调至最大量程后,匀称摇动手柄,视被测物电阻的巨细调整量程至靠近被测物的电阻。一般划定转速为120 转/分钟,待指针稳定下来再读数。

4.3.6 丈量操作步骤(1)凭据差别的测试需要,按要求部署好探测针; (2)将导线联接于仪表相应的端钮。(3)将仪表放置水平位置,检查检流计是否指在中心线上,否则可用调零器将其调整指于中心线。

(4)将“倍率标度”置于最大倍数,逐步转动发电机摇把,同时旋动“丈量标度盘”使检流计指针指于中心线。(5)当检流计的指针靠近平衡时,加速发电机摇把的转速,使其到达每分钟120转以上,调整“丈量标度盘”使指针指于中心线上。

(6)如“丈量标度盘”的读数小于1时,应将“倍率标度”置于较小标度倍数,再重新调整“丈量标度盘”以获得正确读数。(7)用“丈量标度盘”的念书乘以“倍率标度盘”的倍数即为所测的接地电阻值。5、杆塔工频接地电阻的丈量5.1重要性排挤输电线路的雷击跳闸一直是困扰电网宁静供电的难题。

近年随着电网的生长,雷击输电线路而引起的跳闸、停电事故日益增多,据电网故障分类统计讲明:高压线路运行的总跳闸次数中,由于雷击引发的故障约占50%—60%。尤其是在多雷、电阻率高、地形庞大的山区,雷击输电线路引起的故障次数更多,寻找故障点、事故抢修更难题,带来的损失更大。

理论和运行实践证明,500KV及以下线路,雷击送电线路杆塔引起其电位升高造成“还击”跳闸的次数占了线路跳闸总次数的绝大部门。在绝缘设置一定时,影响雷击输电线路还击跳闸的主要因素是接地电阻的巨细。

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所以,做好接地装置的检查,规范接地电阻丈量方法保证线路杆塔可靠接地,并使其接地电阻值在规程要求规模内已成为线路防雷的一项重要事情。5.2丈量方法及相关划定 输电线路杆塔工频接地电阻工程验收丈量的基本方法是三极法。但由于通常离城镇较远,很难寻求交流工频电源,因此允许不用大电流丈量,一般都用接地电阻丈量仪举行丈量。

此外,电力行业尺度《杆塔工频接地电阻丈量》(DL/T 887-2004)中划定钳表法可以作为杆塔的日常维护和接地电阻预防性检查丈量时使用,但不能作为工程验收的正式丈量检查。5.3直线三极法三极法的电极部署一般有两种方式 ,即两辅助电极与被测接地体可接纳三角形部署和直线部署。当接纳三角形布线时, 须经由庞大烦琐的盘算才气得出其丈量效果, 而且丈量效果的精度较低。而当接纳直线布线时, 丈量效果简朴直观明晰,精度也较高。

所以在现场常接纳直线三极法丈量杆塔接地电阻。但对用直线部署无法举行的某些特殊地形地段则可接纳三角形布线法举行丈量。5.4土壤电阻率的丈量5.4.1、杆塔接地电阻测试统一接纳“三极法”举行丈量丈量时电压极、电流极探针的部署要求:①电压极、电流极探针均应部署在接地网边缘以外。②电流、电压极探针距被测杆塔应大于60米和38米且相互距离不得低于20米;施放测试线只管沿输电线路垂直偏向、基本位于两放射接地体中间位置。

③只管避开河流、水渠以及地下管道,当地下有金属物体时,应部署在金属物体垂直的偏向上部署电压、电流极探针。5.4.2、接地电阻丈量值简直定测得的接地电阻值应凭据土壤干燥及湿润情况乘以季节系数后作为最终的接地电阻值。

5.4.3、仪表要求接地电阻测试仪属强制检定仪器,每年需送检一次,在检定有效期内使用。5.5测试接地电阻的事情步骤5.5.1 宁静要求 5.5.1.1 使用宁静帽 应先检查外观及帽壳、帽衬、帽箍、顶衬、下颏带等附件完好无损。

戴好宁静帽后要将宁静帽系好,已防止事情中突然前倾和后仰头造成宁静帽滑脱。5.5.1.2 使用及格绝缘手套▲ 绝缘手套5.5.1.3 绝缘手套的检查检察绝缘手套的磨练及格证是否在有效期内;再将绝缘手套卷压,检察绝缘手套有无漏气损伤,确保使用宁静。

▲ 绝缘手套检查5.5.2 工器具的选用 a) 小我私家工具的准备榔头平口钳运动扳手2把平锉小我私家工具包▲ 小我私家工具包b) 专用工具▲ ZC-8地阻表全套5.5.3 丈量前的准备事情a)检查接地电阻丈量仪1).检查有无磨练及格证,是否在有效期内。2).仪表外观有无裂纹、破损和撞击痕迹。

3).轻轻摇动摇表,指针是否左右正确摇摆。4).轻轻转动地阻表,读数盘是否有阻碍。5).轻轻摇动手柄,是否有阻碍现象。

6).将地阻表水平放置,摇表指针应与中心线重合,如果没有重合,调治微调旋钮。b)检查测试线、接地棒1).检查探针是否完好。2).检查测试线绝缘层有无破皮、断股、接线夹头接触是否良好及格,长度是否满足要求c)检查宁静帽和绝缘手套5.5.4 部署测试线和探针a)施放测试线施放测试线时,测试线与被测线路垂直施放,C1、P1测试线相距应大于1米,相互不能交织、弯曲和打结。b)打入测试探针选择适当的地方打入探针(不得将接地棒置于水田、稻田、水沟等地)。

敲打探针必须垂直打入土壤中,保证与土壤的精密联合。c)毗连探针与测试线探针与测试线的毗连必须牢靠可靠,接触良好。d)摇表的正确选位地面平整,干燥,摇表放置平稳,如果不平稳在转动摇表时会发生颠簸,影响正常丈量。

5.5.5 拆除接地引下线拆除接地引下线时,必须戴绝缘手套;而且要一次性拆完全部接地引下线并打磨被测体接触点;接地引下线拆除后不得再接触铁塔塔身。(原因:线路、杆塔、配电变压器都处于运行状态,其零线存在一定的零序电流,特别是配电变压器的接地引下线是与避雷器变压器的中性点,变压器外壳毗连在一起的,当三相负荷不平衡时,在中性点发生一个电位差,形成相当大的零序电流,如徒手接触与地线断开的接地引下线,就会造成触电事故,所以拆除接地引下线时严禁直接接触与接地体断开的接地引下线。

)特别强调,拆除运行中的变压器接地线时,必须在做好暂时事情接地后才气拆除原有接地线。因为如果带电三相负荷不平衡,中性点严重偏移,所以要先搭接暂时接地线,然后再举行事情。5.5.6 连线并丈量a)毗连测试线测试线毗连地阻表时,长线接C1,短线接P1,5米引线接C2、P2,与拆卸完接地引下线并打磨后的接地装置相毗连。

要求三线相互不能交织、缠绕,毗连正确,接触良好。▲ 测试线接线b)设置摇表档位一定要从最大档开始:×10→×1→×0.1,或者 ×100→×10→×1 原因是为了防止烧坏接地电阻表。c)旋转读数盘每档都从最大读数(10)处开始,原因也是为了防止烧坏接地电阻表。

d)旋转摇柄先用左手手掌把摇表按住,不让其晃动,旋转时,开始要逐步、匀速地摇,如摇测时,刻度盘的读数小于1时,应将档位旋转置于下一档位,再把刻度盘置于最大读数10的位置,同时凭据指针的偏向,用大拇指和食指来旋转刻度盘,待指针与中心线重合后,再加速摇动的速度,使其转速匀称到达每分钟120转;并同时调治读数盘,使指针与中心线完全重合,而且保持这个速度5秒以上后读数。e)读数、记载读数时准确无误,读取数=刻度盘读数×档位举例:档位为× 1、刻度盘读数为3.2读数: 3.20×1=3.20Ω记载: 3.20Ω×季节系数=最终接地电阻值f)重复上述测试步骤丈量其余塔腿接地电阻值▲ 仪器附图5.5.7 恢复接地引下线1).戴好绝缘手套,实时恢复接地引下线。

2). 螺栓毗连处须牢靠精密,接触良好。值得注意的是在恢复接地线前应对各接点打磨锈蚀处(目的是可靠接地,使接地良好)然后再毗连。

5.5.8 记载丈量值丈量所在(杆塔号、变压器号)丈量时间,丈量人丈量时的天气状况使用仪表名称5.5.9 清理事情现场 清理事情现场,收拾好仪表、工器具等,不遗漏工器具。5.6磨练丈量准确度的常用方法 测试接地装置工频接地电阻的电流极原则上应部署得只管远,通常电流极与被试接地装置边缘的距离应为被试接地装置最大对角线长度D的4~5倍;当远距离放线有难题时,在土壤电阻率匀称地域可取2D,在土壤电阻率不匀称地域可取3D。测试时,电位极P应在被测接地装置G与电流极C连线偏向移动三次,每次移动的距离为的5%左右,当三次测试的效果在5%以内即讲明电位极处在零电位点上。

最后取其平均值作为效果。6、土壤电阻率的丈量6.1概述 土壤电阻率是土壤的一种基本物理特性,是土壤在单元体积内的正方体相对两面间在一定电场作用下,对电流的导电性能。一般取1m³的正方体土壤电阻值为该土壤电阻率ρ,单元为Ω·m。

土壤电阻率的影响因子有:土壤类型、含水量、含盐量、温度、土壤的精密水平等化学和物理性质,同时土壤电阻率随时深度变化较横向变化要大许多。6.2基本原理丈量土壤电阻率的基本原理,就是丈量土壤的电位降,其基本方法就是电位降法。

以单根垂直棒为例,当棒顶埋深h=0时,其接地电阻按下式盘算:由上式可得土壤电阻率为:6.3丈量方法分类土壤电阻率的丈量方法若按电极的数量划分, 则可分为两电极法、 三电极法、 四电极法和五电极法共四大类.最常用的四电极法。▲ 两电极法原理图三电极法和两电极法的配合缺点是受电极尺寸的影响,只适用于丈量小电极在小规模内的土壤电阻率,要测大规模内的土壤电阻率, 就必须打入更长的垂直接地极, 但难题较大。▲ 三电极法原理图6.4四电极法的原理四电极法丈量土壤电阻率的基本原理是英国学者F. 文纳(Wenner)于 1915 年提出的。四电极法又分为等间距四极法、 对称的不等间距四极法和差池称的不等间距四极法三种。

工程中常用的是等间距四极法,下面先先容基原理及公式推导:▲ 四电极法原理图6.5四电极法的实际应用▲ 电流电压表法▲ 接地电阻表法丈量效果盘算土壤电阻率应在干燥季节或天气晴朗多日后举行,因此土壤电阻率应是所测的土壤电阻率数据中最大的值,为此应按下列公式举行季节修正:6.6注意事项(1)四根探针布设在一条直线上,探针的间距相等为 a, 一般可取 5m、10m、20m、30m等;(2)各探针的打入地下深度不应凌驾探针间距 a的 1/20;(3)接线时,将仪表上的P2、C2接线端子间的短路片断开;(4)探针与仪表上接线端子的毗连顺序不能颠倒;(5)应避开四周地下的金属物,制止对丈量造成滋扰;(6)应改变电极位置和间距举行多次丈量,以丈量出差别位置和深度的电阻率。泉源:输配电线路。


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