关于大型地网接地阻抗的测量和安全判据-接地阻抗测试仪的应用

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1、关于大型地网接地阻抗的测量和安全判据摘要：对于高压和超高压变电所来说，应当用“接地阻抗”的概念取代“接地电阻”，同时建议规程采用接触电压和跨步电压作为安全判据；还应选用轻便、准确的异频测量系统获得接地阻抗的正确结果，以保障人身、设备的安全，利于电力系统的安全运行。关键词：异频法，接地阻抗，接地电阻，高压和超高压变电所，大型地网，测量，安全判据，跨步电压，接触电压Ⅰ.前言我国的电力基本建设发展很快，随着系统额定电压等级的提高，高电压、大容量的变电所日益增多。相应于露天变电所，出现了许多大型和超大型的地网。而地网的工作状况直接关系到人身安全、电力设备和电力系统的安全运行。

2、由于地网是地下埋设，工作条件不利，应当进行周期性的监测。为此，需要有合理的安全判据和理想的测量系统。而对于高压和超高压变电所来说，首先应当采用“接地阻抗”的概念取代“接地电阻”。Ⅱ.接地阻抗A．概念对于中压电网中的变电所来说，由于占地面积相对较小，地网的延伸面积也不大，其“接地电阻”呈现明显的“阻性”。这种情况已成为一种习惯认识。可是，对于一些露天的220kV及以上高压、超高压变电所的地网来说，这个概念就值得商榷了。因为此时地网的几何尺寸十分可观，面积可达几万、乃至十几万平方米，这样，相应的“接地电阻”便呈现出较明显的“复数阻抗”性质，即包含电阻、电感和电容三个分量。

3、实际上，在工频、谐波电流以及雷电冲击电流的情况下，电感和电阻分量所起的作用远胜于电容分量。至于电容分量，由于数值相对不大，它只在很高频率下表现出一定的作用，而且对于缓解变电所的跨步电压和接触电压来说，还是个偏于安全的有利因素，故本文不再讨论。B.实例例如XM的220kV变电所，当测量地网接地阻抗所用的频率f1=40.18Hz时，地网接地阻抗Z1=0.6266Ω。当所用的频率f2=60.15Hz时，接地阻抗Z2=0.6617Ω。这样，工频时的接地阻抗应为0.6442Ω。由此可知，±10个周波的频差，可导致接地阻抗值比工频时增减±5.6%[1]。当地网的直流接地电阻更低时

4、，这种性质表现得更明显。如LC发电厂的220kV变电所地网，其直流接地电阻值为0.099Ω,工频时的接地阻抗值增大为0.151Ω,交流128Hz时更增大为0.230Ω。就直流时与工频情况相比，阻抗值减小了34.4%；就128Hz时与工频情况相比，阻抗值则增大了52.3%。这个现象在220kV变电所中的表现已如上述。在额定电压更高的变电所中，则表现得更加突出。如在500kV、WN变电所地网进行的现场实测，直流接地电阻值为0.0623Ω，在50Hz时接地阻抗值为0.135Ω，在128Hz时为0.236Ω。同样由于电感分量的作用，与工频情况相比，直流时，阻抗值减小了53.9

5、%；128Hz时，阻抗值则增大了74.8%。这里应当指出，上述220kV和500kV变电所大型和超大型地网的实测数据表明，接地阻抗与频率保持良好的线性关系。这与理论分析是一致的。以上情况说明，在大型和超大型地网中，应当用“接地阻抗”的概念取代“接地电阻”，方较符合实际情况。我国现行的电力行业标准DL/T621-1997“交流电气装置的接地”中，所应用的“接地电阻”概念，已经显示出了它的局限性。Ⅲ.大型地网的安全判据A．确定合理安全判据的必要性安全和经济上的合理性是变电所地网应当同时满足的两个基本要求。在高土壤电阻率地区，欲降低变电所地网的接地阻抗值，不仅十分困难，而且

6、往往很不经济、也很不合理。而在低土壤电阻率地区，即使地网的接地阻抗值达到了电力行业标准DL/T621-1997“交流电气装置的接地”规定的要求，变电所内的接触电压和跨步电压，也不一定处处都能满足人身安全和设备安全的要求。因此，对于大型和超大型地网来说，用接地阻抗值作为安全判据是值得商榷的。B．安全判据根据上述DL/T621-1997标准中第6.2.2条的规定，在有效接地和低电阻接地系统中，发电厂、变电所地网的接地电阻不符合规定时，应校验接触电压和跨步电压。在一般的情况下，这样规定是没有问题的。然而，在超高压和特高压电力系统中，中性点采用“全接地”或“非常有效接地”方式

7、，运行特性与中性点“有效接地和低电阻接地”方式的系统有所不同，单相接地故障电流较之显著增大。对于相应变电所的大型地网来说，则应把对“接触电压”和“跨步电压”的要求提到首位上来。这样，无论从保证人身安全和设备安全、还是从经济技术指标方面考虑，都会更加适用与合理。至于接地阻抗的绝对值，根据变电所当地的具体土壤条件，可以而且应当允许在一定的范围内变动。所以，新版DL/T475－2006《接地装置特性参数测量导则》规定了要测量“场区地表电位梯度”，“接触电压”，“跨步电压”等项目。C．必要的监测如所周知，地网处于地埋状态，在长期运行中可能发生腐蚀、损坏和断裂