变电站接地网大电流测试试验及分析
2011-02-09黄德英孟贵春
黄德英，孟贵春，李 黎，龚 震
（1.重庆市电力公司永川供电局，重庆402160;2.重庆市轨道交通（集团）有限公司重庆400060;3.重庆市防雷中心，重庆400060;4.成都桑莱特科技股份有限公司重庆分公司，成都 610045）
变电站接地网大电流测试试验及分析
黄德英1，孟贵春2，李 黎3，龚 震4
（1.重庆市电力公司永川供电局，重庆402160;2.重庆市轨道交通（集团）有限公司重庆400060;3.重庆市防雷中心，重庆400060;4.成都桑莱特科技股份有限公司重庆分公司，成都 610045）
针对电力系统变电站接地网测试验收在方法上、仪器上、测试距离上的争议，按电力行业标准DL/T475－2006的指导，采用多种测试设备，对某变电站进行反复测试，得到接地电阻（阻抗）多组数据，并作分析。
地网测试;接地电阻;变电站;测量
0 引言
电力系统变电站接地网测试验收历来争议较多，其中，对接地电阻（阻抗）的测量尤其被重视。在测试方法上，常用的有直线法、夹角法、反向法等;在测试仪器上，有各国生产的小电流接地电阻测试仪，有电力系统自备的大电流测试装备;在测试距离上，有5倍地网对角线长度，放线距离长达数里，有2倍地网对角线长度，甚至小仪表放线几十米之长度。这些方法上的区别、仪器上的区别、测试距离上的区别对接地电阻的读数有没有影响，影响有多大?为解去以上疑惑，自2006年10月01日电力行业标准DL/T475－2006正式实施后，笔者在该标准的指导下，携多种测试设备，对某变电站进行了反复测试，得到多组原始数据，并进行分析。
1 被试地网基本情况
被试变电站电压等级为110kV，其地网属于新建地网。长约90m，宽约80 m，站内面积7000m2，对角线距离约120m。站内为粉砂岩风化残积土，土层浸水易软化，局部含砂粒，土壤电阻率约500Ω·m，－8m以下为红色页岩。整网要求达到0.5Ω的接地电阻设计要求。站内地网施工时进行了局部换土。
站内地网使用了Ф16mm热镀锌圆钢作为水平接地体，埋深0.8m，按（8～10）m不等间距敷设均压网格进行均压处理;每个网格节点采用了2500×50×50×5mm热镀锌角钢作为垂直接地体;在地网外围敷设了离子接地体用于降低接地电阻。
该站位于农村，预计为规划待建的工业加工区供电。站周边为空旷农田区，无河流，湖泊，地势平整，适合长、短距离的测试放线;同时除变电站自身进出线路外，区域无其它工业线路、管道、通信电缆等，加之农户人口稀少，给安全测试提供了便利。测试时间为2006年12月中旬，历时1月无雨，天气晴好，土壤干燥。满足DL/T475－2006规范6.1.2条对回路布线及4.2条对气候的要求。
2 测试目的
目的1:比较大测试电流状态下，直线法、角度法、反相法的读数差异;
目的2:比较小电流测试仪表和大电流测试装置的读数差异，欲求证小电流测试仪表能否用于大地网的接地电阻测试;
目的3:笔者见过许多县级供电局用指针表和数字表混用进行大电流测试，欲求证数字表与指针表读数异同;
目的4:求证电压线粗细对测试结果的影响;
目的5:以直线法，比较（4～5）D与2D及更近距离测试的读数差异。
3 测试部分
测试接线如图1所示。
目的1:比较大测试电流状态下，直线法、角度法、反向法的读数差异。
3.1 电流-电压表三极法
直线法（正向直线0.618法，即电压极）;
角度法（90°及 180°）;
测试地点:站内地网（不含站外）;
测试电流:交流工频50Hz;
图1 变电站地网测试放线图
测试仪器:指针电压表，指针电流表，隔离变压器，调压器，GPS定位仪。
测试要求:进出变电站避雷线全部断开。
测试方法:①正向直线0.618法，电压极放线长度为电流极长度的0.618倍，A2=290m为电压极P，A3=480m为电流极C;②180度反向法，A1=480m为电压极P，A2=480m为电流极C;③90度夹角法，A3=480m为电压极P，B1=480m为电流极C;站对角线长度D=120m，断开避雷线，电流表、电压表皆为指针表。测试结果见表1。
表1 三种测试方法数值比较表
3.2 目的2
方法:正向直线0.618法，A2=290m为电压极P，A3=480m为电流极C，站对角线长度D=120m，断开进出避雷线，电流为指针表，电压为指针表，对站内第一到第三根离子接地体进行测试，然后换4102表进行测试，测试结果如表2。
表2 大电流测试仪器与小电流测试仪器数值比较表
3.3 目的3
3.3.1 第一测试方案
方法:180度反向法，A1=480m为电压极P，A3=480m为电流极C，站对角线长度D=120m，断开进出避雷线，电流为指针表，电压为数字表，站内及站外地网一体测试结果见表3。
表3 电流为指针表，电压为数字表测试数值表
3.3.2 第二测试方案
方法:电流为指针表，电压为指针表，主变测试结果见表4。
表4 电流为指针表，电压为指针表测试数值表
3.4 目的4
方法:A1=480m为电压极P，A3=480m为电流极C，站对角线长度D=120m，断开进出避雷线，电流为指针表，电压为指针表，将电压极480m 6mm2铜线换成1.5mm2铜线，测试结果见表5。
表5 将电压极480m 6mm2铜线换成1.5mm2铜线测试数值表
3.5 目的5
方法:正向直线法，电流极以480m（4D）、240m（2D）、100m放线，改变电压极位置进行测试;断开避雷线，电流为指针表，电压为指针表，测试结果见表6。
表6 调整电压位置测试数值表
4 结语
综上所述，在对该站进行各项测试后，从记录的原始数据分析，得出如下结论:
①利用反向法测试时，当交换电流、电压极的位置后，数值差异不大;
②用指针表进行测试读数，读数较稳定，若用指针表与数字表混用，则会造成读数不稳定，测试会有偏差;
③反向法中，测试用电压线的粗细对测试结果影响较小。
④电流-电压表法测试中，电流接地线与电压接地线的长短对接地电阻值的读数没有影响，也表明在表的读数中，不需要再减去线路阻值;同时，在以后的工程测试中，需采用双线接地，避免单线接地需要减接地电阻的复杂程序。
⑤反向法中，国标描述的布线方式为电压桩P为电流桩C的一半的距离;电力行业标准描述的布线方式为P距离等于C距离，两个标准规定的布线方式所测试的数值一样。这一方面表明，只要电压桩位于了0电位区，再改变其位置没有意义。
⑥4102与大电流的比较发现，两种仪器测试结果较为相近，这表明:一方面频率高低未产生较大的阻值偏差，这或许得益于站址处于空旷区，地下无工频及高频干扰;另一方面电流的大小也未产生较大的阻值偏差，证明地下电磁环境对测试所构成的影响很小，或许可说明异频仪表具有较强的抗干扰能力;同时还表明，4102在放线长达480/290m的距离情况下，在一定程度上能够满足大地网的测试需求。
⑦90°角度法与 180°角度法测试数值基本一致。
⑧由此可以得出，测试距离越靠近地网，测试值越小，这是由于地网对测试电流的分流影响，造成测试值偏小，因此，应按照DL/T475-2006规范中对放线距离的要求，以达到较为真实的接地电阻测试值。
［1］ GB 50169-2006，电气装置安装工程接地装置施工及验收规范［S］.
［2］ DL/T-1997，交流电气装置的接地［S］.
［3］ DL/T 475-2006，接地装置工频特性参数的测量导则［S］.
An Experiment on the Current Test of the Grounding Grid of a Substation and Relevant Analysis
HUANG De-ying，MENG Gui-chun，LI Li，GONG Zhen
（1.Yongchuan Power Supply Bureau of Chongqing Electric Power Corporation，Yongchuan Chongqing 402160，China;2.Chongqing Rail Transit（Group）CO.Ltd.，Chongqing 400060，China;3.Chongqing Lightning Protection Center，Chongqing 400060，China;4.Chongqing Branch of Chengdu Sunlight Science and Technology CO.Ltd.，Chengdu 610045，China）
There have been controversies over the acceptance test of the grounding grid in substations in the aspects of approaches，instruments and measure distances.According to the standard of DL/T475-2006，this essay focuses on the experiment on a substation.After repeated tests with a variety of test devices，multiple data of grounding resistance have been gained and analyzed.
grounding grid;test;grounding resistance;substation;measure
TM63;TM862
A
1008-8032（2011）01-0065-05
2010-12-15
黄德英（1964－），工程师，研究方向:电气设计。
