超长等位梯度变量接地电阻测量法

2011-05-31陈宇豪武建洁

东北水利水电 2011年10期

陈宇豪，武建洁

（1.水利部松辽水利委员会，吉林长春 130021；2.察尔森水库管理局，内蒙古乌兰浩特 137400）

接地电阻一般指接地体上的工频交流或直流电压与通过接地体而流入地下的电流之比。散泄雷电冲击电流时的接地电阻，指电压峰值与电流峰值之比，称为冲击接地电阻。接地电阻主要是电流在地下流散途径中土壤的电阻。接地体与土壤接触的电阻以及接地体本身的电阻小得可以忽略。电网中发生接地短路时，短路电流ID通过接地体向大地近似作半球形流散（接地体附近并非半球形，流散电流分布依接地体形状而异）。参见图1。

图1 流散电流分布图

图1中画出了与电流垂直的等位线，越接近接地体的等位线其电位越高。因为球面积与半径平方成正比，所以流散电流所通过的截面随着远离接地体而迅速增大。因电阻与电流通道的截面积成反比，故同半球形面积对应的土壤电阻随着远离接地体而迅速减小。一般情况下，接地装置散泄电流时，离单个接地体20 m处的电位实际上已接近零电位。

常用的接地种类有工作接地、保护接地、防雷接地和屏蔽接地等。

1）工作接地。发电机或变压器中性点的接地，又称中性点接地。其功能是保证电力系统在正常及故障情况下具有适当的运行条件，保证电力设备绝缘所需的工作条件和保证继电保护及自动装置的正常工作。

2）保护接地。把正常工作时不带电而在绝缘损坏或意外情况下可能带电的电器设备的金属外壳接地，以保证工作人员触及时的人身安全。

3）防雷接地。组成防雷措施的一部分。其作用是把雷电流引入大地。建筑物和电气设备的防雷主要是用避雷器(包括避雷针、避雷带、避雷网和消雷装置等)。避雷器的一端与被保护设备相接，另一端连接地装置。

4）屏蔽接地。是消除电磁场对人体危害的有效措施，也是防止电磁干扰的有效措施。对产生磁场的设备外壳设屏蔽装置，并将屏蔽体接地，不仅可以降低屏蔽体以外的电磁场强度，达到减轻或消除电磁场对人体危害的目的，也可以保护屏蔽接地体内的设备免受外界电磁场的干扰影响。

图2 测试方法示意图

在水利工程建设中，接地电阻的测量是非常重要的，它的指标能否满足设计要求，是保证水利工程设施及工程设备防止雷击和静电破坏、安全可靠运行的重要条件之一。一般情况下，利用“接地电阻测试仪”就可完成接地电阻测试，其原理是利用电桥等位平衡法，需要在距接地点20 m、40 m分别插入电位接地极和电流接地极就可以测试。

但是，在有些特殊情况下，接地点附近没有可插入接地电极的条件，比如被水泥、石块覆盖，坝体严禁破坏，土壤十分干燥等，此时接地电阻无法测量，如果接地电阻不满足设计要求，将留有重大隐患，直接关系到水利工程设施及工程设备的安全可靠运行，这种情况在实际工作中经常遇到。

为解决特殊情况下接地电阻测试问题，根据多年实际工作经验，总结出《超长等位梯度变量接地电阻测量法》。

在需测试点最近的有测试条件的地方，将辅测电极插入地下，电极上端打相应圆孔，周围处理干净。按照要求插入电位接地极和电流接地极，准备一条略大于需测试点到辅测电极距离长度的低阻塑封线缆，其电阻值为Rs，最好是多心软铜塑封线缆，两端焊接铜线鼻，处理干净待用。

将塑封线缆一端与辅测电极连接好，另一端放到辅测电极附近，注意段子绝缘，严禁接地或与其他到电体接触，按照要求将辅测电极、电位接地极和电流接地极与“接地电阻测试仪”连接好，测试出辅测电极的接地电阻Rf，然后断开接地端钮接到塑封线缆另一端，测出接地电阻，称为一次串联电阻Rc。