基于变电站地网接地电阻测试技术研究

劳晓明

摘 要：为了将变电站中地网接地电阻的测试结果降到最低，技术人员需要对其环境进行检测，明确干扰因素，并选择最适合的测试技术，令接地电阻测试结果接近实际值。本文对变电站地网接地电阻测试技术进行简单介绍，阐述使用该技术可能出现的问题，重点对地网接地电阻测试技术进行研究，通过几种常见技术介绍和使用时的注意事项等，旨在为变电站技术人员工作提供参考。

关键词：变电站;地网接地电阻;测试技术

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）08-0179-02

0 引言

地网接地是变电站运行时常见的手段，指设备利用导线和接地装置连接在在一起。一般情况下，接地设备运行过程中有很高的危险性。为了令变电站在工作时保持安全性，可以使用地网接地电阻检测技术，对其进行检测，保证电力系统运行的稳定性。本文对有关内容展开了论述，具有一定的现实意义。

1 变电站地网接地电阻测试技术介绍

经过作者多年工作经验得知，现在每一个变电站正式启动前，都需要有专业的技术人员对其进行全面、科学的测试，特别要注意地网接地设备的安全情况，保证其符合变电站运行需求。还要在变电站投入运行后，对周边环境和接地电阻参数等进行定期的测试和检查，将电力系统发生安全事故的概率降到最低，保证人们用电安全。

变电站中的接地电阻测试技术的运用，受多种因素影响，产生数值的准确率很难保证，主要影响的因素为周围电磁场、地表电位差较大、地面电阻率和土壤中金属物质含量等，如变电站附近环境复杂，有大型工厂等，这就造成检测设备自身绝缘性逐渐降低，最终漏电，出现电位差，不能精准测量;或者地面有有砂性土壤组成，因其电阻率大等影响，辅助设备使用的获证中和土地接触不良，测出的最终接地电阻过大，另外，辅助地极和接地装置地网之间的电阻如果突然变化，会出现安全危险。因此，精准的测量接地电阻对变电站高效运行有重要意义。只有正确的电阻测试技术，可以有效的保证变电站工作人员人身安全。

变电站工作时，因其工作性质的特殊性，经常出现失误等，一般情况下，产生事故的原因是运维工作不到位，如接地网接地的过程中，数据的设置不准确，为变电站工作带来隐患。基于此，工作人员要在数据设置后，还要对地网接地电阻使用测试技术。可知变电站在工作初期，就要对地网接地的数据进行反复的设置和调整，令其数据符合运作要求，这样才能保证电网系统运行安全。

就目前我国电网发展情况上分析，电力企业面临着电能需求量增加的压力，为了让人们安全用电，电力企业要提升电力输送的质量，使用各种技术和方法，提升变电站中供配系统的安全性和可靠性，地网接地电阻测试技术就是保证上述内容的主要方法。地网是变电站建设过程中，最先进行的工程，所以接地电阻的测试时最先开始的内容，当变电站建设完成后，还需要定期使用该技术测量接地电阻。主要原因是变电站的运行情况影响着整个电网的运作。所以要通过接地电阻测试的方法，明确变电站工作状态，对不准确的参数进行及时调整，令其最终符合其运行要求。现在我国变电设备比较陈旧，所以每隔一段时间就需要测试，保证其正常运行。

2 变电站地网接地电阻测试技术使用出现的问题

地网接地电阻测试使用过程中，会受各种因素影响，出现问题，主要有下面几点：

第一，两次测试电阻差距大。变电站地网接地电阻测试技术使用过程中，测试出地阻值指电压极P极和接地网CE极之间的数值，而实际地阻值指接地极与地面之间的接触数值，实际测量中，很难得到真正的电阻值，测试出的数值也只在一定范围下得出。如辅助接地棒和接地网之间距离较大，测试出的电阻值逐渐和距离的关系减小，该结果因为P极和CE极两者的位置有直接关系。需要技术人员对变电站中的P极位置进行适当调整，当测试出的数据相差不大时，就可将其作为最终结果。

第二，测试过程中电表指针不固定。使用地网接地电阻测试技术过程中，经常出现电表指指针不断转动，不能停留在一个固定的位置，无法测量出精准数值，该问题产生的原因有：地网上有遗漏的电流;周边环境不确定，有很多电磁，对仪表产生干扰;受天气环境的影响，风速过大，按照电力线切割地磁力线原则，电表数值出现晃动。

第三，测量值不符合实际。测试的过程中，经常出现电阻值和实际情况不符，如显示为零或者负值等，主要原因有：地网接地电阻测试过程中，和地下的金属物品接触，或者土壤过于干燥，影响最终测量数值，出现零或者接近零的情况;地网接地电阻测试过程中，电线过长，或者连接的导线出现问题。

3 变电站地网接地电阻测试技术研究

以往变电站地网接地电阻测试过程中擦汗恒很多问题，都可能出现最终数据结果不准确，因此对其研究中，要考虑到变电站地网接地电阻测试技术的使用方法，避免不良因素的影响，将最终测试结果变为最佳，减少误差，提升工作效率。

3.1 主要技术探究

3.1.1 三级布线技术

该技术的优势为：利用增加电流极探针数，加大和土壤的接触面积，减少电流极接地的电子，增加回路电流和设备输出电流。具体操作步骤如下：第一步，使用1米左右的金属探针插入土壤中，当做电流极，测量电阻值，一般情况下测量3-5次，取平均值。第二步，挑选三根长度相同的金属探针，长度保证在1-1.2米左右，两两相连，组成一个完整的三角形电流极，连接导线插入地面，测量其电阻，同样测量3-5次，最后取平均值。经过上述两步过程，增加电流极和地面接觸，测试出的电阻更加精确。

在变电站地网接地电阻测试的过程中，使用直线法或者夹角法，此两种方法都有优缺点。第一，直线法指，将电流极和装置的距离，设置为接地装置最大角线长度的无倍左右，电位区中的点位极为零。然后使用测试设备进行检测。夹角法指两个金属探针之间的角度设置为30°，电流极和电位极与被测接地装置边缘的距离，最大对角线长度为5：1，然后使用测试仪器进行检测。经过测试试验得出，三级夹角技术测试的数据更加稳定和精确。

3.1.2 夹角补偿技术

该方法在很多变电站地网接地电阻测试技术研究中都有所运用，操作过程中，技术人员通过电压极、接地网和电流极之间的夹角和布极等做基础进行测试工作，主要操作流程为：变电站周边一定范围内，固定电流从接地极流入，从电流极流出，假设两点G和P为接地极和电压极，两点在接地极的影响下，产生电位差，记做U1;两點在电流影响下，产生电位差，记做U2。G和P两点被测电压值可计算出来，公式为：U=U1+U2，最终得出地网接地电阻为：R=。该技术使用过程中，需要注意：可能受地质环境和布极位置的影响，测试结果可能和实际有所差距。所以测试前，技术人员对变电站周边环境进行提前的观察和预测，将可能出现的干扰因素排除在外，减少测试误差;实际进行时，也需要控制误差，技术人员有效布置电流极等，将其放在和地网中心相近的位置，最大范围控制在30C以内（C为地网接地对角线长度），借此，就能将最终测试误差降低在10%之内，符合测试要求。

使用夹角测试技术对变电站地网接地电阻的测试，有工程简单、方便计算和数据获取便捷的特点。但是该技术经常受周边环境影响，获取的数据精准性稍差，所以测试过程中，技术人员可结合其他技术，获取更多的数据，经过对多种数据的验证，保证测量结果准确性。

3.1.3 阻频特性技术

该技术经常使用在220kV以上的变电站中，对地网接地电阻的测试，效果明显。阻频特性技术操作流程为：使用电压-电流表，先测量变电站电网运行过程中产生的干扰电压，结合公式，算出干扰频率。经过多次的试验和计算，一般情况下干扰频率都在40-128Hz之间。结合干扰频率，算出电阻阻抗。然后使用信号分析仪，对产生的数据进行计算和分析，得出电阻频率特征曲线。最后在曲线中插值计算出工频地网接地阻抗和接地电阻。整个工作流程中，要严格按照电压-电流方法，操作过程中，技术人员注意安全，佩戴安全防护设备，分别对辅助电压极和电流极进行放线，获取相应的数值。

阻频特性技术的使用，可以将变电站运行过程中，有效规避干扰频率的影响，并对测试电流值要求不高，只要在1安以下就可以了，借此就能大大提升数据的准确性。测试中可以使用DSP数字设备，在测试过程中，对辅助地网接地电阻的准确性不做过多要求，所以操作流程更加简单。

3.2 使用接地电阻测试技术的注意事项

3.2.1 消除地线分流的因素

架空地线的测试技术使用过程中，一般情况下，都是使用三级法测量接地电阻，此时变电站接地电阻和架空线路的地线融为一体，这就出现实际测量过程中，有些部位测量不到电流。因为电流可能从架空线路中直接流向其他方向，借此最终测量结果不再精确，比实际数值偏小。所以，变电站地网接地电阻测试技术使用时，尽量避免该现象发生，需要将不向地面流入的电流考虑进去。

3.2.2 变电站故障时地网接地电阻的测试技术

变电站在长期的工作状态下，偶尔会发生故障，主要是因为运维工作不到位，设备中相导线产生故障电流，可将其作为地网环境中的电流引线。但是实际工作中，底线和相导线即使是处于平衡的状态，其互相影响还是比较大。如果变电站出现故障，相导线中故障电流在和底线感应的作用下，会被吸取少部分电流，借此，就出现变电站中地网接地电阻测试结果不精确。因此，实际测试时，要将底线吸取相导线电流的因素考虑进去，尽量减少电流的流失，提升测试效果。

3.3 技术应用效果综述

我国变电站建设速度越来越快，很多建设地网、设置参数的过程中，可能出现不规范的情况，因此需要使用地网接地电阻测试技术，改善上述问题，提升电阻测试数值的准确性，借此可以在变电站工作过程中，减少故障的产生，并加强其维护效率。测试技术使用过程中，使用三级布线技术和夹角补偿技术等，减少流失电流带来的影响，提升地网接地电阻测试结果精准性。另外，要想优化实际测试过程中数据的精准性，可以使用短距离放线的手段进行，保证测量结果的准确性，减少技术人员工作量。当接地电阻测试结果出来后，需要进行评估，此过程中，不但要考虑变电站中的电流分布情况，还需要重视架空地线电流不能去除的状况，这样才能保证最终测量数值的精准性，符合变电站建设要求和标准。

4 结语

综上所述，经过长期试验，明确变电站地网接地电阻测试技术在变电站运行过程中的重要性，通过阻频特性技术和夹角补偿技术等，将接地电阻测试误差降到最低，进而促进我国电网的可持续发展。

参考文献

[1] 司马文霞，罗东辉，袁涛，等.地表垂直落差对接地网接地电阻测量的影响及改善措施[J].高电压技术，2018，44（05）：1490-1498.

[2] 黄爱华，吕慧娟.变电站接地网接地电阻测量方法研究[J].技术与市场，2016，23（10）：61-62.

[3] 丁平，张慧媛，张鹏飞.光伏发电大地网接地阻抗检测及影响因素[J].中国电业（技术版），2016（05）：36-39.

[4] 侯玉芬.地网接地电阻短距测量方法和降阻新技术研究[J].无线互联科技，2016（06）：104-105.