接地网测试.pdf

关于变电站分流问题的处理关于变电站分流问题的处理 变电站接地电阻测试要求变电站接地电阻测试要求 变电站主接地网是保证电网和电力设备安全运行的基础环节，用于满足变电运行设备工作、安全及保护接地的要求，能将故障短路电流或雷电流迅速导入大地泄放，有效降低电网过电压幅值，防止人身、设备事故扩大化。因此新建变电站必须努力创建地网施工优质工程，并严格交接验收和监理程序，确保地网交接测试结果准确有效和验收合格。目前行业标准 DL/T621 对于有效接地系统变电站保护接地装置的接地电阻要求是：R2000/I；I 为计算用流经接地装置的入地短路电流(A)，采用接地装置内、外短路时经接地装置流入地中的最大短路电流，该电流按电网最大运行方式确定，并应考虑接地装置连接的接地中性点、架空地线和电缆外皮的分流。I 值计算如下（取两式中的较大者）：I=（Imax-In）（1-Ke1）（站内接地短路）I=In（1-Ke2）（站外接地短路）式中：Imax为故障点最大接地短路电流 In为故障时流经接地中性点的最大接地短路电流 Ke1、Ke2为站内、站外短路时架空地线和电缆外皮的工频分流系数 由于系统故障短路电流越来越大，流经接地装置的入地短路电流也较大，上述接地电阻要求值比较严格、难以达到，目前工程设计和验收要求值一般采用R0.5。由此可见，现行规程对变电站接地电阻的设计和交接测试要求是明确的，即应排除与接地装置连接的接地中性点、架空地线和电缆外皮的分流影响，以便有效检验变电站主地网基建工程的施工质量和降阻效果。消除架空地线等的分流影响后变电站接地电阻测试值不应大于设计值 0.5。如果测试变电站接地电阻时不消除上述分流作用，则接地电阻要求值仍为R2000/I，但 I 在站内接地短路时取上述 Imax、站外接地短路时取上述 In，计算时取二者较大值，即取故障时流经接地装置的总短路电流，包括入地电流和分流。此时接地电阻的要求值和测试结果将大大低于 0.5。并且对变电站主地网及其通过架空地线等相连的整个接地系统的接地电阻进行测试，测试结果将存在原理性误差和较大的不确定性，要想进行准确的测量，在现有条件下存在较大的难度，特别是无法对变电站主地网施工效果进行有效的评价和验收，因此不可取。测试中存在的问题测试中存在的问题 目前我所高压室在对新建变电站主地网接地电阻测试时正是严格按照上述要求进行的。测试前均要求安装单位解除变电站全部架空地线及电缆外皮与变电站主地网的联接，对于架空地线一般是解开其在构架处与地网的联接跳线，同时确认全部出线接地开关打开。此时注入地网的测试电流 I 将全部经地网入地，无法通过接地中性点、架空地线或电缆外皮分流，采取措施准确测量地网相对于零电位点的电压 U，则实测地网接地电阻 R=U/I，最后对实测 R 值进行必要的原理性误差修正即得到被测地网的实际接地电阻。但是近期在对部分新建变电站基建工程主地网交接测试工作中，多次遇到由于整个基建工程施工进度安排不合理或变电站地网施工方原因，导致测试主地网接地电阻时无法完全将架空地线与地网隔离，严重影响试结果的有效性，测试结果只能提供参考，无法对地网施工效果进行有效的评价。其一是架空光纤地线完成安装后难以解除与地网的联接，也无法采取有效的隔离措施，特别是对变电站全部光纤地线采取隔离措施工作量大且效果不理想。其二是对架空普通地线即使解开其在构架处与地网的联接跳线，也不能保证其与地网完全隔离，因为地网施工单位经常有意或无意的将变电站地网外延部分与出线终端杆塔或其地网进行联接以加强降阻效果。例如，在对 500kV 莞城站接地电阻进行交接测试时，全部 500kV、220kV出线安装完成，试验前在构架处解除所有架空普通地线与地网的联接，但是检测发现个别终端杆塔本体仍与主地网连通（可能是地网施工所为）。此外对 3 回500kV、2 回 220kV 出线共 5 根架空光纤地线采取隔离措施，但是实测 5 根架空光纤地线与构架处地网回路电阻值为 0.251.09，可见隔离效果不理想。试验时实测 220kV 河田甲线光纤地线分流系数最大约 47%（测试时将河田甲线光纤地线在构架处金属接地、其余 4 根仍保持隔离）。在上述对普通地线解除联接、对光纤地线采取隔离措施的条件下实测莞城站接地电阻 0.491，显然如果考虑架空地线的分流影响，莞城站接地电阻将大于 0.5。值得说明的是莞城站接地电阻测试过 4 次，第一次测试时接地电阻值为 2.3（当时线路未安装无分流影响）。又如，在对 500kV 博罗站接地电阻进行交接测试时，500kV、220kV 出线大部分也安装完成，试验前对全部架空普通地线采取解除措施，4 根光纤地线无法解除联接、保持与地网连通，其中实测 500kV 鹅博乙线光纤地线分流系数 22%（其余 3 跟未测），在此条件下实测博罗站接地电阻约 0.2。显然如果考虑 4 根光纤地线的分流影响，博罗站接地电阻将远大于 0.2。事实上第一次测试博罗站接地电阻值为 2.36（当时线路未安装无分流影响）。上述问题在 220kV 李朗站及其它 220kV 变电站基建工程主地网交接测试中也遇到多次。可见，在保持架空地线与地网连通的情况下测试地网接地电阻，接地电阻测试结果只能提供参考，不能据此对变电站主地网施工效果进行评价，也无法作为工程验收依据；在存在架空地线分流条件下测试地网接地电阻，比较有效的修正措施是实测每条架空普通或光纤地线的分流值，得到全部架空地线总分流，进而得到测试电流的实际入地分量。但是上述工作量极大，考虑到地网施工时可能与线路终端杆塔本体或地网连接，实测架空地线分流需要若干工人同时登上每基终端杆塔并在每根地线外侧挂电流钳表，很难做到。事实上即使实测地线分流消除分流影响，在保持架空地线与地网连通的情况下测试地网接地电阻仍存在原理性误差，这是由地网接地电阻测试原理和目前的测试条件决定的，例如要求地网必须是有限尺寸的（如最大对角线为 D），电流、电压线布放长度也必须是有限的（一般取地网对角线的 25 倍，否则即使采用架空线路作电流、电压线工作量也极大）。本质上架空地线与地网连通将使被测接地系统尺寸较大，布放有限长度的电流、电压线很难获得真正的零电位点，使接地电阻测试存在原理性误差及较大的不确定性。此外，对运行中变电站地网接地电阻进行预防性测试也存在同样的问题，且比新建变电站更麻烦，例如，带电解除架空普通地线存在安全问题，无法解除或隔离运行中的光纤地线，电缆外皮、主变接地运行的中性点分流等。可见运行中变电站几乎不可能完全消除架空地线或接地中性点的分流作用，并且在此条件下测试地网接地电阻还存在上面的原理性误差，因此，南方电网 预防性试验规程已经取消了运行变电站接地电阻预防性定期测试项目。广东省电力试验研究所高压室向省公司工程部、生技部提交“关于新建变电站主接地网交接测试问题及意见”广东省电力试验研究所高压室向省公司工程部、生技部提交“关于新建变电站主接地网交接测试问题及意见”针对前两年对广东电网部分新建变电站基建工程主地网交接测试工作中，多次遇到由于整个基建工程施工进度安排不合理或变电站地网施工方原因，导致测试主地网接地电阻时无法完全将架空地线与地网隔离，严重影响测试结果的有效性和对地网工程的评价、验收工作。发现的问题主要是进行地网测试时线路避雷地线和架空光纤地线已引入变电站地网，造成地网测量结果不准确，其一是架空光纤地线完成安装后难以解除与地网的联接，也无法采取有效的隔离措施，特别是对变电站全部光纤地线采取隔离措施工作量大且效果不理想。其二是对架空普通地线即使解开其在构架处与地网的联接跳线，也不能保证其与地网完全隔离，因为地网施工单位经常有意或无意的将变电站地网外延部分与出线终端杆塔或其地网进行联接以加强降阻效果。由于投产工期压力和无法将架空地线与地网的连接完全隔离，在这种条件下测量的地网接地电阻值比实际值是偏小的，而偏差量又无法给出。为得到地网的实际电阻值，广东省电力试验研究所高压室向省公司工程部、生技部提交“关于新建变电站主接地网交接测试问题及意见”。（1）必须明确新建变电站主地网接地电阻交接测试目的是检验变电站主地网工程的施工效果，检验变电站地网接地电阻是否满足设计和运行要求。因此按照规程要求，进行变电站主地网接地电阻交接测试时，必须排除与接地装置连接的接地中性点、架空地线和电缆外皮的分流影响，保证测试结果的有效性。（2）解决上述新建变电站主接地网交接测试问题的根本措施是合理安排和协调新建变电站基建工程土建、地网施工项目的进度和工期，确保在线路完成安装前（全部架空地线尚未铺设至终端杆塔和变电站构架处），地网工程首先完成施工并通过交接验收测试，对于施工单位逾期完工或故意拖延的应追究责任。地网施工单位在地网敷设完毕后就应进行地网测试，若测试不合格需改造，则改造必须在架空地线和光纤地线接入变电站地网前完成，地网测试合格后才能将地线接入变电站地网。（3）明确地网施工单位在变电站地网外延部分施工或改造过程中，不得将变电站主地网接地导体与出线终端杆塔本体或地网联接，违反规定的施工单位也应追究责任，监理单位应监管到位，否则追究监管不力的责任。运行中的出线终端杆塔本体或地网只能通过架空地线在构架处与主地网连通。广东电网公司文件 广电程2005218 号 关于新建变电站主接地网施工及 交接测试事项的通知 各有关单位：为保证 110 千伏及以上新建变电站主接地网的施工质量，规范施工过程，确保接地网的技术参数达到设计和规程标准的要求，现将新建变电站主接地网施工及测试有关要求通知如下，请各单位遵照执行。一、为避免线路避雷地线和架空光纤地线对变电站接地网测试的影响，新建变电站主接地网的测试应在上述线路地线未与变电站地网连接以前进行，确保接地网测试接地电阻值反映现场实际，并符合设计和有关规程标准的要求。二、按以上测试要求，原则上变电站主接地网的测试值(多次测量的平均值)不应大于 0.5 欧姆。如变电站土壤电阻率确实较高，大于 0.5 欧姆，接地网的设计与施工按照行业标准交流电气装置的接地(DL/T621-1997)相关规定执行。三、变电站接地网应尽早进行施工并最迟在变电站土建基本施工完成前进行一次接地网测试，便于在接地网电阻值达不到要求时采取相应的改进措施。各单位要避免在变电站验收投产阶段还对接地网进行施工改造情况的发生。四、设计单位要在充分了解工程现场地质情况的前提下，认真细致地做好接地网设计工作；施工单位要对接地网施工方案认真研究、精心组织施工；监理单位要对接地网施工实施旁站监理，确保接地网施工质量满足有关标准要求。特此通知。二五年九月十六日 异频法测量系统介绍异频法测量系统介绍 采用类工频测量原理的 8000 型接地网综合测量系统是由澳大利亚红相电力公司、维多利亚电力公司联合开发的一套精确测试大型接地系统有效性、安全性的综合评估系统，通过对接地网注入一个接近于工频又有异于工频（类工频）小电流信号（1A10A），既能有效地避免工频干扰信号的影响，又能确保测量结果等效或接近接地网的工频特性参数（接地阻抗、电势分布、电流分布、接触电势、跨步电势），实现接地网的工频特性参数精确、经济和安全的测量，能够通过测量数据分析厂区的最大跨步电势、接触电势位置，通过地表电势分布能够用于分析地网的总体状况，为地网状态评估提供有效的依据。该测试系统符合新修编的电力行业标准 DL/T475-2006接地装置特性参数测量导则的技术要求，经过整流和变频后输出的类工频信号为正弦波（49Hz 和 48Hz 信号波形如下图所示），调频电压表和电流表采用高精度选频技术，具有滤波性能好，带宽窄，选频性能好，确保测量准确。克服传统工频大电流法劳动强度大，安全问题突出，以及抗干扰不够强，不能很好地解决测量准确性等问题。（a）49Hz （b）51Hz 图 8000 型类工频接地网测试系统输出的 49Hz 和 51Hz 类工频信号波形 使用 8000 型地网参数测量成套装置测量接地阻抗，其接线原理如下图所示。变频信号源 4024B 的最大输出功率为 1500VA，满足工程需要（能够输出 320A的测试电流DL/T4752006.接地装置特性参数测量导则），它输出信号的频率 f 与电网工频 f0的偏移量为f。4024B 输出的大功率信号进入变压器 4023，该变压器二次具有多达8 个抽头，以匹配不同的回路电阻，产生较大的测试电流。4023 给电流回路注入电流 I，在电压回路上产生压降 U，则接地阻抗为 Z=U/I。电压 U 和电流 I 的测量均使用频率可调万用表 4025B，该万用表具有优异的选频特性，在 f2Hz 时，噪声衰减 42dB；在在 f3Hz 时，噪声衰减 56dB。可以看出，4025B 可有效消除各种工频干扰和高频干扰。为了实现一表两用，方便电流和电压测量间的切换，电流 I 可通过罗哥夫斯基线圈测量。8000 型设备中部分仪表面板见下图。4024B 大功率变频信号源 I 罗哥夫斯基线圈 4023 耦合变压器 4025C 频率可调万用表 +U -地网 电压极 电流极 图 红相 8000 型设备测量接地阻抗接线原理图 在 f010Hz 频率范围内，接地阻抗中的电阻分量变化很小，而电抗与频率成正比关系。设在 f0-f 和 f0+f 两个频率下测量的电阻值分别为 R1和 R2，电抗值为 X1和 X2，接地阻抗为 Z1和 Z2，则地网接地电阻为 在频率 f0下地网电抗为 虽然以上两式形式相同，但含义不同，前一式子是同一量两次测量的平均值，后一式子的含义是线性插值。在频率 f0下地网接地阻抗为 上式为理论上接地阻抗的计算公式。实际上，使用 8000 型设备测量地网接地参数时，在每个频率下测到的结果是接地阻抗，并不是电阻和电抗分量，因此，在工频 f0下地网接地阻抗的近似计算公式为 2210RRR+=2210XXX+=22120202002+=+=XXRXRZ2222202120210XRXRZZZ+=+=尽管以上两式在形式上区别很大，但理论分析表明，它们的计算结果相差甚微，如对于 50Hz 工频来说，测量的频率分别为 40Hz 和 60Hz（即测量频率偏差f/f0=0.2），当地网面积很小（X0/R0=0.1）时，测量接地阻抗的相对误差为 0.020%，当地网面积很大（X0/R0=0.7）时，测量接地阻抗的相对误差为 0.44%。因此，用在 f0-f 和 f0+f 两个频率下测得的阻抗的平均值近似地网的工频接地阻抗，误差很小。4024B 大功率变频信号源 4023 耦合变压器 4025C 可调频万用表 图 8000 型成套设备中的部分仪表 接地装置的电气完整性测试接地装置的电气完整性测试 5.1 方法方法 首先选定一个很可能与主地网连接良好的设备的接地引下线为参考点，再测试周围电气设备接地部分与参考点之间的直流电阻。如果开始即有很多设备测试结果不良，宜考虑更换参考点。5.2 测试的范围测试的范围 a)变电所的接地装置：各个电压等级的场区之间，各高压和低压设备之间，包括构架、分线箱、汇控箱、电源箱等；主控及内部各接地干线，场区内和附近的通讯及内部各接地干线，独立避雷针及微波塔与主地网之间，以及其它必要部分与主地网之间。b)电厂的接地装置：除变电所内容同上，还应测试其它局部地网与主地网之间；厂房与主地网之间；各发电机单元与主地网之间；每个单元内部各重要设备、部分之间，避雷针，油库，水电厂的大坝以及其它必要的部分与主地网之间。5.3 测试中应注意的问题测试中应注意的问题 测试中应注意减小接触电阻的影响。当发现测试值在 50m以上时，应反复测试验证。5.4 测试仪器测试仪器 测试宜选用专门仪器，仪器的分辨率为 1m,准确度不低于 1.0 级。也可借鉴直流电桥的原理，在被试电气设备的接地部分与参考点之间加恒定直流电流，再用高内阻电压表测试由该电流在参考点通过接地体到被试设备的接地部分这段金属导体上产生的电压降，并换算到电阻值。采用其它方法时应注意扣除测量引线的电阻。5.5 测试结果的判断和处理测试结果的判断和处理 a)状况良好的设备测试值应在 50m以下；b)50200m的设备状况尚可，宜在以后例行测试中重点关注其变化，重要的设备宜在适当时候检查处理；c)200m1的设备状况不佳，对重要的设备应尽快检查处理，其它设备宜在适当时候检查处理；d)1以上的设备与主地网未连接，应尽快检查处理；e)独立避雷针的测试值应在 500m以上；f)测试中相对值明显高于其它设备，而绝对值又不大的，按状况尚可对待。这些界定值主要来自于东北电网超过 60 个大型接地装置测试经验的总结，做为参考。6 接地装置工频特性参数的测试接地装置工频特性参数的测试 6.1 基本要求基本要求 6.1.1 试验电源的选择试验电源的选择 a)推荐采用类工频小电流法测试大型接地装置的工频特性参数，试验电流宜在310A，频率在 4060Hz 范围，异于工频又尽量接近工频，且仪器设备符合6.5 的要求。b)如果采用工频电流测试大型接地装置的工频特性参数，则应采用独立电源或经隔离变压器供电，并尽可能加大试验电流，试验电流不宜小于 50A，测量仪器符合 6.5 的要求，并要特别注意试验的安全问题，如电流极和试验回路的看护。传统测试方法是大电流法，即向接地装置中注入有时达上百安培的工频大电流，以压倒工频和杂散信号干扰，提高测试准确度。但大电流法所需试验设备容量大，试验回路搭建困难，高电压、大电流会带来很大的安全隐患，尤其试验持续时间长，而试验回路往往延伸到变电所外几公里，很容易造成周围居民人畜伤害，同时很大的试验电流会对变电所的继电保护的正常工作带来威胁，不符合电力试验安全、高效、简便、准确的发展方向。随着试验技术和仪器设备水平的提高，目前类工频小电流法的测试仪器精度很高，分辨率可达 0.1mV，带宽非常窄，可达 1Hz，使得接地装置的测试电流能够控制在 10A 以下，安全简便，对电力系统正常运行没有干扰，是今后接地测试技术发展的方向，本导则鼓励采用这种方法。当不具备类工频小电流测试条件而不得不采用大电流法测试时，应注意消除干扰，采用独立电源或隔离变并尽量加大试验电流。原导则中提及“试验电流不宜小于 30A”，GB/T 17949.12000 中提及宜在 50A 以上，本导则采用国标的提法。6.1.2 测量回路的布置测量回路的布置 测量接地装置工频特性参数的电流极应布置得尽量远，参见图 1，通常电流极与被试接地装置边缘的距离 dCG应为被试接地装置最大对角线长度 D 的 45倍；对超大型的接地装置的测试，可利用架空线路做电流线和电位测试线；当远距离放线有困难时，在土壤电阻率均匀地区可取 2D；在土壤电阻率不均匀地区可取 3D。测量回路应尽量避开河流、湖泊；尽量远离地下金属管路和运行中的输电线路，避免与之长段并行，与之交叉时垂直跨越；注意减小电流线与电位线之间的互感的影响。6.1.3 电流极和电位极电流极和电位极 a)电流极的电阻值应尽量小，以保证整个电流回路阻抗足够小，设备输出的试验电流足够大。b)可采用人工接地极或利用高压输电线路的铁塔作为电流极，但应注意避雷线分流的影响。c)如电流极电阻偏高，可尝试采用多个电流极并联或向其周围泼水的方式降阻。d)电位极应紧密而不松动地插入土壤中 1020cm。6.1.4 试验电流的注入试验电流的注入 大型接地装置工频特性参数测试时，试验电流的注入点宜选择单相接地短路电流大的场区里，电气导通测试中结果良好的设备接地引下线处。小型接地装置的测试可根据具体情况参照进行。6.1.5 试验的安全试验的安全 试验期间电流线严禁断开，电流线全程和电流极处要有专人看护。6.2 接地阻抗的测试接地阻抗的测试 6.2.1 测试方法测试方法 6.2.1.1 I IE EE EE E 推推推推荐荐荐荐的的的的电电电电位位位位降降降降法法法法 电位降法测试接地装置的接地阻抗即是按图 1 布置测试回路，且符合 6.1.2的要求。流过被试接地装置 G 和电流辅助极 C 的电流 I 使地面电位变化，电位极 P从 G 的边缘开始沿与电流回路呈 3045的方向向外移动，每间隔 d（50m或 100m 或 200m）测试一次 P 与 G 之间的电位差 U，绘出 U 与 x 的变化曲线，典型曲线参见附录的图（a）。曲线平坦处即电位零点，与曲线起点间的电位差即为在试验电流下被试接地装置的电位升高 Um，接地装置的接地阻抗 Z 有：IUZm=（1）如果电位测试线与电流线呈角度放设确实困难，可与之同路径放设，但要保持尽量远的距离。如果电位降曲线的平坦点难以确定，则可能是受被试接地装置或电流极 C的影响，考虑延长电流回路；或者是地下情况复杂，考虑以其它方法来测试和校验。6.2.1.2 电流电压表三极法电流电压表三极法 a)直线法 电流线和电位线同方向（同路径）放设称为三极法中的直线法，示意图见图2。dCG如 6.1.2 的要求，dPG通常为 0.50.6 倍 dCG。电位极 P 应在被测接地装置G 与电流极 C 连线方向移动三次，每次移动的距离为 dCG的 5左右，如三次测量的结果误差在 5以内即可。大型接地装置一般不宜采用直线法测量。如果条件所限而必须采用时，应注意使电流线和电位线保持尽量远的距离，以减小互感耦合对测量结果的影响。接接接接地地地地电电电电阻阻阻阻测测测测量量量量引引引引线线线线间间间间互互互互感感感感产产产产生生生生的的的的干干干干扰扰扰扰消消消消除除除除（新导则不主张用直线法测量接地网接地电阻）7.输电线路杆塔接地装置的接地阻抗测量输电线路杆塔接地装置的接地阻抗测量 7.1 一般要求一般要求 7.1.1 杆塔接地阻抗测量宜采用三极法，对新建的杆塔接地装置的交接验收应采用三极法测量。7.1.2 测量应遵守现场安全规定，雷云在杆塔上方活动时应停止测量，并撤离测量现场。7.2 三极法三极法 7.2.1 测量方法测量方法 三极法测量输电线路杆塔接地装置接地阻抗的方法和原理与发电厂和变电所接地装置的基本相同，见图 6，只是由杆塔接地装置的最大射线的长度 L 取代原接地装置的最大对角线长度 D。由于杆塔离城乡较远，没有交流电源，且地网较小，杆塔接地装置的接地电阻一般采用接地电阻测量仪测量。电流线和电位线的布线方式主要有直线法和 30夹角法两种。a)电位极 P 离杆塔基础边缘的直线距离 dPG取 2.5L，电流极 C 离杆塔基础边缘的直线距离 dCG取 4L。dGC取 4L 有困难时，若接地装置周围土壤较为均匀，dCG可以取 3L，而 dPG取 1.85L。如果被测杆塔无射线，L 可以按照不小于杆塔接地极最大几何等效半径选取。b)如果接地装置周围的土壤电阻率较均匀，参照 6.2.1.2 可以采用电流线和电位线 30夹角法测量，此时 dCGdPG=2L。7.2.2 注意事项注意事项 a)测量杆塔的接地电阻前，应拆除被测杆塔所有接地引下线，把杆塔塔身与接地装置的电气连接全部断开。b)应避免把测量用的电压极和电流极布置在接地装置的射线上面，且不宜与接地装置的放射线延长接地极平行或同方向布线。c)当发现接地阻抗的实测值与以往的测量结果有明显的增大或减小时，应改变电极的布置方向，或增大电极的距离，重新进行测量。d)采用图示的的三端子接地电阻测试仪测试时，应尽量缩短接地极接线端子 G与接地装置之间的引线长度。该部分关于三极法测试的内容与原导则没有大的差异，主要在于对钳表法使用的限定。钳表法从原理上就有很大的局限性，本应慎用甚至禁用，但它突出的优点是简便，在送电工区里很受欢迎，更重要的是这种方法已在大量的使用。如果回避钳表法，则无助于它的规范应用，所以本导则着力严格钳表法的使用条件。7.3 钳表法钳表法 7.3.1 钳表法的测量原理 钳表法测量杆塔接地电阻的原理和方法参见 DL/T 845.5 2004 电阻测量装置通用技术条件 第 5 部分：杆塔工频接地电阻的测量。钳表法实际上是测量杆塔接地阻抗与杆塔架空地线和临近杆塔的接地阻抗形成的回路的阻抗，在一定条件下才近似为所测杆塔接地装置的接地阻抗，因此具有很大的局限性。实际测量中，c)这条往往无法得到满足，由于与被测杆塔接地装置并联的塔身基础的自然接地电阻一般都不足够大，造成对测试电流的分流将直接影响测量结果的正确性，这也是钳表法应慎用甚至禁用的原因之一。.土壤电阻率的测量土壤电阻率的测量 8.1 一般要求一般要求 8.1.1 土壤电阻率测试应避免在雨后或雪后立即进行，一般宜在连续天晴 3 天后或在干燥季节进行。在冻土区，测量电极须打入冰冻线以下。8.1.2 尽量减小地下金属管道的影响。在靠近居民区或工矿区，地下可能有水管等具有一定金属部件的管道的地方，应把电极布置在与管道垂直的方向上，并且要求最近的测量电极(电流极)与地下管道之间的距离不小于极间距离。8.1.3 为尽量减小土壤结构不均匀性的影响，测量电极不应在有明显的岩石、裂缝和边坡等不均匀土壤上布置；为了得到较可信的结果，可以把被测场地分片，进行多处测量。8.2 单极法单极法 测量土壤电阻率的单极法是指在被测场地打一直径为单极的垂直接地体电极，见图 7，埋设深度为 h，用接地阻抗测试仪测量得到该单极接地体的接地电阻 R，然后由下式得到等效土壤电阻率。dhhR4ln2=（7）单极法测量的准确性与测试电极与土壤接触的紧密程度关系很大。单极接地极的直径d 应不小于1.5cm，长度应不小于1m。改变被试电极的埋设深度h，测得接地电阻值R，可反映不同深度的土壤电阻率的变化。单极法能测试相当于被试电极埋设深度h的510倍的土壤电阻率，但该方法需要多次测量接地电阻。单极法只适用于土壤电阻率较均匀的场地。单极法能测量被试电极邻近地区(相当于被试电极埋设深度h的5到10倍)的土壤电阻率，如果要测量距被试电极较远地区或较大区域的土壤，将长的被试电极打入土壤是不现实的，单极法只适用于土壤电阻率较均匀的场地。测量较大区域土壤，以及水平或垂直分层土壤不均匀的土壤特性，应采用四极法测量。8.3 四极法四极法 8.3.1 测量方法测量方法 如果要测量距被试电极较远地区或较大区域的土壤，以及水平或垂直分层土壤不均匀的土壤特性，应采用四极法测量。a)四极等距法或称温纳（Wenner）法。图8(a)是四极等距法的原理接线图，两电极之间的距离a应等于或大于电极埋设深度h的20倍，即a20h。测试电流流入外侧两个电极，而测量内侧两个电极间的电位差，由接地阻抗测量仪的测量值R，得到被测场地的视在土壤电阻率 =2a R （8）b)四极非等距法或称施伦贝格巴莫（SchlumbergerPalmer）法。当电极间距相当大时，四极等距法内侧两个电极的电位差迅速下降，通常仪器测不出(或测不准)如此低的电位差，为了能测量大间距电流极时的土壤电阻率，此时可用图8(b)的电位极布置方式，电位极布置在相应的电流极附近，可升高所测的电位差值。如果电极的埋设深度h与其距离a和b相比较很小时，所测得的土壤电阻率 =a(a+b)R/b （9）其中a为电流极与电位极间距，b为电位极间距。单极法和四极等距法或称温纳法均沿用原导则的写法，结构上做些微调。增加了四极非等距法，也称施伦贝格巴莫法，以增加本导则的适用性。四极非等距法在理论和实践上都是较成熟的方法，在GB/T17949.12000中也被引用。图8 四极法测量土壤电阻率的原理接线图 8.3.2 测量要求及结果处理测量要求及结果处理 测量电极宜用直径不小于1.5cm的圆钢或25254mm的角钢，其长度均不小于40cm。被测场地土壤中的电流场的深度，即被测土壤的深度，与极间距离a有密切关系。当被测场地的面积较大时，极间距离a也相应地增大。在各种电极间距时得出的一组数据即为各种视在土壤电阻率，以该数据与间距关系的关系汇成曲线，即可判断该地区是否存在多种土壤层或是否有岩石层，还可判断其各自的电阻率和深度。为了得到较合理的土壤电阻率的数据，宜改变极间距离a，求得视在土壤电阻率与极间距离a之间的关系曲线=f(a)，极间距离的取值可为5、10、15、20、30、40m、，最大的极间距离amax可取拟建接地装置最大对角线的三分之二。土壤电阻率测量注意事项土壤电阻率测量注意事项 (a)尽量减小地下金属管道的影响。在靠近居民区或工矿区，地下可能有水管等具有一定金属部件的管道。如果测量电极布置不恰当，则地下管道会影响测量结果。在地下有管道的地方，应把电极布置在与管道垂直的方向上，并且要求最近的测量电极(电流极)与地下管道之间的距离不小于极间距离。(b)尽量减小土壤结构不均匀性的影响。土壤结构不均匀性对视在土壤电阻率有很大的影响，测量电极不应在有明显的岩石、裂缝和边坡等不均匀土壤上布置。为了得到较可信的结果，可以把被测场地分片，进行多处测量。输电线路杆塔接地装置的接地电阻测量输电线路杆塔接地装置的接地电阻测量 定义定义 接地接地：指将电力设备、杆塔或过电压保护装置用接地线与接地体连接起来。接地电阻是指电力设备的接地部分的对地电压与接地电流之比。对于线路而言，杆塔接地主要是用于防雷接地，其作用是安全导泄强大的雷电流，使雷电流在短时间内迅速通过接地体流入大地，保证线路设备不会因雷电流的冲击而损坏，造成线路停电事故。接地极：接地极：埋入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各种金属构件、金属井管、钢筋混凝土建（构）筑物的基础、金属管道和设备等称为自然接地极。接地线 接地线：电气装置、设施的接地端子与接地极连接用的金属导电部分。（对于杆塔接地线的连接，有的杆塔是一根或多根接地极在杆塔基础内或在地中金属连接后再通过一根或多根接地线与杆塔塔身相连，有的杆塔的接地极是分别通过各自的接地线直接与杆塔塔身相连。）接地装置接地装置：接地线和接地极的总和。接地电阻接地电阻：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。接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地极流入地中电流的比值。按通过接地极流入地中工频交流电流求得的电阻，称为工频接地电阻。三极法三极法：由接地装置、电流极和电压极组成的三个电极测量接地装置接地电阻的方法。电流极电流极：为给大地注入测量接地电阻所需的测试电流而临时布置入地中的导体。电压极电压极：为测量接地电阻所选的参考零电位而临时布置入地中的导体。钳表法钳表法：使用钳形接地电阻测试仪对有避雷线且多基杆塔避雷线直接接地的架空输电线路杆塔接地装置的接地电阻进行测试的方法。钳形接地电阻测试仪钳形接地电阻测试仪：钳形接地电阻测试仪是一种用来测量闭合接地回路电阻的仪器，一般由钳形电压互感器、钳形电流互感器和电子测量部分组成。重要性和测试存在的问题重要性和测试存在的问题 随着电力系统电力输送网络的扩大，输电线路不断的增加，为了保障输电线路的正常运行，线路的防雷工作就显得非常重要了。其中对杆塔接地电阻的测量就尤为突出。我们测量杆塔接地电阻的目的是为了得出杆塔真实的接地电阻值，了解其变化，以便于采取相应的措施维持或降低其接地电阻值，防止由于出现阻抗过大而导致接地事故的发生。目前测量杆塔接地装置接地电阻的测量方法和仪器种类繁多，测量原理不同，适用的条件也不同。当使用条件与要求的条件不符时，将会产生较大的测量误差，尤其是部分场合使用钳型接地电阻测量仪测量的杆塔接地电阻误差较大。其次，在使用补偿法测量时，方法不规范。测量方法测量方法 在接地电阻测试中，我们常用的测量方法有电流电压法（也叫三极法）、回路法（也叫钳表法）、选择性补偿法等等。主要有前两种，按照三极法采用接地电阻测试仪进行测量，按照钳表法采用钳型接地电阻测试仪进行测量。DL/T 8872004杆塔工频接地电阻测量标准规定了杆塔工频接地电阻的术语和定义、测量的一般性规定、测量杆塔工频接地电阻的三极法和钳表法。本标准适用于采用三极法测量杆塔的工频接地电阻，也适用于采用钳表法测量有避雷线且多基杆塔避雷线直接接地的架空输电线路杆塔的工频接地电阻。三极法三极法：由接地装置、电流极和电位极组成的三个电极测量接地装置接地阻抗的方法。三极法测量输电线路杆塔接地装置接地电阻的方法原理与发电厂和变电所接地装置接地电阻的测量方法的原理基本相同，但由于杆塔离城乡较远，没有交流电源，且地网较小，杆塔接地装置的接地电阻一般采用接地电阻测量仪测量。三极法又称为电流电压补偿法，主要有直线法和30夹角法两种。钳表法钳表法：不必布置电流极和电位极，不用断开杆塔接地螺栓连接，根据单钳型回路电阻测试仪的原理测试杆塔接地装置的接地阻抗的方法。一般要求一般要求 杆塔接地电阻测量宜采用三极法，对新建的杆塔接地装置的交接验收应采用三极法测量。使用三极法测量时，应采用合理的电极布置方式，以提高测量结果的可信性。对杆塔的日常维护和接地电阻预防性检查，在符合规定的情况下可以采用钳表法测量。对杆塔第一次采用钳表法测量时，应同时使用三极法进行对比测量，确定两者之间的测量增量（钳表法测量结果与三极法测量结果的差），以便今后比较。杆塔接地电阻测量宜安排在干燥季节和土壤未冻结时进行，不应在雨后立即进行。测量应遵守现场安全规定。雷云在杆塔上方活动时应停止测量，并撤离测量现场。三极法测量原理三极法测量原理 电压极P和电流极C离杆塔基础边缘的直线距离dGP=2.5l和dGC=4l，l为接地装置的最大射线的长度，dGP为接地装置G和电压级P之间的直线距离，dGC为接地装置G和电流级C之间的直线距离。测量杆塔接地电阻dGC取4l有困难时，若接地装置周围土壤较为均匀，dGC可以取3l，而dGP取1.85l。如果被测杆塔无射线，l可以按照不小于杆塔接地极最大几何等效半径选取。如果接地装置周围的土壤电阻率较均匀，可以采用30夹角法测量输电线路杆塔接地电阻，电压极P和电流极C离杆塔基础边缘的直线距离dGPdGC=2l，电压极和接地装置边缘的连接线与电流极和接地装置边缘的连接线之间的夹角 约为30。电流电压法测试数据准确，并且仪表均为常用仪表，不需另配专用仪表。适用于该种测量方法的仪表主要有ZC-8接地电阻测试仪、LEM GEO easy接地电阻测试仪、LEM GEOX T线路杆塔多功能接地电阻测试仪、4102接地电阻测试仪。ZC-8接地摇表作为目前最常见的一种小型接地系统测量仪表，具有重量轻、携带方便、体积小的优点。但由于仪表采用手摇发电机，存在着输出不稳定、电流小、抗干扰能力弱、测量精度差等缺点，因而逐渐在被新型仪表所取代。并且，该设备无法屏蔽分流回路，不能适用于选择性补偿法的测量方法。因而不适用于土壤电阻率较大的杆塔线路测量工作。一般要求一般要求 采用三极法直线测量时，应采用合理的电极布置方式，以提高测量结果的准确性和可信性。宜采用GPS进行定位参考，指导电极位置选点、电极距离和夹角是否满足测试要求，以有效改进测试质量，提高测量效率。目前 GPS 的应用已经越来越广泛，其易用性和轻便性也越来越突出，不仅可以利用 GPS 导航功能辅助电极位置选点还可以利用测距功能校验电极距离是否满足测试要求，充分利用这一技术手段可有效改进测试质量，并达到提高工作效率的目的。测量前应核对被测杆塔的接地极布置型式和最大射线长度，以便确定测量方法、布线方案和长度，记录用GPS定位的电极坐标和放线长度、角度，杆塔编号、接地极型式、土壤状况、湿度和气温等基本测量资料。当采用上述方法发现接地电阻的实测值与以往的测量结果有明显的增大或减小时，应改变电极的布置方向，或增大电极的距离，重新进行测量。注意事项注意事项 测量杆塔的接地电阻前，应拆除被测杆塔所有接地引下线，把杆塔塔身与接地装置的电气连接全部断开。测量前应核对被测杆塔的接地极布置型式和最大射线长度，记录杆塔编号、接地极编号、接地极型式、土壤状况和当地气温，按照要求布置电流极和电压极。布置电流极和电压极时，应避免把测量用的电压极和电流极布置在接地装置的射线上面，且不宜与接地装置的放射线延长接地极平行或同方向布线。测量用的电流极和电压极的回路电阻不应超过测量仪表规定的范围，否则会使测量误差增大。可以通过将测量电极更深地插入土壤并与土壤接触良好、增加电流极导体的根数、给电流极浇水(或盐水)等方法降低电流极的回路电阻。尽量减小地下金属导体的影响。在工业区、居民区或城市内，地下