地网设备比武项目.doc

地网设备比武项目

大型地网变频接地特性测量原理 概述
传统的接地阻抗工频测试方法因测试信号与干扰信号同频（均为50Hz），所以测试数据容易受到干扰，误差较大。新型的大型地网变频接地特性测量系统，其原理是在地网中注入一个变频信号（如48Hz和52Hz），然后用选频万用表排除干扰针对该频率进行测量，以达到准确测量的目的。
地网变频接地特性测量系统一般由变频电源（变频信号源），耦合变压器和选频电压电流表三部分组成，有的产品结构上把三者装在一个机箱内，集合成一台仪器，但原理一致。输出变频信号是为了是避开50Hz的干扰信号，以达到在复杂强干扰信号下准确测量的目的。对于测试仪器来说，变频本身不是目的，只是一个技术手段，在强干扰环境下消除其它频率干扰的影响，准确测量出变频后的微弱电压电流信号，才是我们的最终目的。
成套系统中，变频信号源技术相对较成熟，其主要作用是产生一个可变频率的正弦波信号源，其主要区别在于功率大小，其它技术指标区别不大，属于被测量部分。选频万用表的主要作用是在强干扰信号下，通过复杂的软硬件系统和海量的数据运算，分离出微弱的变频正弦波信号，并对其进行准确测量，是成套系统中唯一计量、出数据部分。选频电压电流测量是成套系统能否达到排除干扰、准确测量这个最终目的的核心关键部分，也是成套系统中难度最高、最复杂的核心技术，选频抗干扰能力决定了测量准确性。

地网设备比武项目

比武分为两部分：实验室精度检测；现场实测数据比对。
实验室精度检测，仪器的精确度的准确性是现场测试数据读取准确性的前提。DL/T475-2006上也明文列出对大型地网测试仪器的要求“…选用专门仪器，仪器分辨率为1毫欧，准确度不低于1.0级…”。（即：分辨率不高于毫欧级，准确度不低于百分之一，即100V干扰读数必须《1V ）
仪器精确度无问题的情况下，进行第二大部分现场实测比武。

第一部分 实验室精度检测

一、产品外观比对
1、各部件分别拍照留存
2、各厂家仪器功能简述

二、仪器精度的对比
1、用第三方仪器（简单的可用某一万用表作为标准源），校验各厂家设备的精确度；
2、取一标准电阻，对仪器进行接地阻抗的测试。
3、对各厂家仪器与标准源测量范围内逐点校验比对，（常用校验值0V，100mV， 10V，100V，200V）（即与某一标准源进行比对）
4、对仪器直接注入工频干扰，然后偏频1Hz，比抗干扰能力。（100mV， 10V，100V，200V）

第二部分 现场实测数据比对

一、接地阻抗的测量对比
1、直线法（改变电流极前后距离；对地网注入工频干扰、高频干扰或特定某一频率干扰；改变输出功率电流大小的情况下、改变频率分别测量比对数值）
2、夹角法（改变电流极数量；对地网注入工频干扰、高频干扰或某一频率干扰；改变输出功率电流大小的情况下、改变频率分别测量比对数值）

二、接触电压、跨步电压的测量
1、选取特定的若干个测量点，分别在对地注入不同频率、不同电流的情况下对选定的几个点进行测量。
2、对地网注入工频干扰、高频干扰或者特定的某一频率进行干扰。在此情况下选频测量。

三、土壤电阻率的测量
1、单级法
2、温纳法（对其中两个桩垂直方向注入干扰）

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比武数据记录附表
试验日期： 2011年 月 日 温度： 湿度：
试验人员：
试验地点：
设计值：土壤电阻率最大允许值ρ= Ωm，设计值ρ= Ωm，短路电流I= kA
接触电压最大允许U接= V 跨步电压最大允许U跨= V
表1：精度对比
参与厂家

评比项目
精度对比（常用测试频率逐点与某标准源比对电流值）
F=45Hz 设定 A I钳= A
F=46Hz 设定 A I钳= A
F=47Hz 设定 A I钳= A
F=48Hz 设定 A I钳= A
F=49Hz 设定 A I钳= A
F=50Hz 设定 A I钳= A
F=51Hz 设定 A I钳= A
F=52Hz 设定 A I钳= A
F=53Hz 设定 A I钳= A
F=54Hz 设定 A I钳= A
F=55Hz 设定 A I钳= A
F=45Hz 设定 A I钳= A
F=46Hz 设定 A I钳= A
F=47Hz 设定 A I钳= A
F=48Hz 设定 A I钳= A
F=49Hz 设定 A I钳= A
F=50Hz 设定 A I钳= A
F=51Hz 设定 A I钳= A
F=52Hz 设定 A I钳= A
F=53Hz 设定 A I钳= A
F=54Hz 设定 A I钳= A
F=55Hz 设定 A I钳= A
测量模拟电阻0.2Ω实测（特定四个频率测量）
F=50Hz 设定 A I钳= A Z=R= Ω

F=45Hz 设定 A I钳= A Z=R= Ω
F=55Hz 设定 A I钳= A Z=R= Ω
F=48Hz 设定 A I钳= A Z=R= Ω
F=52Hz 设定 A I钳= A Z=R= Ω
F=49Hz 设定 A I钳= A Z=R= Ω
F=50Hz 设定 A I钳= A Z=R= Ω
平均值：（即50Hz等效值）
设定 A Z=R= Ω
F=50Hz 设定 A I钳= A Z=R= Ω

F=45Hz 设定 A I钳= A Z=R= Ω
F=55Hz 设定 A I钳= A Z=R= Ω
F=48Hz 设定 A I钳= A Z=R= Ω
F=52Hz 设定 A I钳= A Z=R= Ω
F=49Hz 设定 A I钳= A Z=R= Ω
F=50Hz 设定 A I钳= A Z=R= Ω
平均值：（即50Hz等效值）
设定 A Z=R= Ω
设定10mV标准在45Hz~55Hz逐点校验
F=45Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=48Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=49Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=50Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=51Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=52Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=55Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=45Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=48Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=49Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=50Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=51Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=52Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=55Hz 实测U= mV 偏差值 mV
设定100mV标准在45Hz~55Hz逐点校验
F=45Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=48Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=49Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=50Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=51Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=52Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=55Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=45Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=48Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=49Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=50Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=51Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=52Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=55Hz 实测U= mV 偏差值 mV
标准源0mV
实测：
实测：
设定1V标准在45Hz~55Hz逐点校验
F=45Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=48Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=49Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=50Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=51Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=52Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=55Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=45Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=48Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=49Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=50Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=51Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=52Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=55Hz 实测U= mV 偏差值 mV
设定10V标准在45Hz~55Hz逐点校验
F=45Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=48Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=49Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=50Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=51Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=52Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=55Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=45Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=48Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=49Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=50Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=51Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=52Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=55Hz 实测U= mV 偏差值 mV
设定100V标准在45Hz~55Hz逐点校验
F=45Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=48Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=49Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=50Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=51Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=52Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=55Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=45Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=48Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=49Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=50Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=51Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=52Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=55Hz 实测U= mV 偏差值 mV
设定200V标准在45Hz~55Hz逐点校验
F=45Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=48Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=49Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=50Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=51Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=52Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=55Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=45Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=48Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=49Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=50Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=51Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=52Hz 实测U= mV 偏差值 mV
F=55Hz 实测U= mV 偏差值 mV

表2：选频抗干扰能力对比
参与厂家

评比项目
输出功率（kw）

最大输出
电压/电流

抗干扰方式
40—60Hz步进1Hz 任意变频

抗干扰能力（标称值）

选频表

对仪器注入50Hz 10mV干扰
F=45Hz U实= V
F=48Hz U实= V
F=49Hz U实= V
F=50Hz U实= V
F=51Hz U实= V
F=52Hz U实= V
F=55Hz U实= V
F=45Hz U实= V
F=48Hz U实= V
F=49Hz U实= V
F=50Hz U实= V
F=51Hz U实= V
F=52Hz U实= V
F=55Hz U实= V
对仪器注入100mV干扰
F=45Hz U实= V
F=48Hz U实= V
F=49Hz U实= V
F=50Hz U实= V
F=51Hz U实= V
F=52Hz U实= V
F=55Hz U实= V
F=45Hz U实= V
F=48Hz U实= V
F=49Hz U实= V
F=50Hz U实= V
F=51Hz U实= V
F=52Hz U实= V
F=55Hz U实= V
对仪器注入1V干扰
F=45Hz U实= V
F=48Hz U实= V
F=49Hz U实= V
F=50Hz U实= V
F=51Hz U实= V
F=52Hz U实= V
F=55Hz U实= V
F=45Hz U实= V
F=48Hz U实= V
F=49Hz U实= V
F=50Hz U实= V
F=51Hz U实= V
F=52Hz U实= V
F=55Hz U实= V
对仪器注入10V干扰
F=45Hz U实= V
F=48Hz U实= V
F=49Hz U实= V
F=50Hz U实= V
F=51Hz U实= V
F=52Hz U实= V
F=55Hz U实= V
F=45Hz U实= V
F=48Hz U实= V
F=49Hz U实= V
F=50Hz U实= V
F=51Hz U实= V
F=52Hz U实= V
F=55Hz U实= V
对仪器注入100V干扰
F=45Hz U实= V
F=48Hz U实= V
F=49Hz U实= V
F=50Hz U实= V
F=51Hz U实= V
F=52Hz U实= V
F=55Hz U实= V
F=45Hz U实= V
F=48Hz U实= V
F=49Hz U实= V
F=50Hz U实= V
F=51Hz U实= V
F=52Hz U实= V
F=55Hz U实= V
对仪器注入200V干扰
F=45Hz U实= V
F=48Hz U实= V
F=49Hz U实= V
F=50Hz U实= V
F=51Hz U实= V
F=52Hz U实= V
F=55Hz U实= V
F=45Hz U实= V
F=48Hz U实= V
F=49Hz U实= V
F=50Hz U实= V
F=51Hz U实= V
F=52Hz U实= V
F=55Hz U实= V
总结：抗干扰抑制能力
表3：接地阻抗的测量对比
参与厂商

评比项目
测量模拟电阻0.2Ω
设定10A I钳= A
Z=R= Ω
设定10A I钳= A
Z=R= Ω
直线法/夹角法测量
（无干扰）
电流极电阻：ZC= Ω RC= Ω
电压极电阻：ZP= Ω RP= Ω
接地阻抗：
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
平均值（50Hz等效值）ZX= mΩ RX= mΩ
电流极电阻：ZC= Ω RC= Ω
电压极电阻：ZP= Ω RP= Ω
接地阻抗：
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
平均值（50Hz等效值）ZX= mΩ RX= mΩ
直线法测量
（直线法电压极向内移动5% dCG）
电流极电阻：ZC= Ω RC= Ω
电压极电阻：ZP= Ω RP= Ω
接地阻抗：
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
平均值（50Hz等效值）ZX= mΩ RX= mΩ
电流极电阻：ZC= Ω RC= Ω
电压极电阻：ZP= Ω RP= Ω
接地阻抗：
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
平均值（50Hz等效值）ZX= mΩ RX= mΩ
直线法测量
（直线法电压极向外移动5% dCG）
电流极电阻：ZC= Ω RC= Ω
电压极电阻：ZP= Ω RP= Ω
接地阻抗：
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
平均值（50Hz等效值）ZX= mΩ RX= mΩ
电流极电阻：ZC= Ω RC= Ω
电压极电阻：ZP= Ω RP= Ω
接地阻抗：
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
平均值（50Hz等效值）ZX= mΩ RX= mΩ
直线法/夹角法测量
（对地网注入工频50HZ干扰）
电流极电阻：ZC= Ω RC= Ω
电压极电阻：ZP= Ω RP= Ω
接地阻抗：
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
平均值（50Hz等效值）ZX= mΩ RX= mΩ
电流极电阻：ZC= Ω RC= Ω
电压极电阻：ZP= Ω RP= Ω
接地阻抗：
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
平均值（50Hz等效值）ZX= mΩ RX= mΩ
直线法/夹角法测量
（对地网注入高频干扰）
电流极电阻：ZC= Ω RC= Ω
电压极电阻：ZP= Ω RP= Ω
接地阻抗：
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
平均值（50Hz等效值）ZX= mΩ RX= mΩ
电流极电阻：ZC= Ω RC= Ω
电压极电阻：ZP= Ω RP= Ω
接地阻抗：
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
平均值（50Hz等效值）ZX= mΩ RX= mΩ
直线法/夹角法测量
（对地网 注入特定频率干扰F= Hz）
电流极电阻：ZC= Ω RC= Ω
电压极电阻：ZP= Ω RP= Ω
接地阻抗：
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
平均值（50Hz等效值）ZX= mΩ RX= mΩ
电流极电阻：ZC= Ω RC= Ω
电压极电阻：ZP= Ω RP= Ω
接地阻抗：
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
F= Hz ZX= mΩ RX= mΩ
平均值（50Hz等效值）ZX= mΩ RX= mΩ

表4：跨步电压、接触电压及其最大值测量原始数据记录对比
注入接地网的电流为 A，频率 Hz，系统入地短路电流 A，路径：
参与厂商

测试点
变压器前第一点（东西）
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
变压器前第一点（南北）
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
变压器前第一点（西南）
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
大门口（南北）
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
大门口（东西）
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
大门口（西南）
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
屋外照明箱
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
2#主变中性点刀闸
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv
跨步电位值U(mV)
I= A U= Mv 换算值 V
工频干扰后 U= Mv
高频干扰后 U= Mv
F= Hz 干扰U= Mv

表5：土壤电阻率测量记录表
四极等间距法测量 h=20—30cm, 电极间距d取值可为10m、15m、20m、25m、30m、 40m、50m
参与厂商

电极间距
d= m
(等间距)
F= Hz ρz= Ωm
F= Hz ρz= Ωm
平均ρz= Ωm
F= Hz ρz= Ωm
F= Hz ρz= Ωm
平均ρz= Ωm
加入工频干扰后
F= Hz ρz= Ωm
F= Hz ρz= Ωm
平均ρz= Ωm
F= Hz ρz= Ωm
F= Hz ρz= Ωm
平均ρz= Ωm
单级法
ρz= Ωm
ρz= Ωm