某大型水电站接地网接地阻抗测量与研究

王发强1，陈健2，叶锐3

黄河水利水电开发集团有限公司，河南济源  459017

[摘要]通过远离夹角法测量接地网接地阻抗，获取接地阻抗数据。在对数据进行分析与对比后，重新选择放线方向，再次测量，并结合现场实际条件分析，验证电站接地网接地阻抗合格，接地状况良好。

[关键词]接地网；接地阻抗；数据分析

0  引言

某大型水电站工程主接地网由人工接地网和自然接地体两部分组成，总面积为约128000 m2。接地网接地扁铁深埋在地下，无法直接监视接地网的状态。通过接地网接地阻抗复核测试，可以准确掌握某大型水电站和西霞院工程接地网状态参数，监督接地网腐蚀情况。

1 接地网概况

某大型水电站工程主接地网由人工接地网和自然接地体两部分组成。其中人工接地网分别由220kV开关站接地网，溢洪道进口、尾水渠和地面副厂房接地网，地下厂房洞群接地网，前池分网，进水塔分网，消力塘分网共同形成水下和地面接地网，总面积为约128000m2。

2 接地阻抗测量

2.1测试方法

接地阻抗的测试通常宜采用远离夹角法，电流-电压线夹角布置的方式，夹角布线可以减小互感带来的影响，角度一般不宜小于30°。对超大型接地装置dCG应尽量远，一般选择dCG长度为主地网对角线长度D的4至5倍；dPG的长度与dCG相近。接地阻抗可用公式修正。试验原理接线，如图1所示。

图1  试验原理接线图

如果接地网与出线杆塔（电缆）存在电气连接，部分测试电流将通过其它金属接地体流出，即其它接地体对测试电流进行分流，对散流做出了贡献，从接地网流过的测试电流减少，导致接地阻抗测量结果偏小。

接地阻抗测试完后，对电流注入点的电流进行向量测量，然后在强干扰环境下，用罗氏线圈圈住与外界架空地线相连的杆塔，测量分流向量。地网测量示意图，如图2所示。

图2  地网测量示意图

3测试过程

接地阻抗试验，将整个接地网视作一个试品，大地视作0电位。鉴于此，必须将电位极和电流极放置于足够远的位置，以减小接地网对试验的影响，使接地网可以视作大地的一个点位，电流极注入10A异频交流电流，测量地网对地电压，计算接地阻抗，尽量确保试验数据的准确性。按照导则要求，采用远离夹角法，电流极距离接地网边缘不小于4-5倍接地网最大对角线，电位极按照不低于电流极放线距离0.6倍放线。

3.1接地阻抗测试

使用导线将信号源输出端与耦合变连接起来。

使用导线连接地网测点和电流极至耦合变输出端。

使用导线连接地网测点和电压极至电压表。

先测量电流线、电压线远端未接到接地桩时的回路电阻。如果电流线和电压线中途无破损、接地的情况下，此时电阻应为大于20kΩ以上。如开路时电阻小于5kΩ，检查线路破损情况。如线路完好，再分别测量电流极、电压极的接地阻抗值。

接好电流极、电压极开始试验。

调节调压器至试验电流，按50Hz对称偏频进行测量（如45Hz,55Hz），记录电压值，将调压器回零。

取两者平均值作为结果，计算出接地阻抗值。

接地阻抗测试完后，可收电压线，电流线保持看护，进行分流测量。

放线路径1

3.2测试分流

分流测试试验在抽水蓄能电站中心变进行，只测量与外界架空地线相连的杆塔即可。

    利用电流线回路，给地网注入一个恒定电流，一般取53Hz，或47Hz。

    首先接好无线通讯仪的天线和钳形电流互感器，然后再接220V电源。

    用无线通讯仪的电流钳钳住电流回路，并使得电流钳中的电流尽量接近其最佳工作电流值（20A），电流较小时刻多圈缠绕，然后开机。

    将给地网注入电流的接地线设想为一根杆塔，用罗氏线圈顺时针圈住该线，选频表上选择相应的频率，并进入设置，将测量模式设置为“分流”模式，返回测量界面。

    观察信号强度一栏，最好在80%以上。此时，选频表显示的角度应为0度左右 。如为-180度，请将无线通讯仪的电流钳反向钳住电流线。

方向校准好后，顺时针圈住中心变的出线杆塔，进行分流测量。只测量与外界架空地线相连的杆塔即可。记录下各杆塔分流的向量（大小和相位差）。

图3  杆塔分流近似等效模型

4 数据分析

4.1测试结果

接地阻抗测试将电流极位置放置于连地附近，电位极放置于石门村附近，正反测试（电流线与电位线倒线）数据均为20-30毫欧之间。与09年省电科院测值（0.1欧）差距明显。

4.2 数据复测

为了检验数据的可靠性，决定将电位极由南岸放置到北岸，开展第二次测试。第二次接地阻抗测试将电位极放置于洛神道附件，电流极保持原位置不变，正反测试数据均为30-40毫欧之间。

放线路径2

4.3数据分析

与前次测量数据接近，考虑到地质条件的差异，确定试验数据正常。两次试验比09年数据偏小的原因应与试验前枢纽管理区长时间降雨和水库蓄水面积达到最大，增强了接地网与大地之间的导通性有关。

4结论/结束语

接地系统在电气设备正常运行时提供公共地电位，还在系统故障时为故障电流提供释放通道，按照《电力设备预防性试验规程

DL/T 596—1996》要求，应每6年进行1次接地网参数复核测试，以监督接地网参数变化情况，以保证设备和人身安全。某大型水电站工程接地网的主要组成部分是接地扁铁，埋入水下和地下部分会随着运行时间的增加发生腐蚀，甚至断裂。接地网的变化将引起接地参数的改变，当接地阻抗等参数超出规程规定时，发生系统故障时，将导致高压电气接地系统内流过异常大电流，从而进一步造成设备系统的损坏，对进入故障范围内人员造成人身伤害。此次测量结果证明该大型水电站工程接地阻抗测试结果符合规程要求，接地网接地状况良好，为后续接地网检修维护提供了方向。

参考文献

[1]国家能源局.DL/T 475-2017接地装置特性参数测试导则

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB50065-2011交流电气装置的接地设计规范

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB50169-2016 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范

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