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接地测试技术(2013版)
接地测试技术
----主讲人:方春林
目录
一、概述
二、测试原理
三、测试方法
四、测试仪器(接地摇表)
五、杆塔工频接地电阻的测量
六、土壤电阻率的测量
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一、概述
接地的定义
电力标准中的定义: 将电力系统或建筑物中电气装置、设施的某些导电部分,经接地线连接至接地极。
接地从原理上看是为电流流入大地提供一条低电阻路径。
从工程实用观点来看就是在线路或电气设备发生接地故障时为故障电流流回电源提供一条低电阻 路径。
接地的根本原理
接地的作用主要是利用接地极把故障电流或雷电流快速地泄放进大地中, 以达到保护人身安全和电气设备安全的目的。
接地的作用
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部分名词解释
接地极:埋人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、钢筋混凝土建筑物的基础、金属管道和设备等称为自然接地极。
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。
接地装置 : 接地线和接地极的总和
接地网 :由垂直和水平接地极组成的供发电厂、变电所使用的兼有泄流和均压作用的较大型的水平网状接地装 置 。
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人地中电流的比值。
按通过接地极流人地中工频交流电流求得的接地电阻,称为工频接地电阻;
按通过接地极流人地中冲击交流电流求得的接地电阻,称为冲击接地电阻
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接地电阻就是通过接地装置泄放电流时表现出的电阻,它在数值上等于流过接地装置入地的电流与这个电流产生的电压降之除。
二、接地电阻的测试原理
测量接地极接地电阻的基本原理就是测量接地极在大地土壤中的电位降。因此,测量接地极接地电阻的基本方法就是电位降法。
基本原理
图2.1 基本原理图
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杆塔接地电阻常用的测试方法:
(1)0.618法
(2)30度夹角法
(3)电位降法
(4)钳表法
三、接地电阻的测试方法
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0.618法
图3.1 0.618法原理图
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30度夹角法
图3.2 等腰三角形布置电极
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30度夹角法的局限性:
由于线路杆塔所在地通常为山区,地形复杂,30度夹角不易控制,建议在山区测量杆塔接地电阻时不宜采用该方法。
电位降法
当接地装置所处的土壤不均匀时,零电位区就会偏离0.618DGC,此时,可将电压极沿直线方向,在50%DGC到80%DGC 范围内以5%DGC的间距测量多个电压值,绘制电压变化曲线,找到零电位区,确定地网的接地电阻值,即电位降法。
图3.3 电位降法测量接线示意图
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放线长度和土壤不均匀对测量结果的影响
由测试原理所决定,无论是0.618法还是30度夹角法,都要求有足够大放线距离,以便将接地装置近似为半球形电极,才能保证测试精度满足工程测试要求。若放线长度过小,会造成测试值严重偏小。
土壤不均匀对于变电站、发电厂大型地网的影响较大,因此在进行大型地网接地电阻测试时一般不用0.618法直接测量,而是采用电位降法寻找零位区。
对于杆塔接地电阻测量,由于杆塔接地装置较小,布线长度较短,土壤不均匀对测试结果影响较小,可直接采用0.618法直接测量。
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影响测量结果的主要因素
1、放线长度对测试结果的影响
2、土壤不均匀对测量结果的影响
3、布线方向对测试结果的影响
4、电压极、电流极引线间互感对测量结果的影响
5、钳表法测量误差
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四、测试仪器
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伏安法
E型摇表
国产接地摇表
数字式接地电阻仪
钳形接地电阻仪
(单钳和双钳)
一、发展历程
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这是根据接地电阻的定义而产生的非常原始的方法。在测定电阻时须先估计电流的大小,选出适当截面的绝缘导线,在预备试验时可利用可变电阻R调整电流,当正式测定时,则将可变电阻短路,由安培计和伏特计所得的数值可以算出接地电阻。
伏安法
(上个世纪)五六十年代苏联的E型摇表取而代之了伏安法,由于携带方便,又是手摇发电机,因此工作量比伏安法简单。
E型摇表
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七十年代国产接地电阻仪问世,如:ZC-28,ZC-29,ZC-8无论在结构、体积、重量、测量范围、分度值、准确性,都要胜于“E”型摇表。因此,相当一段时间内接地电阻仪都以上海生产的ZC系列为代表的典型仪器(三极法)。
国产接地摇表
八十年代数字接地电阻仪的投入使用给接地电阻测试带来了生机,但测试的接线方式同ZC系列没什么两样。另外还有一个缺点,就是实验电流太小,不适合测试较大的地网。普通的测量精度不如ZC系列。
数字式接地电阻仪
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九十年代钳口式地阻仪的诞生打破了传统式测试方法。它最大特点是不
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