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    架空输电线路接地是什么意思|接地电阻测量原理及使用方法详解

    产品资讯2018年07月24日
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      架空输电线路接地是什么意思?架空输电线路接地主要是为了防雷,架空输电线路的雷击跳闸一直是困扰电网安全供电的难题。近年随着电网的发展,雷击输电线路而引起的跳闸、停电事故日益增多,据电网故障分类统计表明:高压线路运行的总跳闸次数中,由于雷击引发的故障约占50%—60%。尤其是在多雷、电阻率高、地形复杂的山区,雷击输电线路引起的故障次数更多,寻找故障点、事故抢修更困难,带来的损失更大。理论和运行实践证明,500KV及以下线路,雷击送电线路杆塔引起其电位升高造成“反击”跳闸的次数占了线路跳闸总次数的绝大部分。在绝缘配置一定时,影响雷击输电线路反击跳闸的主要因素是接地电阻的大小。所以,做好接地装置的检查,规范接地电阻测量方法保证线路杆塔可靠接地,并使其接地电阻值在规程要求范围内已成为线路防雷的一项重要工作。
      
      首先我们来了解一下各个配置的作用,其中接地线是指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。其中,接地线指的是电气装置、设施的接地端子与接地极连接用的金属导电部分。接地极指的是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。接地装置是接地线和接地极的总和;接地网是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。了解了这些配置,我们应该如何测试接地电阻测量原理及使用方法呢?
      
      一、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。
      
      1、接地的基本原理
      
      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。
      
      2、接地的作用
      
      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。
      
      3、输电杆塔接地的意义
      
      输电线路杆塔接装置是输电线路的重要组成部分,是接地体和接地引下线的总称。
      
      接地电阻是指接地体散流电阻、接地引下线电阻和接触电阻的总和。
      
      其作用是确保雷电流可靠泄入大地,保护线路设备绝缘,减少线路雷击跳闸率,提高运行可靠性和避免跨步电压产生的人身伤害。对输电线路杆塔接地装置进行规范管理和维护,确保接地装置完整性是降低输电线路雷击跳闸率的有效措施,降低接地装置接地电阻是提高线路耐雷水平的主要措施。
      
      二、接地电阻的测试原理
      
      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。
      
      R=U/I
      
      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。
      
      三、接地电阻测量基本方法
      
      杆塔接地电阻常用的测试方法采用补偿法较多,补偿法中的电位降发与其衍生的三极法(0.618法和30°角度法)。其介绍如下:
      
      1、0.618法
    架空输电线路接地是什么意思|接地电阻测量原理及使用方法详解  
      ▲ 0.618法原理图
      
      布线方法:
      
      电位极离接地装置的距离DGP,等于电流极离接地装置的距离DGP的0.618倍。
     架空输电线路接地是什么意思|接地电阻测量原理及使用方法详解 
      ▲ 接地极接地电阻测量接线
      杆塔接地装置接地电阻测量接线
      ▲ 杆塔接地装置接地电阻测量接线
      
      2、30度夹角法
      杆塔接地装置接地电阻测量接线
      ▲ 等腰三角形布置电极
      
      布线方法:
      
      电位极离接地装置的距离DGP,等于电流极离接地装置的距离DGC,且两极与接地装置形成的夹角为30度。
     杆塔接地装置接地电阻测量接线 
      ▲ 接地极接地电阻测量接线
      杆塔接地装置接地电阻测量接线
      ▲ 杆塔接地装置接地电阻测量接线
      
      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。
      
      3、电位降法
     杆塔接地装置接地电阻测量接线 
      ▲ 电位降法测量接线示意图
      
      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。
      
      4、钳表法
      
      钳表法测量是对传统线路杆塔接地电阻测量方法的突破,并越来越被普遍使用,但钳表法测量得到的是异频频(或中频)回路电阻,整个接地电阻易受天气、土壤或某些接地棒的腐蚀或接触不良所引起的回路电阻变化的影响,因素较多,无误差修正曲线,无标准可循。
      
      鉴于以上优缺点有必要结合电力系统输电线路的实际情况研究其使用规律和误差判断方法,建立杆塔接地电阻异频测量标准,以便实际使用中有标准可依。
      
      ▲ 钳表法测量接线示意图
      
      钳表测量一般采用异于50Hz的测量频率。钳表提供两个线圈:电流线圈提供测试电源E,在测试回路建立电流I,同时I再次被钳表内的感应线圈的二次侧所转换。回路电阻R=E/I。由于RO«Rx,R≈Rx,因此钳表显示的值可以认为是杆塔接地电阻Rx。
      
      接地电阻测量方法除上参数的补偿法外还有两点法、三点法、四极法、大电流法、变频法等。
      
      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。
      
      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

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