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大型接地網(wǎng)接地電阻測量誤差分析和對策

文檔作者：張培剛陳章偉張國鳴文檔來源： 1．國電浙江北侖第一發(fā)電有限公司，浙江寧波315800；2．浙江浙能北侖發(fā)電有限公司，		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年02月10日
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2009年第2期 浙江電力
ZHEJIANG ELECTRIC POWER 81
大型接地網(wǎng)接地電阻測量誤差分析和對策
張培剛 。陳章偉 ，張國鳴
(1．國電浙江北侖第一發(fā)電有限公司，浙江寧波315800；2．浙江浙能北侖發(fā)電有限公司，浙江寧波315800)
摘 要：結(jié)合北侖發(fā)電廠大型接地網(wǎng)接地電阻的實(shí)測，分析了引起大型接地網(wǎng)接地電阻測量誤差的原
因，并提出了消除干擾的方法和對策，在現(xiàn)場實(shí)測時(shí)加以應(yīng)用，測量結(jié)果與理論計(jì)算分析結(jié)果相吻合。
提出的測量方法對今后測量大型接地網(wǎng)接地電阻具有參考意義。
關(guān)鍵詞：接地網(wǎng)；接地電阻；測量；對策
中圖分類號：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1007—1881(2009)02—0081—03
Error Analysis and Countermeasure for Large Grounding Grid Resistance M easurement
ZHANG Pei-gang ， CHEN Zhang—wei ， ZHANG Guo．ming
(1．Guodian Zhejiang Beilun NO．1 Power Generation Co．Ltd．，Ningbo Zhejiang 3 15800，China；
2．Zhejiang Energy Beilun Power Generation Co．Ltd．，Ningbo Zhejiang 3 1 5800，China)
Abstract：Based on the measurement of large grounding grid resistance in Beilun Power Plant，this paper analyses
the reason of measurement error of large grounding grid resistance，and offers a solution to eliminate the error．
This solution was applied in site measure successfully．The measured result matched with theory calculation．The
measurement solution presented by this paper will be useful to measure large grounding grid resistance in future．
Key words：grounding grid；grounding resistance；countermeasure
大型接地網(wǎng)接地電阻的測量，由于涉及范
圍大，環(huán)境干擾源多，給準(zhǔn)確測量帶來一定的困
難。通過北侖發(fā)電廠先后3次的測量實(shí)踐，應(yīng)用
多種測量方法，取得了不同的測量結(jié)果，并作了
相應(yīng)的分析。
1 北侖發(fā)電廠接地網(wǎng)測量
1．1 接地網(wǎng)概況
北侖發(fā)電廠接地裝置分兩期施工，全廠接
地電阻設(shè)計(jì)值要求小于0．043 Q，地網(wǎng)分為升壓
站、主廠房、輔助廠房、煤場等部分。各部分相
互連接，形成一個(gè)大接地閉合回路。北侖發(fā)電廠
的地網(wǎng)面積約為644 100 rn2；地網(wǎng)最大對角線的
長度為1 170 m。一次接地網(wǎng)采用185 mIT12的銅
絞線。
由于廠址地處海邊，土壤電阻率很低，最初
的資料記載為5～45 Q·ITI。廠區(qū)內(nèi)不同地點(diǎn)的
地表面及地表到2．5～3．5 in深度處的土壤電阻
率實(shí)測值均不同，考慮到干旱和冰凍等季節(jié)因素
以及施工中某些地網(wǎng)干線埋于泥石回填土之中等
不利因素，設(shè)計(jì)時(shí)取平均土壤電阻率為45 Q ·
in，地表取50 Q ·in。
北侖發(fā)電廠投運(yùn)后，多次對接地電阻進(jìn)行測
量，測量值的離散性比較大，而大多數(shù)的測量值
在0．2～0．6 Q之間，與0．043 n的要求相去甚
遠(yuǎn)。對接地網(wǎng)進(jìn)行了開挖檢查， 當(dāng)挖到1．4 in深
時(shí)，就見到地下水，檢查發(fā)現(xiàn)地下接地網(wǎng)處在地
下水中，且沒有腐蝕。電廠水平地網(wǎng)所在的土壤
所含水份基本不隨季節(jié)變化而變化，土壤電阻率
穩(wěn)定?？梢耘懦虻鼐W(wǎng)銹蝕或季節(jié)因素的影響而
導(dǎo)致接地網(wǎng)接地電阻增大的可能性。
1．2 接地電阻測量
工程上測量接地網(wǎng)接地電阻時(shí)，無論是工頻
法還是變頻法，其測量電極(電流極和電位極)布
置方式和要求是一樣的，應(yīng)用最多的是三極法。
三極指的是接地極(即接地網(wǎng))、電流極和電位
極。常用的電極布置方式有：電位降法、補(bǔ)償法
和遠(yuǎn)離法。補(bǔ)償法有直線0．618法和夾角30~
法。
北侖發(fā)電廠接地網(wǎng)接地電阻歷次測量方法和
82 浙江電力 2009年第2期
地網(wǎng) ‘．
電流注入點(diǎn)
極
N：29。E：12l。
(c)
圖1 北侖發(fā)電廠大型接地網(wǎng)3次接地電阻測試簡圖
結(jié)果見表1，3次接地電阻測試布置見圖1。
2 接地電阻測量誤差分析
2004年4月和2005年3月2次接地電阻測
量數(shù)據(jù)與2005年l1月接地電阻測量數(shù)據(jù)相比偏
差較大，引起接地電阻測量誤差可能的原因及對
策分析如下。
2．1 零序電流的干擾
根據(jù)測量結(jié)果，干擾電壓V0值分別為1 V、
0．3 V、0．4 V，如果接地網(wǎng)的真值為0．02 Q，即
注入地網(wǎng)的電流分別為50 A、15 A、2O A，這一
值已和測量時(shí)注入的電流值差別不大，此時(shí)
和正反相測量所得的 +、 一在同一數(shù)量級，任
何微小的誤差就可以引起(v；+V )／2一v 3的大
幅度變化，給測量帶來誤差。
有兩種改進(jìn)辦法：
(1)加大注入電流，但受到試驗(yàn)設(shè)備和環(huán)境
條件的限制，注入接地網(wǎng)的電流不可能無限加
大。同時(shí)為了加大注入電流，必須提高電源的輸
出電壓。2005年11月測量時(shí)，注入電流增大到
7O A以上，輸出電壓達(dá)到了800 V。在試驗(yàn)中應(yīng)
做好安全防范工作。
(2)采用異頻測量的方法，但由于地網(wǎng)太
大，接地電阻太小，普通的20 mA級異頻測量儀
不合適，宜用大電流的異頻測量儀，提高信噪比
和測量精度，2005年11月測量時(shí)采用的異頻電
源注入的電流達(dá)到了10 A。
2．2 電磁干擾
500 kV大型變電站內(nèi)的電磁干擾嚴(yán)重，干
擾的波形復(fù)雜，波形、幅值隨時(shí)變化。測量時(shí)可
采用加大注入電流以提高信噪比來抑制這類干
擾，試驗(yàn)設(shè)備也應(yīng)盡量遠(yuǎn)離干擾源。
表1 北侖發(fā)電廠接地網(wǎng)接地電阻3次測量的方法和結(jié)果
2009年第2期 張培剛，等：大型接地網(wǎng)接地電阻測量誤差分析和對策 83
2005年11月測量時(shí)，接地電流注入點(diǎn)遠(yuǎn)離
500 kV帶電設(shè)備，選在接地網(wǎng)的邊緣。
2．3 測試線之間的互感影響
兩平行線問的互感M按下式估算
M =2×10 In(Dg／D) (1)
式中：D為平行導(dǎo)線間的距離；Dg=80 v廠 ID
值取公路邊的測量值200 Q ·m；當(dāng)D=10 m
時(shí)，M=9．457 10～。
在有互感的情況下，應(yīng)用倒相法測得的電壓
將是地網(wǎng)實(shí)際電壓 和互感壓降之和。如果
設(shè)地網(wǎng)是純阻性的，此時(shí)有：
I， ：(儂) +( M) (2)
而 與 是十分接近的，也就是說測得
的電壓基本全是互感壓降。即測得的R值嚴(yán)重
偏離其真值，測量數(shù)據(jù)也證實(shí)了這一點(diǎn)。
2004年4月測量時(shí)采用的是直線法，電流
線和電壓線平行的距離較長，大約為2 000 m ，
當(dāng)注入電流為6 A時(shí)，互感電壓就有3 v多，而
測出的V+和V一也有3～5 V。
2005年3月測量時(shí)采用了30~夾角法，電
流線和電壓線平行的距離較短，當(dāng)注人電流為
l7 A時(shí)，測量V+為3 v、V一為4 V。
2005年11月測量同樣采用的是30~夾角
法，但在這次測量中，從起始點(diǎn)鋪設(shè)電流線和電
壓線時(shí)就將兩條線成直角布置，基本消除了互感
的影響。當(dāng)注入電流為70 A左右時(shí)，v+、v一分
別只有0．8 V和0．4 V。
從這些數(shù)據(jù)可以看到互感的影響是造成測量
誤差的主要原因之一。
此外， 電壓、電流極盡量遠(yuǎn)離地下金屬管
線，電壓、電流測試線與地下金屬管線垂直布
置。
利用溫納爾四極法和模擬試驗(yàn)法對北侖發(fā)電
廠的土壤電阻率進(jìn)行了測試，測試結(jié)果為11
Q ·m左右。通過對北侖發(fā)電廠地網(wǎng)面積的測
算，運(yùn)用不等電位法對接地網(wǎng)接地電阻理論計(jì)算
的結(jié)果為0．015～0．022 Q之間，與2005年的實(shí)
際測量值R：0．011 Q基本吻合。
3 結(jié)論
(1)北侖發(fā)電廠接地網(wǎng)接地電阻值在0．011
0．022 Q左右，小于設(shè)計(jì)值0．043 Q，土壤電阻
率在11 Q·m左右，且地網(wǎng)基本未腐蝕，符合電
廠的安全運(yùn)行要求。
(2)測量接地網(wǎng)的接地電阻時(shí)，為消除零序
電流和電磁干擾的影響，應(yīng)適當(dāng)加大注入電流，
采用異頻電源，避開架空線。
(3)測量大型接地網(wǎng)接地電阻時(shí)，電壓、電
流測試線很長，如果相距又很近，測試線間互感
就很大，會造成較大的測量誤差。在測試中應(yīng)加
大電壓測試線和電流測試線之間的距離，盡量減
少測試線間互感的影響，測量結(jié)果就會更接近真
實(shí)值。
收稿日期：2008—10—29
作者簡介：張培剛(1976一)，男，浙江寧波人，工程師，從事
電氣技術(shù)管理工作。
(本文編輯：楊勇)
(上接第l6頁)
[4】孫璽，李耀君，劉振字．火電廠風(fēng)險(xiǎn)維修方法及實(shí)施
過程[J]．電力設(shè)備，2007，8(4)：47—50．
【5】李彥林．鍋爐管失效分析及預(yù)防[M】．北京：中國電力
出版社，2006．
[6】 ASME．Risk-Based Inspection Development of Guidelines。
Volume3，F(xiàn)ossil Fuel-Fired Electric Power Generating Station
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[8】 A Jovanovic．Risk．based inspection and maintenance in power
and process plants in Europe[J]．Nuclear Engineering and
Design，2003，226：165— 182．
收稿日期：2008—12—02
作者簡介： 劉鴻國(1969一)， 男，福建莆田人， 高級x-．程
師，主要從事電廠焊接、鍋檢、金屬監(jiān)督的研究及實(shí)踐。
(本文編輯： 陸瑩)

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