三極法測(cè)量輸電線路桿塔接地電阻應(yīng)用分析

劉愛華

（廣東電網(wǎng)公司江門供電局，廣東 江門 529000）

接地電阻是接地裝置的一個(gè)重要參數(shù)，對(duì)于線路而言，桿塔接地主要是用于防雷接地，其作用是安全導(dǎo)泄強(qiáng)大的雷電流，使雷電流在短時(shí)間內(nèi)迅速通過接地體流入大地，保證線路設(shè)備不會(huì)因雷電流的沖擊而損壞，造成線路停電事故。目前，測(cè)量桿塔接地裝置接地電阻的測(cè)量方法和儀器種類繁多，測(cè)量原理不同，適用的條件也不同。當(dāng)使用條件與要求的條件不符時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，尤其是部分場(chǎng)合使用鉗型接地電阻測(cè)量儀測(cè)量的桿塔接地電阻誤差較大。另外，在使用補(bǔ)償法測(cè)量時(shí)，方法不規(guī)范也會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。

在接地電阻測(cè)試中，我們常用三極法測(cè)量，DL/T 887－2004《桿塔工頻接地電阻測(cè)量》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了桿塔工頻接地電阻的術(shù)語和定義、測(cè)量的一般性規(guī)定、測(cè)量桿塔工頻接地電阻的三極法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于采用三極法測(cè)量桿塔的工頻接地電阻。

1 三極法測(cè)量原理

三極法是由接地裝置、電流極和電位極組成的三個(gè)電極測(cè)量接地裝置接地阻抗的方法。輸電線路桿塔接地裝置的接地電阻測(cè)試如圖1 所示。

圖1 三極法原理圖

電壓極P 和電流極C 離桿塔基礎(chǔ)邊緣的直線距離dGP =2.5L 和dGC= 4L，L 為接地裝置的最大射線的長度，dGP 為接地裝置G 和電壓級(jí)P 之間的直線距離，dGC 為接地裝置G 和電流級(jí)C 之間的直線距離。當(dāng)測(cè)量桿塔接地電阻dGC 取4L 有困難時(shí)，若接地裝置周圍土壤較為均勻，dGC 可以取3L，而dGP取1.85L。如果被測(cè)桿塔無射線，L 可以按照不小于桿塔接地極最大幾何等效半徑選取。

2 選擇性補(bǔ)償法應(yīng)用

三極法在實(shí)際測(cè)量中存在著很大的缺陷，即：當(dāng)桿塔的塔基與桿塔的金屬引下線之間由于土壤的良好導(dǎo)電性能而實(shí)際存在的一個(gè)土壤電阻（稱為互電阻）時(shí)，將對(duì)桿塔接地電阻的測(cè)量會(huì)造成較大的影響，測(cè)試數(shù)據(jù)將較實(shí)際值有較大的偏差。放線法和回路法測(cè)量的值不是桿塔的真實(shí)接地值。由于互電阻的存在，還存在著另外一個(gè)電流回路，此回路的存在就干擾了電流表的讀數(shù)，造成測(cè)量的誤差。需要排除測(cè)量的其它電阻分量，如架空地線、桿塔的基礎(chǔ)接地及其互電阻對(duì)測(cè)量的影響。

針對(duì)如何排除互電阻對(duì)測(cè)量的干擾，選擇性補(bǔ)償法是在三極法（即電流電壓表法）的基礎(chǔ)上，通過在被測(cè)極增加一個(gè)電流表，測(cè)量出通過被測(cè)極的電流，用于替代儀表的總電流表，達(dá)到屏蔽互電阻及其他分流電阻的目的。該方法對(duì)儀表的要求，必須具有電流測(cè)量功能，可以測(cè)量被測(cè)導(dǎo)體的電流，以測(cè)量另分支回路的電阻。

選擇性補(bǔ)償法的測(cè)試優(yōu)點(diǎn)是，測(cè)試數(shù)據(jù)為真實(shí)的接地電阻，可屏蔽掉影響正常測(cè)量的其他分支回路的電阻，特別是互電阻對(duì)測(cè)量的影響。選擇性補(bǔ)償法測(cè)量對(duì)儀表的要求：

（1）必須具有電流測(cè)量功能，可以測(cè)量被測(cè)導(dǎo)體的電流，這樣可用于測(cè)量個(gè)分支回路的電阻。

（2）有較高的測(cè)量精度，抗干擾能力強(qiáng)，測(cè)試穩(wěn)定。

3 三極法測(cè)量注意事項(xiàng)

根據(jù)以往實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)表明，測(cè)量過程中需注意如下幾點(diǎn)：

（1）測(cè)量桿塔的接地電阻前，應(yīng)拆除被測(cè)桿塔所有接地引下線，把桿塔塔身與接地裝置的電氣連接全部斷開。

（2）測(cè)量前應(yīng)核對(duì)被測(cè)桿塔的接地極布置型式和最大射線長度，記錄桿塔編號(hào)、接地極編號(hào)、接地極型式、土壤狀況和當(dāng)?shù)貧鉁兀凑找蟛贾秒娏鳂O和電壓極。布置電流極和電壓極時(shí)，應(yīng)避免把測(cè)量用的電壓極和電流極布置在接地裝置的射線上面，且不宜與接地裝置的放射線延長接地極平行或同方向布線。

（3）測(cè)量用的電流極和電壓極的回路電阻不應(yīng)超過測(cè)量儀表規(guī)定的范圍，否則會(huì)使測(cè)量誤差增大?？梢酝ㄟ^將測(cè)量電極更深地插入土壤并與土壤接觸良好，增加電流極導(dǎo)體的根數(shù)，給電流極澆水(或鹽水)等方法降低電流極的回路電阻。

（4）盡量減小地下金屬導(dǎo)體的影響。在工業(yè)區(qū)、居民區(qū)或城市內(nèi)，地下可能具有部分或完全埋地的金屬導(dǎo)體，如：軌道、水管或其它工業(yè)金屬管道等。如果測(cè)量電極布置不當(dāng)，地下金屬物體可能會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。所以，測(cè)量電極應(yīng)布置在與接地裝置接地線和金屬物體垂直的方向上，且要求最近的測(cè)量電極與地下金屬管道之間的距離小于電極之間的距離。

（5）在測(cè)量時(shí)應(yīng)注意保持接地電阻測(cè)試儀各接線端子、電極和接地裝置等電氣連接位置的接觸良好，采用三端子接地電阻測(cè)試儀測(cè)試時(shí)，應(yīng)盡量縮短接地極接線端子G 與接地裝置之間的引線長度。

4 三極法測(cè)量要點(diǎn)分析

根據(jù)輸電線路桿塔接地網(wǎng)多年接地電阻測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)和存在的問題，總結(jié)如下要點(diǎn)：

（1）當(dāng)采用三極法直線測(cè)量時(shí)，應(yīng)采用合理的電極布置方式，以提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信性。

（2）宜采用GPS 進(jìn)行定位參考，指導(dǎo)電極位置選點(diǎn)、電極距離和夾角是否滿足測(cè)試要求，以有效改進(jìn)測(cè)試品質(zhì)，提高測(cè)量效率。目前GPS 的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，其易用性和輕便性也越來越突出，不僅可以利用GPS 導(dǎo)航功能輔助電極位置選點(diǎn)，還可以利用測(cè)距功能校驗(yàn)電極距離是否滿足測(cè)試要求，充分利用這一技術(shù)手段可有效改進(jìn)測(cè)試品質(zhì)，并達(dá)到提高工作效率的目的。

（3）在測(cè)量前應(yīng)核對(duì)被測(cè)桿塔的接地極布置型式和最大射線長度，以便確定測(cè)量方法、布線方案和長度，記錄用GPS 定位的電極坐標(biāo)和放線長度、角度，桿塔編號(hào)、接地極型式、土壤狀況、濕度和氣溫等基本測(cè)量資料。

（4）當(dāng)采用上述方法發(fā)現(xiàn)接地電阻的實(shí)測(cè)值與以往的測(cè)量結(jié)果有明顯的增大或減小時(shí)，應(yīng)改變電極的布置方向，或增大電極的距離，重新進(jìn)行測(cè)量。

5 結(jié)束語

在接地裝置的狀況評(píng)價(jià)和工程驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)根據(jù)特性參數(shù)測(cè)試的各項(xiàng)結(jié)果，并結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r和以往的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)綜合判斷，其概要性地反映了接地裝置的狀況，而且與接地裝置的面積和所在地的地質(zhì)情況有密切的關(guān)系。因此，判斷接地阻抗是否合格，首先要參照DL/T 621－1997 中的有關(guān)規(guī)定，但同時(shí)也要根據(jù)實(shí)際情況，包括地形、地質(zhì)和接地裝置的大小，綜合判斷。

[1]DL/T 887-2004. 中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《桿塔工頻接地電阻測(cè)量》[S].

[2]DL/T 621－1997.中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《交流電氣裝置的接地》[S].

[3]卞志文，賈雙榮.多極法測(cè)量桿塔接地電阻的研究[J].水電能源科學(xué)，2010，(12):136-138.