大地網(wǎng)接地電阻測試中異頻法技術(shù)探討

剛波 張新軍

摘 要：此次研究通過簡單闡述大地網(wǎng)接地電阻測試中的異頻法技術(shù)原理，分析了工頻大電流法測試大地網(wǎng)接地電阻過程中抗干擾能力弱的問題。并且根據(jù)檢測實例，證明了異頻法在大地網(wǎng)接地電阻測試中的有效運用，探索了檢測頻率與檢測引線布線方法對檢測結(jié)果造成的影響，借此有效處理大地網(wǎng)干擾電流問題。

關(guān)鍵詞：大地網(wǎng)；接地電阻；測試；異頻法技術(shù)

在防雷系統(tǒng)里面，接地裝置的接地電阻是比較關(guān)鍵的技術(shù)指標。怎么有效檢測接地電阻是相關(guān)工作人員關(guān)注的一大問題。大地網(wǎng)接地因為其規(guī)模大、地網(wǎng)只能夠由很大的工頻零序電流與諧波電流干擾，一般施工工頻大電流法和多種派生檢測方式，都沒有從根源上處理大地網(wǎng)干擾電流問題。運用異頻法接地電阻，可以有效處理抗干擾等各方面的問題。

一、大地網(wǎng)接地阻抗測試中異頻法技術(shù)原理

現(xiàn)如今，比較常用的接地阻抗檢測方式就是電位降法。檢測過程中設定一個電流極C與電位極P，接地裝置是G，而電流極C與電位極P分布在一條直線或者是三角形排列。把已經(jīng)知道的檢測電流I注入接地裝置G之中，經(jīng)過檢測接地裝置及電位極P間的電壓U，接著代進公式R等于U/I，就可以將接地阻抗計算出來了。經(jīng)過前后移動P極和G極兩者間的距離dGP，進而獲取到不一樣的R值及U值。 將R值當作縱軸，dGP值就是橫軸畫出變化曲線。曲線平坦位置處對應的接地阻抗值是接地裝置的接地阻抗真值。這個時候的P極所處區(qū)域就是零電位點，而這個時候的R值就是接地裝置G的正確接地阻抗值。

因為極化現(xiàn)象的出現(xiàn)，無法也不會通過直流電流檢測地網(wǎng)。運用以往的方式開展接地電阻檢測的過程中，注入接地裝置G里面的檢測電流通常使用最易于得到的工頻交變測量電流50赫茲，可是容易被干擾到。不管是接地裝置本身，還是大地之中，常常會出現(xiàn)一定的工頻雜散電流。在把50赫茲的交變測量電流注入接地體內(nèi)的過程中，這部分雜散電流與零序電流不但流進檢測電流回路，影響到了電流讀數(shù)，并且還可能在電壓回路構(gòu)成壓降，從而直接影響到電壓讀數(shù)，影響到R值的精確度。假設零序電流比較高，那么就會對相同工作在50赫茲的檢測儀器帶來嚴重的同頻干擾，檢測儀器不能夠順利開展工作，嚴重一點可能造成檢測儀器損壞。

為避免大地中雜散電流對檢測數(shù)據(jù)帶來較大的影響，一般可以提高工頻檢測電流。讓工頻檢測電流值高于雜散電流值，也就是增加信噪比，以此實現(xiàn)減小干擾性的目標?？墒牵僭O檢測電流提升，檢測線與測試極四周的危險電壓也會隨之增大，對四周的人身安全帶來嚴重威脅。

為有效處理工頻電流檢測的問題，有關(guān)人員提出了轉(zhuǎn)變檢測電流頻率與消除雜散電流極零序電流干擾的接地阻抗檢測方式，也就是異頻方式。異頻方式和工頻法比較來說，其區(qū)別就是注入接地體的檢測電流頻率并非為50赫茲，和工頻法不同。經(jīng)過轉(zhuǎn)變檢測電流的頻率，可以減小大地中雜散電流等的干擾，以此提升測試的精準度。運用異頻法的過程中，可以把檢測電流控制在水平較低的狀態(tài)中，如此一來，也可以降低危險因素，更加便捷的運用。

在接地電阻測試過程中，工頻干擾對于檢測結(jié)果的影響是很大的，而別的頻段干擾性小。異頻法原理是調(diào)整檢測電流輸出頻率，避免工頻50赫茲，讓其工作在毫無干擾的頻段中，所以，異頻法是通過運用電位降原理的一種檢測方式。

二、工頻大電流法原理和弊端

為有效降低大地網(wǎng)工頻零序電流所帶來的影響，一般使用工頻大電流方式，同時融合倒相法檢測大型接地網(wǎng)接地電阻。工頻大電流法即增加注入地網(wǎng)的功工頻電流，經(jīng)過測試注入電流與地網(wǎng)電位升計算接地電阻，經(jīng)過增加注入接地網(wǎng)工頻電流方式提升信噪比。而運用此種檢測方式，試驗設施笨重，最終得到的干擾消除效果也不好。在運用工頻大電流法檢測接地電阻過程中，采用倒相方式能夠進一步減少干擾性?？墒牵瓜喾ㄖ荒茉诘刂须娏鞣€(wěn)定的情況下可以抵抗干擾，也就是干擾電流是預期的工頻正弦波，同時倒相前后干擾電流不產(chǎn)生變化。但在現(xiàn)實中，干擾具備工頻與高次諧波及低次諧波，與此同時，工頻成分同樣是變動的，所以倒相法運用效果并不佳。

三、運用異頻法技術(shù)進行大地網(wǎng)接地電阻測試

某接地網(wǎng)呈矩形，其最大的對角線長度是400米，檢測使用30度夾角法，檢測線都使用4平方毫米的單芯多股膠質(zhì)導線，電壓測試線以及電流測試線直線距離都是2千米，電壓極接地電阻不高于100歐，電流極接地電阻不高于8歐。異頻法技術(shù)測試頻率是45赫茲到55赫茲，摒棄50赫茲，步長是1赫茲，通過異頻法技術(shù)與工頻大電流法比較檢測結(jié)果可以得到：異頻法檢測地網(wǎng)干擾電壓是19.958 伏，而地網(wǎng)干擾電流是0.052安培。針對數(shù)據(jù)開展線性差值處理，可以得出工頻接地阻抗是0.467加上0.191j，其模|z|等于0.505歐。工頻大電流方法加測到的干擾電壓是19.600伏，而地網(wǎng)干擾電流是0.08安培。經(jīng)過幾次檢測結(jié)果的平均值，也就是工頻接地阻抗值是0.524，這一大型接地網(wǎng)接地電阻設計目標值是 0.5，因此，可以發(fā)現(xiàn)異頻法檢測的結(jié)果是和設計的結(jié)果是一樣的。并且經(jīng)過比較可以發(fā)現(xiàn)，異頻法技術(shù)檢測結(jié)果重復性很好，表明這一檢測方式有很高的可信度。根據(jù)檢測的結(jié)果，接地阻抗Z具備電阻R與電抗X成分，R伴隨檢測頻率變化較小，X從地網(wǎng)金屬材料自感與檢測引線互感構(gòu)成，X檢測值低于電阻的50%，同時伴隨頻率的提升而增大。根本因素在于此次試驗的檢測線為30度夾角，電壓和電流檢測線之間的距離為2千米的布線方法，可以消除引線互感影響，這個時候的X值就是地網(wǎng)金屬材料的自感。

四、結(jié)語

綜上所述，實踐結(jié)果表明，異頻法技術(shù)運用濾波與變換技術(shù)，能夠合理消除大地網(wǎng)工頻干擾問題，可以將檢測的精確度提升。在不一樣的檢測頻率中，R變化小，非常穩(wěn)定，相距2千米的電壓與電流監(jiān)測線的布線方法能夠大大降低檢測引線互感所帶來的影響。

參考文獻：

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作者簡介：剛波（1983-），男，布依族，新疆烏魯木齊人，本科，工程師，從事防雷技術(shù)服務工作。