采用異頻法測量淇澳橋大型地網(wǎng)接地阻抗的實(shí)踐

黃 云，方文海，秦俊萍

（1.珠海市公共氣象服務(wù)中心，廣東 珠海 519000；2.珠海市斗門區(qū)公共氣象服務(wù)中心，廣東 珠海 519000）

1 基本情況

淇澳，珠江口西岸一個(gè)只有20多平方公里的海島，四面臨海，淇澳大橋西接珠海唐家灣鎮(zhèn)，東連接淇澳島，是珠海市區(qū)與淇澳島交通的必經(jīng)之路。大橋建設(shè)至今約17a，其防雷接地裝置受自然條件的影響，不可避免的產(chǎn)生腐蝕及老化，對大橋自身的直擊雷安全可能存在一定的影響。為充分了解大橋防雷接地裝置現(xiàn)狀，對大橋接地網(wǎng)進(jìn)行測試。

2 采用異頻法的原因

為什么采用異頻法對大型地網(wǎng)進(jìn)行測試，要從影響接地裝置接地阻抗的主要因素來考慮，其主要因素有以下幾種：高頻干擾、帶電運(yùn)作的線路、測量回路的互感、地中零序電流及地下導(dǎo)體。

其中，地下導(dǎo)體的影響可在布置接地極時(shí)，通過實(shí)地勘察，使接地極盡量遠(yuǎn)離地下導(dǎo)體；測量回路的互感的影響可通過布置測量線路時(shí)來減少或避免；高頻干擾、帶電運(yùn)作的線路及地中零序電流的影響等幾方面，在采用傳統(tǒng)的工頻電流測試方法的情況下，很難得到有效的解決，如傳統(tǒng)工頻電流測試的過程中，采用加大工頻電流、采用倒相法來解決地中零序電流的影響，但是加大工頻電流，一是增加了測試過程中的風(fēng)險(xiǎn)，過大的電流反過來對運(yùn)行中的設(shè)備、線路也可能產(chǎn)生影響，二是在一些特殊的地形環(huán)境下，很難使測試電流提升到期望的數(shù)值；倒相法則可能導(dǎo)致地中電流不穩(wěn)定。

因此，經(jīng)過綜合考慮，采用異頻法可較有效改善上述的問題。

3 采用的儀器參數(shù)及特點(diǎn)

3.1 儀器參數(shù)

表1 HVJE／5A異頻接地阻抗測試儀參數(shù)

3.2 儀器特點(diǎn)

（1）儀器內(nèi)置的變頻試驗(yàn)電源可輸出47.37Hz和52.63Hz兩種頻率的試驗(yàn)電流，分別以47.37Hz和52.63Hz的試驗(yàn)電流進(jìn)行兩次測試，折算到50Hz后取其平均值為測量結(jié)果。

（2）儀器的測量內(nèi)容包括地網(wǎng)的接地阻抗Z、純電阻分量R和純感抗分量X。

（3）儀器采用智能化控制，可以自動(dòng)判斷電流回路的阻抗，并據(jù)此自動(dòng)調(diào)節(jié)異頻電源的輸出電流值（額定輸出電流為5A），無須人為干預(yù)，即可自動(dòng)完成測試任務(wù)。

4 測量方法與過程

4.1 確定測量接地裝置最大對角線長度D

經(jīng)過實(shí)測，橋面主地網(wǎng)的對角線長度D＝1.35km。測試當(dāng)天天氣：晴天，地面干燥。

4.2 測量回路布置方式

在接地阻抗的測試中，合理的布線對測量結(jié)果的影響相當(dāng)重要，布線時(shí)應(yīng)遵循以下原則：盡量避開河流、湖泊；盡量遠(yuǎn)離地下金屬管路和運(yùn)行中的輸電線路，避免與其長段并行，當(dāng)與其交叉時(shí)應(yīng)垂直跨越；注意減小電流線與電位線之間的互感的影響；在測量變電站接地極的時(shí)候，應(yīng)使用絕緣鞋、絕緣手套、絕緣墊及其他防護(hù)手段，才可測試其接地極。

受淇澳大橋周邊的地理位置及交通現(xiàn)狀等條件的限制，選擇平行直線法布置的電流－電壓法測量地網(wǎng)異頻接地電阻，布線選擇從大橋東北側(cè)往淇澳島方向延伸。其連接示意圖如圖1。

圖1 直線法接線示意圖

從淇澳大橋靠淇澳島測接地測試（N：22.391731°，E：113.613686°），電流極線路從淇澳大橋東北側(cè)引出，朝珠海北大附屬實(shí)驗(yàn)學(xué)校（往西南）方向布置線路，最終找到輔助電流極和輔助電壓極，電流極坐標(biāo)（N：22.397874°，E：113.638310°），該項(xiàng)目場地所在區(qū)域土壤電阻率較為均勻，取電流極距地網(wǎng)邊緣dCG＝2D＝2640m，電流極利用雙根∟50mm×50mm×5mm、長約2.0m的角鋼打入回填軟土中，測量輔助電流接地極接地電阻為1.89歐姆；電壓極坐標(biāo)（N：22.394416°，E：113.628669°），電壓極距地網(wǎng)邊緣dPG＝1570m，電壓輔助極采用雙根∟50mm×50mm×5mm、長約2.0m的角鋼打入回填泥地中，測量輔助電壓接地極接地電阻為5.75歐姆。測試中電流線路和電壓線路均選用80芯2.5mm2雙皮銅芯聚氯乙烯絕緣電線電纜。

4.3 測試過程及操作注意事項(xiàng)

（1）接好儀器的安全接地端子，以保障安全；

（2）接好電流和電壓測試回路，C2和P2端子分別接至接地網(wǎng)，C1端子連接至被測地網(wǎng)的輔助電流極，P1端子連接至被測地網(wǎng)外的輔助電壓極；

（3）連接儀器工作電源（AC 220V±10%），確認(rèn)接線及電壓極、電流極沿線看護(hù)無誤之后，打開儀器電源開關(guān)；

（4）分別選擇測量頻率 47.37Hz 和 52.63Hz，并選擇自動(dòng)測量輸出電壓、回路阻抗、干擾電壓、接地電抗及接地電阻值等各項(xiàng)參數(shù)；

（5）測量結(jié)束后，斷開試驗(yàn)電源開關(guān)，拆除臨時(shí)接線，恢復(fù)試驗(yàn)現(xiàn)場原狀；

（6）收回所有測量電線；

（7）對多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后得出測量結(jié)果。

4.4 地網(wǎng)工頻接地阻抗測量數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

使用HVJE／5A異頻接地阻抗測試儀測量，測量結(jié)果見表2。

此次選用 47.37Hz／52.63Hz 的異頻法測試 ，現(xiàn)場測試時(shí)，主橋地網(wǎng)存在自感較小，且干擾電壓?。徊季€時(shí)，盡量將電流線路與電壓線路分開布置線路，避免電纜線間的相互感應(yīng)，測量結(jié)果中接地阻抗值、電感阻值及純電阻值穩(wěn)定，變化不大，因此以求多組接地電阻值的平均值作為該次主橋地網(wǎng)的測試結(jié)果。

表2 HVJE／5A異頻接地阻抗測試儀測量結(jié)果

綜合以上分析，采用平行直線法布置的電流－電壓法測量珠海淇澳大橋主橋地網(wǎng)接地電阻值為0.941Ω。

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