彭天宇

摘 要 接地網(wǎng)對(duì)于電力電子系統(tǒng)的安全運(yùn)行是必不可少的，而接地網(wǎng)的性能又與接地電阻有著密切的關(guān)系。由于受到測(cè)量方法及環(huán)境等多方面因素的影響，接地電阻的測(cè)量往往具有一定的難度。本文從接地系統(tǒng)的應(yīng)用背景出發(fā)，詳細(xì)闡述了接地電阻測(cè)量的基本原理，并對(duì)實(shí)際接地網(wǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)分析。論文最后對(duì)影響接地電阻測(cè)量的主要因素進(jìn)行了深入的分析，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。本文的研究可以為相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員提供理論參考和實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 接地網(wǎng);接地電阻;測(cè)量

1接電電阻測(cè)量原理

1.1 電位降法

電位降法早在幾十年前就已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，是測(cè)量接地電阻的最常用的方法之一。目前電位降法已成為ANSI/IEEE標(biāo)準(zhǔn)推薦使用的接地電阻測(cè)量基本方法，也是我國(guó)相關(guān)工程應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)方法之一，在業(yè)內(nèi)受到了廣泛的認(rèn)可。電位降法測(cè)量接地電阻的基本原理如圖1所示。

上圖中，G代表接地裝置，它通?？梢员豢闯砂肭蛐蔚碾姌O;D代表接地網(wǎng)的大小;P代表電壓極;C代表電流極;dop代表接地網(wǎng)到電壓極的距離。在測(cè)量時(shí)，首選向接地裝置G中注入一定的電流，然后用電壓表測(cè)出G點(diǎn)與P點(diǎn)之間的壓降。接著可以反復(fù)調(diào)節(jié)電壓極的位置并記錄相應(yīng)的壓降值，即可得到接地網(wǎng)與P極之間的電位分布曲線。曲線中變化率為零處對(duì)應(yīng)的電阻就是待測(cè)接地網(wǎng)的接地電阻值。

但是，測(cè)量過(guò)程中往往會(huì)受到電流場(chǎng)畸變的影響，因而需要引入輔助電極來(lái)改善測(cè)量效果。另外，由于實(shí)際的接地裝置以半球形電極為主，且土壤電阻率并不是一個(gè)常數(shù)，這也會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)較大的誤差。工程上一般通過(guò)加長(zhǎng)電流極引線來(lái)解決這一問(wèn)題。

綜上所述，電位降法的應(yīng)用是以大量假設(shè)為前提的，但工作現(xiàn)場(chǎng)往往是復(fù)雜多變的，這意味著采用電位降法對(duì)接電電阻進(jìn)行測(cè)量并非完全準(zhǔn)確。為了對(duì)電位降法進(jìn)行優(yōu)化，于是產(chǎn)生了補(bǔ)償法[1]。

1.2 補(bǔ)償法

補(bǔ)償法實(shí)際上是對(duì)電位降法的一種改進(jìn)和優(yōu)化，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐，已經(jīng)成為一種較成熟的接地電阻測(cè)量方法。該方法的基本思路是通過(guò)引入電流極制造畸變電場(chǎng)來(lái)計(jì)算G與電C之間的零電位面。由于引入了電流極，零電位面將有可能出現(xiàn)在接地網(wǎng)與電流極之間，只需要測(cè)量零電位面的接地電阻即可直接得出待測(cè)接地電阻值。補(bǔ)償法避免了長(zhǎng)引線的使用，使可操作性大大增強(qiáng)。

2接電電阻的測(cè)量

本文采用AI-6310自動(dòng)抗干擾地網(wǎng)電阻測(cè)量?jī)x對(duì)某電網(wǎng)系統(tǒng)的地網(wǎng)接地電阻進(jìn)行了測(cè)量試驗(yàn)。測(cè)量原理如圖2所示。

測(cè)量過(guò)程采用了直線法來(lái)進(jìn)行。首先，需要保持接地電網(wǎng)G、電流極C和電壓極P在同一直線上，然后將電壓極P在該直線上反復(fù)移動(dòng)，當(dāng)連續(xù)H次測(cè)量結(jié)果的誤差不超過(guò)5%時(shí)，就認(rèn)為找到了地網(wǎng)的零電位點(diǎn)。另外，為了盡量減少測(cè)量誤差，電流極安裝在大于5D倍的距離之外[2]。

3測(cè)量影響因素分析

3.1 測(cè)量方法的影響

不同的測(cè)試方法有不同的原理，需要在不同的條件下進(jìn)行測(cè)量，最終的測(cè)量精度自然也不一樣。這意味著測(cè)量方法的選擇對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確性的影響是一個(gè)大的因素。例如選擇了電位降法，從原理上講，接地極、儀表電壓極與電流極三者之間應(yīng)保持在一條直線上，但受到場(chǎng)地的限制，這個(gè)要求往往不能得到滿足，這就會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。

3.2 測(cè)量環(huán)境的影響

測(cè)量環(huán)境因素首先表現(xiàn)為土壤電阻率的不均勻性，土壤電阻率并不是均勻分布的，它在不同的地方會(huì)有一定程度的起伏，在一些特殊地形中甚至可能出現(xiàn)突變。即使土壤電阻分布比較均勻，在不同的天氣條件下，不同的填埋深度中，土壤電阻率也不一樣。例如當(dāng)土壤含水量增加或溫度升高時(shí)，其電阻率就會(huì)相應(yīng)下降。其次是待測(cè)地點(diǎn)附近的地基或管道等金屬物對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

3.3 電磁干擾的影響

現(xiàn)場(chǎng)附近有大功率發(fā)射塔、天線等強(qiáng)磁場(chǎng)設(shè)備存在時(shí)，接地系統(tǒng)中往往會(huì)受到高電平干擾信號(hào)、雜散電流及工頻干擾信號(hào)等問(wèn)題的影響。高壓配電線、鐵路等附近區(qū)域可能出現(xiàn)較大的漏電流，造成電場(chǎng)畸變，使地電位分布失衡。對(duì)于不同干擾源可以采取不同的措施來(lái)減輕干擾效應(yīng)。

4結(jié)束語(yǔ)

本文僅對(duì)接地電阻的測(cè)量方法和影響因素進(jìn)行了一些主要的分析，在實(shí)際的現(xiàn)實(shí)測(cè)量中，還會(huì)有各種各樣的影響因素。為了提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性，測(cè)量人員不但要有熟練的技能，還需要有豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，檢測(cè)前應(yīng)充分了解測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的各種情況，盡量消除各種因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響

參考文獻(xiàn)

[1] 葛欣宏，賀庚賢，寧飛.防靜電工作區(qū)接地電阻的測(cè)量不確定度評(píng)定[J].電測(cè)與儀表，2013，50（09）：124-128.

[2] 李家啟，陳宏.接地電阻測(cè)量環(huán)境影響機(jī)理及其對(duì)策[J].氣象科技，2012，40（06）：1013-1017.