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接地基本概念及接地電阻測(cè)量方法

閱讀次數(shù):1305    2021-02-22 17:19:52
一、接地的基本概念
1、接地的分類與作用
接地是保證人身安全以及電氣設(shè)備和過(guò)電壓保護(hù)裝置正常工作非常重要的一種裝置,按基礎(chǔ)功能可分為四類:
(1)工作接地:在電力系統(tǒng)中,利用大地作為導(dǎo)線或其它運(yùn)行需要的接地(如中性點(diǎn)接地)稱為工作接地;
(2)保護(hù)接地:電氣設(shè)備的金屬外殼,由于絕緣損壞有可能帶電,為防止此種電壓危及人身安全,將設(shè)備金屬外殼接地稱保護(hù)接地或安全接地;
(3)過(guò)電壓保護(hù)裝置:避雷針(線)、避雷器或設(shè)備的金屬結(jié)構(gòu)為了導(dǎo)泄雷電流將其接地,稱防雷或過(guò)電壓保護(hù)接地;
(4)防靜電接地:為釋放靜電電荷,而設(shè)置的接地:例如易燃油(庫(kù))、天然氣罐。
2、接地體的接地電阻:接地體的接地電阻是指從接地體到大地?zé)o窮遠(yuǎn)處之間所包含的電阻。
3、跨步電壓:當(dāng)電流由接地體流入大地時(shí),大地表面形成分布電位,人的跨步約為0.8米,所以在徑向水平距離為0.8米兩點(diǎn)之間的電位差,稱為跨步電壓。
4、接觸電壓:距離設(shè)備0.8米,沿設(shè)備垂直距離為1.8米間的電位差稱接觸電壓。

 

二、接地電阻的測(cè)量
一般在小型接地裝置接地電阻的測(cè)量中,通常采用ZC-8型接地?fù)u表。
在大面積接地網(wǎng)接地電阻的測(cè)試中,通常采用三極法的電流、電壓法。近年來(lái),又有人提出了四極法、瓦特法、功率因數(shù)法和變頻法。下面介紹兩種:
(一)電流電壓法(三極直線法)
所有測(cè)量電阻的儀器或方法都是基于電流電壓法的原理,即通過(guò)被測(cè)物以一定的電流,同時(shí)測(cè)量其上的電壓,電壓與電流之比就是被測(cè)物的電阻。
2、極距的確定
所謂接地電阻系指電流從接地體流向無(wú)窮遠(yuǎn)所遇到的電阻。但實(shí)際上電流回線不可能無(wú)窮遠(yuǎn),所以如何能夠準(zhǔn)確地測(cè)得接地電阻值,就成為重要的問(wèn)題。測(cè)量不準(zhǔn)確,就會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。
通過(guò)分析,當(dāng)電流極不能置于無(wú)窮遠(yuǎn)處,則電位極必須放在電流極與被測(cè)接地極兩者距離之間的0.618處。
實(shí)際情況與這些分析出入很大,其差別程度隨極距的縮小而增大。因?yàn)榈鼐W(wǎng)沒(méi)有一個(gè)是半球形。但是可以證明,不論接地體形狀如何,其等位面距中心越遠(yuǎn),接地體形狀越接近于半球形,所以極距越遠(yuǎn),接地體為半球形的假設(shè)越真實(shí)。(一般d13≥4r0即可)實(shí)際的接地網(wǎng)形狀是不一樣的,這給確定接地體中心帶來(lái)困難,在電流極距不太大而又不能確定接地體中心的情況下,是不可能得出正確測(cè)量結(jié)果,這一問(wèn)題可用電位分布曲線拐點(diǎn)法解決。
測(cè)出電位分布曲線,將電位極沿電流極與接地體之聯(lián)線上,逐點(diǎn)移動(dòng),測(cè)出此聯(lián)線上的電壓分布曲線。如上圖所示,由曲線可找出拐點(diǎn)0,與拐點(diǎn)0相對(duì)應(yīng)的電位極的位置,即是電流極與接地體中心聯(lián)體的中點(diǎn),由此可找到0.618的點(diǎn),即可決定接地體接地電阻的真實(shí)值。
在交流測(cè)量時(shí),為了避免電流線與電壓線的干擾,兩者不能放在一條上,而要有一定的夾角。

 

 

(二)夾角法:
有的國(guó)家要求夾角不小于60℃,否則干擾比較嚴(yán)重。在這種情況下,如仍按0.618的要求選擇電流極位置是比較困難的。甚至不可能,(當(dāng)α=180°時(shí),d12=∞,也只相當(dāng)于0.5)所以此時(shí)不必按0.618選擇電流極位置,此時(shí)一般取d12=d13≥2D D:接地網(wǎng)直徑,夾角α≈30°或d23=1/2 d12)。
測(cè)量大型接地網(wǎng)的接地電阻時(shí),宜用電壓電流法,電極采用三角形布置。與直線法比較有下列優(yōu)點(diǎn):
(1)可以減少引線間互感的影響;
(2)在不均勻土壤中,當(dāng)取d13=2D時(shí),用三角法的測(cè)量結(jié)果相當(dāng)于3D直線法的測(cè)量結(jié)果;
(3)三角形法:電壓極附近的變化較緩,從29℃到60℃電位變化相當(dāng)于直線法從0.618d13到0.5d13的電位變化。
因此由于電極三角形布置位置偏移,電壓極與電流極到接地體之間的夾角不準(zhǔn)及土壤電阻率不均勻,導(dǎo)致電位分布不規(guī)則而引起的誤差,一般要比直線法小。
(三)變電站接地網(wǎng)接地電阻實(shí)測(cè)結(jié)果分析:
由于用ZC-8型接地?fù)u表測(cè)量接地電阻不能滿足該站的接地電阻設(shè)計(jì)值要求,故電流電壓直線法測(cè)量。

 

(6)測(cè)量時(shí),利用10KV架空線,架空線引下電流、電壓線:線路端用25mm2接地銅線;變電站側(cè)通過(guò)10KV電纜,電流極再用6mm2多股銅線引入調(diào)壓器,電壓極用2.5mm2銅線接入電壓表。
(7)測(cè)量位置:主變壓器接地點(diǎn)。
3、工器具
(1)高內(nèi)阻電壓表:0V~5V~25V~50V一塊;一般電壓表:0~300V0.5級(jí);
(2)電流表:0~2.5A~25A  0.5級(jí)  一塊;
(3)三相調(diào)壓器10KVA一臺(tái)、刀閘30A一塊、八磅錘2把、板手、起手等。
4、工作人員:登桿、電流極、電壓極、站內(nèi)測(cè)試人員若干并保持通訊聯(lián)系。
5、實(shí)測(cè)參數(shù):
實(shí)測(cè)干擾電壓:0.49V
I(A)
U(V2)
V1(V)
V1反向(V)
Rz(Ω)
Rf(Ω)
-R(Ω)
10
54.4
3.49
2.68
0.349
0.268
 
12.5
67.9
4.24
3.14
0.339
0.273
 
15
82.1
5.01
4.18
0.334
0.278
 
20
109
6.48
5.67
0.324
0.2835
0.303
6、用ZC-8型接地?fù)u表復(fù)測(cè)對(duì)照,因空中干擾電壓原因,表計(jì)無(wú)法測(cè)量,不穩(wěn)定。

7、分析法入電流越大,測(cè)量值越準(zhǔn)確,正向、反向電電阻增減很小。


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