全厂接地网参数测试方案

西藏阿里过渡电源项目

全厂接地网特性参数测试方案

批准：贺祥云

审核：肖中林

校核：王纯高

编写：陈瑜琨史博

葛洲坝集团股份有限公司西藏阿里过渡电源工程施工项目部

二0一0年六月二十一日

西藏阿里过渡电源项目

全厂接地网特性参数测试方案

一概况

接地是为了保证接地装置内、外发生接地故障时，经接地装置流入地中的最大短路电流，所造成的接地电位升高及地面的电位分布不致于危及人员和设备的安全，将电站范围的接触电位差和跨步电位差限制在安全值之内。

阿里过渡电源接地网由主厂房接地网、综合水池接地网、综合水泵房接地网、燃油泵房接地网、含油污水处理车间接地网等部分组成。从接地网整体性来看，已完成的接地网已经有效的连为一个整体。整个接地网共敷设接地扁铁3500m，埋设接地模块150个，打下钢桩50根，经计算接地网总面积约为6190㎡，最大对角线长度为112 m。

为了检查截流前已完接地工程的施工质量及接地效果，通过对全厂接地装置进行接地电阻、接触电势、跨步电势、接触电压、跨步电压及两台避雷针的接地电阻的测试，以便为后续工程的接地施工提供有关技术参数和决策依据。

本方案编制依据为中华人民共和国国家标准《电气装置安装工程电气试验设备交接试验标准》GB50150 。

二测试原理

1、接地电阻的测量：测量接地电阻的方法很多，这里对接地网的接地电阻测试采用的方法是三极法，其测试接线原理图如图所示。

为了便于分析简化计算，把整个接地网视为半球形，设Rg为球

v1.0 可编辑可修改

半径（m ），流入大地的电流为I （A ），则：

三极法测接地电阻的原理接线图

在距球心为x （m ）处球面上电流密度为：2

2x I J π= （A/m 2

） 根据电场强度ρ⋅=J E （v/m ） 则距球心x(x ≥Rg)处所具有的电位为

x

x

x

x I

dx x

I Edx U ∞

∞

∞=-=-=⎰⎰

πρπρ222

(V)

因此电极1使1、2之间所呈现的电位差为

)11(212

1d Rg I U -=

πρ (V) 电极3使1、2之间所呈现的电位差为

)11(

13

232d d U -= (V) U 1、U 2之间的总电位差为

)1111(213

231221d d d Rg I U U U -+-=

+=πρ (V) 则U 1、U 2之间呈现的电阻Rg 为

)1111(213

2312d d d Rg I U Rg -+-==

πρ (Ω)

而接地网的接地电阻实际等于

Rg

R πρ

2=

(Ω) 欲使测量的接地电阻Rg 与接地网的实际电阻R 两者是相等的，则必须有

01

1113

2312=-+-

d d d 设 1312d R d ⋅=，1323)1(d R d ⋅-= 则有 01111=--+-

R

R 即 012

=-+R R 得 618.02

5

1=±-=

R （负根舍去） 上述分析过程表明，如果电流极置于非无穷远处，则电压极将对电流极与被测接地网两者之间进行黄金分割，即放在距接地网处，就可测得接地网的真实接地电阻。

事实上，一般将电流极与电压极布置成一直线，电流极与接地网边缘之间的距离d 13为接地网最大对角线D 的4～5倍，电压极到接地网的距离d 12 约为d 13的50%～60%即可。

2、跨步电势及接触电压的测量：

接触电势是当接地短路电流流过接地装置时，在地面上离电力设备的水平距离为0.8m 处(模拟人脚的金属板)，沿设备外壳、构架或墙壁离地的垂直距离为1.8m 处的两点之间的电位差；接触电压是指人接触上述两点时所承受的电压。

跨步电势是指当接地短路电流流过接地装置时，在地面上水平距

离为的两点指点的电位差；跨步电压是指人体两脚接触上述两点时所承受的电压。

如需测量接触电压和跨步电压，可根据下图进行测量。

接触电压和跨步电压测量原理图

S —电力设备架构，在测量中为测量点A 、B 、C 、D 、E 点；

V 1和V 2—高输入阻抗电压表；P —模拟人脚的金属板；Rm —模拟人体的电阻；

G —接地装置；C —测量用电流极

通过上图，可以推导出如下公式：

接触电势E j j

m

P

m j U R R R E 2+

=

(V) 接触电压U j 2

P

m j m j R R E R U +=

(V) 跨步电势E k k m P

m k U R R R E 2+=

(V) 跨步电压U k

P

m k

m k R R E R U 2+=

(V)

式中E j ，E k —接触电势和跨步电势；

U j，U k—接触电势和跨步电势；

R P—人一个脚的接地电阻；

R m—模拟人体的电阻，1500Ω。

三测试方法

1、接地网接地电阻的测量：

采用工频电流电压法（三线法）进行测量。测量接线如图所示，每个电压极测量三次，再取平均值，即：R=(R1+R2+R3)/3。通过比较最小的平均值即为本次接地电阻实测值。

在进行测量时，采用50㎜2橡皮绝缘多股铜芯软电缆作为电流测试线，10㎜2橡皮绝缘多股铜芯软电缆作为电压测试线，用L80×8㎜角钢作为电压探针桩。为了安全起见，测试加压电源的电压选择70～75V，估计被测接地网的接地电阻值在1～2Ω之间，那么测试最大电源容量在4KW左右，故选择BX1-500型交流弧焊机作为加压电源是完全可以满足要求的。同时准备6kVA试验调压器及3台2kVA行灯变压器作为后备加压电源。