输电线路杆塔接地电阻测量方法与标准
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算项目
GJ35/50单/双根避雷线两种钳表（CA6411、GEOX）测试 误差⊿R计算。 同一杆塔多根接地极时钳表测试误差⊿R计算。
结果及分析
GEOX计算结果与实测结果是十分接近的，而CA6411则偏大。 利用计算结果可以有助于判断接地线的断线或超标，得到若干接 地极断线或超标的判别方法。 提出了误差增量（△R）区间随杆塔接地电阻（Rj）和杆塔数量 （n）的变化趋势图。
项目开展意义
钳表法测量是对传统线路杆塔接地电阻测量方法的 突破，并越来越被普遍使用，但钳表法测量得到的是 异频频（或中频）回路电阻，整个接地电阻易受天气、 土壤或某些接地棒的腐蚀或接触不良所引起的回路电 阻变化的影响，因素较多，无误差修正曲线，无标准 可循。 鉴于以上优缺点有必要结合电力系统输电线路的实 际情况研究其使用规律和误差判断方法，建立杆塔接 地电阻异频测量标准，以便实际使用中有标准可依。
80 104 D
α为导线半径（m），xne为导线单位长度内感抗（Ω/km），f为
，导线单位长度电阻rd， 两导线间距为D，导线对地高度为h，通常h>>D 。
频率（Hz），ρ为土壤电阻率（Ω·m）
35kV～220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （二）
GJ35和GJ50钢绞线避雷线的参数频率特性 避雷线电阻随频率增高而增大，避雷线电抗随 频率增大而显著增大，单位长度避雷线GJ35 比GJ50电阻及电抗均大。 避雷线电阻与土壤电阻率基本无关，避雷线电 抗随土壤电阻率增加而稍有增加，但幅度较小。
杆塔接地电阻测量方法现场测试对比
三极电流电压表法，三 极示波器相位法，三极 接地摇表法，钳表法， 钳表测试回路等效阻抗 测试方法对比。 选取某供电局放银线33 号与39号两基杆塔为测 试对象。 测试结果（见右表）显 示采用CA6411、 GEOX、ZC29B-2及 4015四种仪器的测量 结果是可信的。
输电线路杆塔接地典型情况
右表的型式是典 型情况。在既考 虑了杆塔的自然 接地作用、工频 屏蔽和冲击电压 作用下限制单根 射线长度的问题 及尽可能节约钢 材的条件下制定 出来的。
输电线路杆塔接地电阻常规测量方法
传统的接地电阻测量方法。采用注入电流方法， 即向地网注入试验电流，测量电流大小和接地 体上的电压，从而得到接地电阻。 不足是布置电流极和电压极引线、断开杆塔接 地螺栓连接及外加电源等增加了测试的劳动强 度；同时电压极不可能布置在无穷远处，电流 极的存在又不可避免会使电流场畸变，带来误 差。对于误差常用的克服方法有两极直线布置 时的远离法和补偿法及两极引线等长300夹角 布置。
35kV～220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （三）
钳表法杆塔接地电阻测量回路的计算
简化 ：架在杆塔上的各相导线与避雷线之间的互感耦合及避雷线 对地电容极小，可以忽略。下图中：杆塔电抗Xg、杆塔接地电阻 Rj、每档避雷线阻抗Z。
首端测量等值回路
中间测量等值回路
35kV～220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （四）
线路杆塔接地电阻测量仪器－钳表
下左图是奥地利LEM公司生产的GEOX接地电 阻测试仪，下右图是日本CHAUVIN ARNOUX生产的CA6411接地电阻测试仪。
输电线路杆塔接地电阻测量仪器误差
右图是各测试仪的校验结果。 CA6411与GEOX当电阻在 1～15欧的误差最小最稳定； CA6411是3.33%max， GEOX是6.6% max； 4015当电阻在100～900欧 的误差最小最稳定，为 1.5%max；当电阻在1～10 欧时ZC29B-2比4015误差小， 各种仪器相互之间在2～15欧 之间的最大测量误差是 15.15%。
输电线路杆塔接地电阻测量钳表法
钳表法是传统接地电阻测量方法的一个突破。用钳表 夹住线路杆塔接地线或接地体，就能测出接地电阻。 该法避免断开各支路，在不方便布置辅助接地极时尤 其方便。 要求输电线路避雷线直接接地，各杆塔通过接地的避 雷线构成回路，对于无避雷线的线路或具有绝缘避雷 线的线路使用时较麻烦。 该法测的是异频回路电阻，与工频接地电阻之间是近 似关系，且受接地棒的腐蚀情况及接触状况影响，需 结合电力系统输电线路的实际情况研究其使用规律和 误差判断方法，建立相关接地电阻异频测量标准，供 实际使用中参考，这也正是本项目的意义。
杆 塔 号 33 接 地 极 A B C D A B 测试出的接地电阻或回路电阻值（欧） 钳表法 三极 三极 三极 钳表回路 接地摇表法 示波器 电流电 等效阻抗 CA6411 GEOX 4015 ZC29B 相位法 压表法 阻抗 电阻 * * 6.7 6.7 5.25 6.2 6.29 6.7 * * 5.1 5.2 3.65 4.0 4.30 4.645 * * 5.5 5.6 3.91 4.5 4.58 5.057 * * 7.5 7.6 6.40 7.0 6.72 6.0 6.1 5.36 5.6 5.40 6.32 5.97 5.96 * * 4.86 5.2 5.7 5.9 5.20 5.3 5.30 5.75 5.82 5.81 * * 4.90 4.66
35kV～220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （五）
理论误差增量（△R）区间随杆塔接地电阻（Rj）和杆 塔数量（Fra Baidu bibliotek）的变化趋势
GJ35单避雷线
GJ35双避雷线
35kV～220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （六）
GJ50单避雷线
GJ50双避雷线
谢谢大家！
接地摇表采用手摇发电机作电源，一般有E、P、C三 端子(右上图)或C1、C2、P1、P2四端子(右下图)， 这些端子分别与被测的电流信号或电压信号相连。在 被测接地体电阻小于1欧时，宜采用四端子接线的测试 仪。接地电阻测试仪就工作原理可分为流比计型、电 桥型和电位计型及新型数字式仪表 。
杆塔接地电阻数字式测量仪器
39
注：标注*的数据是使用接地摇表用 20m—40m 三极法测到的，其余三极法数据（包括三极 接地摇表法和三极电流电压表法）均是用 60m—100m 三极法测到的。
35—220kV线路杆塔接地电阻现场测量
选取某供电公司4条不同长度、地段、土壤的 高压线路杆塔进行了现场测试 ，以CA6411、 GEOX、ZC29B-2及4015四种仪器作为普查 普测的仪器。 现场测试得到详实的结果。对于CA6411与 ZC29B-2、4015与ZC29B-2、CA6411 与GEOX三种测量读数差值⊿R进行横向比较， 找出了两两之间的在不同现场下的差别。
下左图是ZC-8型接地电阻测试仪电路原理图。 下右图是日本KYORITSU仪器公司生产的一 种数字式接地电阻测试仪 MODEL 4015。
杆塔接地电阻测量仪－钳表测试原理
钳表测量一般采用异于 50Hz的测量频率。钳表提 供两个线圈：电流线圈提供 测试电源E，在测试回路建 立电流I，同时I再次被钳表 内的感应线圈的二次侧所转 换。回路电阻R=E/I。由 于RO«Rx，R≈Rx，因此 钳表显示的值可以认为是杆 塔接地电阻Rx。
输电线路杆塔接地电阻测量的干扰问题
线路杆塔工频接地电阻测量中的干扰主要是电 压干扰，它包括电力系统不平衡电流在被测接 地体上的工频压降、输电线路在与其平行的电 压引线上的感应电压以及天电或无线电通讯引 起的高频干扰等。 实际测试时以上的干扰都有一定的抑制措施， 这里不展开。
杆塔接地电阻常规测量仪器－摇表
DL/T 887-2004 《杆塔工频接地电阻测量》
周文俊 武汉大学电气工程学院
项目简介
本项目2002年7月立项。 2002年9月，《输电线路杆塔接地电阻测量标准研究》 各项工作正式启动，2002年12月完成基础研究。 2003年国家发展与改革委员会下文编写该标准。 2004年4月，编写出《杆塔工频接地电阻测量》送审 稿，在安徽省巢湖供电公司召开的全国标委会专家审查 会议审议并通过。 2004年11月中电联对该标准审核通过，给予标准号： DL/T 887—2004，中国电力出版社将于2005年2 月出版发行。 2005年4月1日起该标准在全国开始执 行。
输电线路杆塔接地电阻计算
包括放射形电极在内的各种水平接地体的接地电阻计算都可以在直 线电极的基础上用一屏蔽系数A进行修正，即写成：
L2 R (ln A) 2 L hd
输电线路杆塔通常取接地体的埋深h=0.6m，直径（或等效） d=8mm，L为接地体总长度 ，ρ为土壤电阻率。水平接地体的形 状系数和屏蔽系数 见下表：
35kV～220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （一）
线路阻抗的计算
交流以大地为回路的单根导线的自感阻抗（Ω/km）
80 Z L rd f 10 j 4 f ln 104 a
2 4
考虑大地影响时两平行单根导线的互感阻抗（Ω/km）
Z m 2 f 104 j 4 f ln
GJ35/50单/双根避雷线两种钳表（CA6411、GEOX）测试 误差⊿R计算。 同一杆塔多根接地极时钳表测试误差⊿R计算。
结果及分析
GEOX计算结果与实测结果是十分接近的，而CA6411则偏大。 利用计算结果可以有助于判断接地线的断线或超标，得到若干接 地极断线或超标的判别方法。 提出了误差增量（△R）区间随杆塔接地电阻（Rj）和杆塔数量 （n）的变化趋势图。
项目开展意义
钳表法测量是对传统线路杆塔接地电阻测量方法的 突破，并越来越被普遍使用，但钳表法测量得到的是 异频频（或中频）回路电阻，整个接地电阻易受天气、 土壤或某些接地棒的腐蚀或接触不良所引起的回路电 阻变化的影响，因素较多，无误差修正曲线，无标准 可循。 鉴于以上优缺点有必要结合电力系统输电线路的实 际情况研究其使用规律和误差判断方法，建立杆塔接 地电阻异频测量标准，以便实际使用中有标准可依。
80 104 D
α为导线半径（m），xne为导线单位长度内感抗（Ω/km），f为
，导线单位长度电阻rd， 两导线间距为D，导线对地高度为h，通常h>>D 。
频率（Hz），ρ为土壤电阻率（Ω·m）
35kV～220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （二）
GJ35和GJ50钢绞线避雷线的参数频率特性 避雷线电阻随频率增高而增大，避雷线电抗随 频率增大而显著增大，单位长度避雷线GJ35 比GJ50电阻及电抗均大。 避雷线电阻与土壤电阻率基本无关，避雷线电 抗随土壤电阻率增加而稍有增加，但幅度较小。
杆塔接地电阻测量方法现场测试对比
三极电流电压表法，三 极示波器相位法，三极 接地摇表法，钳表法， 钳表测试回路等效阻抗 测试方法对比。 选取某供电局放银线33 号与39号两基杆塔为测 试对象。 测试结果（见右表）显 示采用CA6411、 GEOX、ZC29B-2及 4015四种仪器的测量 结果是可信的。
输电线路杆塔接地典型情况
右表的型式是典 型情况。在既考 虑了杆塔的自然 接地作用、工频 屏蔽和冲击电压 作用下限制单根 射线长度的问题 及尽可能节约钢 材的条件下制定 出来的。
输电线路杆塔接地电阻常规测量方法
传统的接地电阻测量方法。采用注入电流方法， 即向地网注入试验电流，测量电流大小和接地 体上的电压，从而得到接地电阻。 不足是布置电流极和电压极引线、断开杆塔接 地螺栓连接及外加电源等增加了测试的劳动强 度；同时电压极不可能布置在无穷远处，电流 极的存在又不可避免会使电流场畸变，带来误 差。对于误差常用的克服方法有两极直线布置 时的远离法和补偿法及两极引线等长300夹角 布置。
35kV～220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （三）
钳表法杆塔接地电阻测量回路的计算
简化 ：架在杆塔上的各相导线与避雷线之间的互感耦合及避雷线 对地电容极小，可以忽略。下图中：杆塔电抗Xg、杆塔接地电阻 Rj、每档避雷线阻抗Z。
首端测量等值回路
中间测量等值回路
35kV～220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （四）
线路杆塔接地电阻测量仪器－钳表
下左图是奥地利LEM公司生产的GEOX接地电 阻测试仪，下右图是日本CHAUVIN ARNOUX生产的CA6411接地电阻测试仪。
输电线路杆塔接地电阻测量仪器误差
右图是各测试仪的校验结果。 CA6411与GEOX当电阻在 1～15欧的误差最小最稳定； CA6411是3.33%max， GEOX是6.6% max； 4015当电阻在100～900欧 的误差最小最稳定，为 1.5%max；当电阻在1～10 欧时ZC29B-2比4015误差小， 各种仪器相互之间在2～15欧 之间的最大测量误差是 15.15%。
输电线路杆塔接地电阻测量钳表法
钳表法是传统接地电阻测量方法的一个突破。用钳表 夹住线路杆塔接地线或接地体，就能测出接地电阻。 该法避免断开各支路，在不方便布置辅助接地极时尤 其方便。 要求输电线路避雷线直接接地，各杆塔通过接地的避 雷线构成回路，对于无避雷线的线路或具有绝缘避雷 线的线路使用时较麻烦。 该法测的是异频回路电阻，与工频接地电阻之间是近 似关系，且受接地棒的腐蚀情况及接触状况影响，需 结合电力系统输电线路的实际情况研究其使用规律和 误差判断方法，建立相关接地电阻异频测量标准，供 实际使用中参考，这也正是本项目的意义。
杆 塔 号 33 接 地 极 A B C D A B 测试出的接地电阻或回路电阻值（欧） 钳表法 三极 三极 三极 钳表回路 接地摇表法 示波器 电流电 等效阻抗 CA6411 GEOX 4015 ZC29B 相位法 压表法 阻抗 电阻 * * 6.7 6.7 5.25 6.2 6.29 6.7 * * 5.1 5.2 3.65 4.0 4.30 4.645 * * 5.5 5.6 3.91 4.5 4.58 5.057 * * 7.5 7.6 6.40 7.0 6.72 6.0 6.1 5.36 5.6 5.40 6.32 5.97 5.96 * * 4.86 5.2 5.7 5.9 5.20 5.3 5.30 5.75 5.82 5.81 * * 4.90 4.66
35kV～220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （五）
理论误差增量（△R）区间随杆塔接地电阻（Rj）和杆 塔数量（Fra Baidu bibliotek）的变化趋势
GJ35单避雷线
GJ35双避雷线
35kV～220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （六）
GJ50单避雷线
GJ50双避雷线
谢谢大家！
接地摇表采用手摇发电机作电源，一般有E、P、C三 端子(右上图)或C1、C2、P1、P2四端子(右下图)， 这些端子分别与被测的电流信号或电压信号相连。在 被测接地体电阻小于1欧时，宜采用四端子接线的测试 仪。接地电阻测试仪就工作原理可分为流比计型、电 桥型和电位计型及新型数字式仪表 。
杆塔接地电阻数字式测量仪器
39
注：标注*的数据是使用接地摇表用 20m—40m 三极法测到的，其余三极法数据（包括三极 接地摇表法和三极电流电压表法）均是用 60m—100m 三极法测到的。
35—220kV线路杆塔接地电阻现场测量
选取某供电公司4条不同长度、地段、土壤的 高压线路杆塔进行了现场测试 ，以CA6411、 GEOX、ZC29B-2及4015四种仪器作为普查 普测的仪器。 现场测试得到详实的结果。对于CA6411与 ZC29B-2、4015与ZC29B-2、CA6411 与GEOX三种测量读数差值⊿R进行横向比较， 找出了两两之间的在不同现场下的差别。
下左图是ZC-8型接地电阻测试仪电路原理图。 下右图是日本KYORITSU仪器公司生产的一 种数字式接地电阻测试仪 MODEL 4015。
杆塔接地电阻测量仪－钳表测试原理
钳表测量一般采用异于 50Hz的测量频率。钳表提 供两个线圈：电流线圈提供 测试电源E，在测试回路建 立电流I，同时I再次被钳表 内的感应线圈的二次侧所转 换。回路电阻R=E/I。由 于RO«Rx，R≈Rx，因此 钳表显示的值可以认为是杆 塔接地电阻Rx。
输电线路杆塔接地电阻测量的干扰问题
线路杆塔工频接地电阻测量中的干扰主要是电 压干扰，它包括电力系统不平衡电流在被测接 地体上的工频压降、输电线路在与其平行的电 压引线上的感应电压以及天电或无线电通讯引 起的高频干扰等。 实际测试时以上的干扰都有一定的抑制措施， 这里不展开。
杆塔接地电阻常规测量仪器－摇表
DL/T 887-2004 《杆塔工频接地电阻测量》
周文俊 武汉大学电气工程学院
项目简介
本项目2002年7月立项。 2002年9月，《输电线路杆塔接地电阻测量标准研究》 各项工作正式启动，2002年12月完成基础研究。 2003年国家发展与改革委员会下文编写该标准。 2004年4月，编写出《杆塔工频接地电阻测量》送审 稿，在安徽省巢湖供电公司召开的全国标委会专家审查 会议审议并通过。 2004年11月中电联对该标准审核通过，给予标准号： DL/T 887—2004，中国电力出版社将于2005年2 月出版发行。 2005年4月1日起该标准在全国开始执 行。
输电线路杆塔接地电阻计算
包括放射形电极在内的各种水平接地体的接地电阻计算都可以在直 线电极的基础上用一屏蔽系数A进行修正，即写成：
L2 R (ln A) 2 L hd
输电线路杆塔通常取接地体的埋深h=0.6m，直径（或等效） d=8mm，L为接地体总长度 ，ρ为土壤电阻率。水平接地体的形 状系数和屏蔽系数 见下表：
35kV～220kV杆塔接地电阻 异频测量的计算分析 （一）
线路阻抗的计算
交流以大地为回路的单根导线的自感阻抗（Ω/km）
80 Z L rd f 10 j 4 f ln 104 a
2 4
考虑大地影响时两平行单根导线的互感阻抗（Ω/km）
Z m 2 f 104 j 4 f ln