《接地装置工频特性参数的测量导则》dl

接地装置工频特性参数的测量导则 DL475—92

中华人民共和国电力行业标准

接地装置工频特性参数的测量导则DL475—92

中华人民共和国能源部1992-11-03 批准1993-04-01 实施

1 主题内容与适用范围

本导则规定了接地装置工频特性参数的测量方法以及减小或消除某些因素对测量结果影响的方法。

本导则适用于发电厂、变电所和杆塔等接地装置工频特性参数的测量，拟建发电厂、变电所和杆塔的场地土壤电阻率的测量。本导则也适用于避雷针和微波塔等其它接地装置工频特性参数的测量。

2 对接地装置工频特性参数测量的基本要求

2.1 在一般情况下尽量用本导则中推荐的方法测量接地装置的工频特性参数，如在测量中遇到困难时，可以由有关单位的负责人决定采用行之有效的方法测量。

2.2 发电厂、变电所和杆塔等接地装置的工频特性参数尽量在干燥季节时测量，而不应在雨

后立即测量。

2.3 通常应采用两种或两种以上电极布置方式(包括改变电极布置的方向)测量接地装置的工频特性参数。有时，还需要采用不同的方法测量，以互相验证，提高测量结果的可信度。

2.4 如条件允许，测量回路应尽可能接近输电线接地短路时的电流回路。

3 发电厂和变电所接地装置的工频接地电阻、接触电压和跨步电压的测量

3.1 发电厂和变电所接地装置的工频接地电阻的测量

3.1.1 测量原理

接地装置工频接地电阻的数值，等于接地装置的对地电压与通过接地装置流入地中的工频电流的比值。接地装置的对地电压是指接地装置与地中电流场的实际零位区之间的电位差。图1 是测量工频接地电阻的电极布置和电位分布的示意图，图上点P 是实际零电位区中的一点，实际零电位区是指沿被测接地装置与测量用的电流极C 之间连接线方向上电位梯度接近于零的区域。实际零电位区范围的大小，与测量用的电流极离被测接地装置的距离dGC 的大小、通过被测接地装置流入地中测试电流的大小以及测量用的电压表的分辨率等因素有关。

用电压表和电流表分别测量接地装置G 与电压极P 之间的电位差UG 和通过接地装置流入地中的测试电流I，由UG 和I 得到接地装置的工频接地电阻

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3.1.2 测量工频接地电阻的三极法

三极法的三极是指图2 上的被测接地装置G，测量用的电压极P 和电流极C。图中测量

用的电流极C和电压极P离被测接地装置G边缘的距离为dGC=(4～5)D 和dGP=(0.5～0.6)dGC， D 为被测接地装置的最大对角线长度，点P 可以认为是处在实际的零电位区内。如果想较准确地找到实际零电位区，可以把电压极沿测量用电流极与被测接地装置之间连接线方向移动

三次，每次移动的距离约为dGC 的5%，测量电压极P 与接地装置G 之间的电压。如果电压

表的三次指示值之间的相对误差不超过5%，则可以把中间位置作为测量用电压极的位置。

图1 测量接地装置工频接地电阻的

电极布置和电位分布示意图

G—被测接地装置；P—测量用的电压极；C—测量用的电流极；

D—被测接地装置的最大对角线长度

图2 三极法的原理接线图

(a)电极布置图；(b)原理接线图

G—被测接地装置；P—测量用的电压极；C—测量用的电流极；

E —测量用的工频电源；A—交流电流表；V—交流电压表；

D—被测接地装置的最大对角线长度

把电压表和电流表的指示值UG 和I 代入式(1)中去，得到被测接地装置的工频接地电阻RG。

当被测接地装置的面积较大而土壤电阻率不均匀时，为了得到较可信的测试结果，建议把电流极离被测接地装置的距离增大，例如增大到10km，同时电压极离被测接地装置的距离也相应地增大。

如果在测量工频接地电阻时，dGC 取(4～5)D 值有困难，那么当接地装置周围的土壤电阻率较均匀时，dGC 可以取2D 值，而dGP 取D 值；当接地装置周围的土壤电阻率不均匀时， dGC 可以取3D 值，dGP 取1.7D 值。

如果接地装置周围的土壤电阻率较均匀，也可以用图3 的三角形布置电极的方式测量工

频接地电阻。被测接地装置的工频接地电阻值由下式决定

式中UGP——电压极与被测接地装置之间的电压；

I ——通过接地装置流入地中的测试电流；

a——被测接地装置等效球半径；

DGP，DGC——电压极和电流极离被测接地装置的等效中心的距离；

θ——电压极和接地装置等效中心的连接线与电流极和接地装置等效中心的连接线

之间的夹角。一般取dGP≈dGC=2D，θ≈30°。

当接地装置的最大对角线较小，且工频接地电阻值大于0.5Ω时，也可以用接地电阻测

量仪测量接地电阻，但其电压极和电流极应按前面提到的要求布置。

3.1.3 测量工频接地电阻的四极法

当被测接地装置的最大对角线D 较大，或在某些地区(山区或城区)按要求布置电流极和电压极有困难时，可以利用变电所的一回输电线的两相导线作为电流线和电压线。由于两相导线即电压线与电流线之间的距离较小，电压线与电流线之间的互感会引起测量误差。图4是消除电压线与电流线之间互感影响的四极法的原理接线图。图4 的四极是指被测接地装置G、测量用的电流极 C 和电压极P 以及辅助电极S。辅助电极S 离被测接地装置边缘的距离dGS=30～100m。

图3 测量接地装置的工频接地电电阻的三角形布置电极方式

G—被测接地装置；P—测量用的电压极；C—测量用的电流极；

D—被测接地装置的最大对角线长度

图4 四极法测量工频接地电阻的原理接线图

G—被测接地装置；P—测量用电压极；

C—测量用电流极；S—测量用的辅助电极；—工频电源

用高输入阻抗电压表测量点2 与点3、点3 与点4 以及点4 与点2 之间的电压U23、U34

和U42。由电压U23、U34 和U42 以及通过接地装置流入地中的电流I，得到被测接地装置的工频接地电阻

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3.1.4 对测量仪表的要求

为了使测量结果可信，要求电压表和电流表的准确度不低于1.0 级，电压表的输入阻抗不小于100kΩ。最好用分辨率不大于1%的数字电压表(满量程约50V)。

3.1.5 影响工频接地电阻实测值的因素和消除其影响的方法

在不停电的条件下，接地装置中存在电力系统的零序电流，它会影响工频接地电阻的实测值。零序电流对工频接地电阻实测值的影响，既可以用增大通过接地装置的测试电流值的办法减小，也可以用倒相法或三相电源法消除用倒相法得到的工频接地电阻值

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