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钳式接地电阻测试仪


钳式接地电阻测试仪的正确使用方法


 

  降低电力线路杆塔接地电阻可以提高线路的耐雷水平,减少雷害事故,在杆塔附近降低接触电压和跨步电压,防止人畜触电事故。因此杆塔的接地电阻是一个重要数据。设计、施工、运行的各个环节都必须十分重视,要准确测出它的真实数值,并使其低于规定值。以往是使用接地摇表来测量接地电阻的,但由于需要从接地网向外引100米以上的测量线和两根辅助地极相连,工作量大,而且往往受到地形和环境的限制,辅助地极的位置无法达到要求,因而很难得到正确的测量结果。近几年引进 钳式接地电阻测试仪,由于其测量方法简便,为广大线路工作者所欢迎。

  为了能正确使用钳式接地电阻测试仪去测量接地电阻,首先,必须了解其测量原理。 钳式接地电阻测试仪是用来测量任何有回路系统之接地电阻,该仪器本身能产生一个电源电势,在任何有回路系统中就能产生电流,因此其测量原理简而言之是全电路欧姆定律,它测出的是这个回路系统的环路电阻值。

  用钳式接地电阻测试仪测量杆塔接地电阻时其测量回路系统如图1所示:

 

图1 测量回路系统图

仪器有两个独立线圈,一个产生高频交流电压e,在测量回路中建立电势E,相当于一个变压器,在回路中产生总电流I,它被另一线圈子所接收,其作用相当于电流互感器,于是测量回路的环路电阻:

RLOOP>=E/1=e/i=1/NuNi=(e/i)×常数 (1)

表头显示的就是环路电阻RLOOP>

从测量回路系统图1分析,环路电阻包括四部分:

(1)Rx>--待测杆塔的接地电阻。

(2)Re>--大地电阻,通常认为Re>≈0,可忽略不计。

(3)Rp>--其余各杆塔的接地电阻并联值。RP>=(R1>//R2>//………//Rn-1>)由于其并联电阻数量多,并联后数值很小,一般认为RP>≈0

(4)Rgw--待测杆塔两侧架空地线电阻的并联值,由于其数值很小忽略,即Rgw>≈0

在忽略了各个甚小的数值后就可认为环路电阻RLOOP就等于待测杆塔的接地电阻Rx>,即:

RLOOP>=Rx>+Re>+(R1>//R2>……/Rn>)+Rgw>≈Rx>(2)

根据此测量原理就能引伸出正确的测量方法和正确分析测量结果:

  1、待测杆塔的线路必须有多点接地,亦即是说必须有架空地线的线路方能采用,否则就不能构成式(2)的环路,即使存在某些环路,但环路内的各部分皆不能忽略时,式(2)便失去成立的依据,例如没有架空地线的10kV线路杆塔,用此法测量可能没有回路,或者可以通过另一只塔脚经大地构成回路,表头虽有显示,但并不是真正的接地电阻值。

  2、待测杆塔在测量时只能存在一条接地引下线,110kV及以上线路一般有两只(或四只)塔脚有接地引下线。当在1脚上测量,3脚的接地引下线不拆开,分为两种情况:(a)两只脚的地网是连通的,则1、3脚通过地网,塔身已构成一个电阻值很小的环路,见图2(a),把RX旁路了,这时将测得很小的数值,例如1Ω,此值实际上就是两脚间地网及塔身构成的回路电阻值,实际接地电阻即使很大亦不会被发现,这将会留下安全隐患。(b)如两只脚的地网不连通,如图2(b),则1、3脚各有自己的接地电阻,测1脚时,3脚相当于一基相邻杆塔,对测量结果几乎没有影响。如将3脚的接地引下线拆开后用临时线与1脚引下线连接(在钳形表之下),如图2(b)虚线所示,相当于加大了1脚的地网,测量值应有明显降低,此值才真正是待测杆塔的接地电阻RX的值。

 

我们复测了110kV良广线74#塔,北广线7#塔的接地电阻,结果如表1所示:

表1                         单位:Ω

项目

良广线74#塔

北广线7#塔

2脚

4脚

分析

1脚

3脚

分析

原测量记录(测量时没有拆开对侧脚引下线)

5.1

7.9

由于数值较大,且不相等,故初步判断两脚的接地网没有连通

5.4

5.4

两值相等,但数值较大,故初步判断两脚的地网没有连通。

复测

不拆开对侧脚引下线

4.8

5.2

通过对测量结果的分析,可以确定两脚的地网没有连通。本塔的接地电阻值应取3.2Ω。

7.7

7.4

通过对测量结果分析,可以确定两脚的地网没有连通,本塔的接地电阻值应为4.7Ω。

拆开对侧脚引下线

4.8

5.2

7.8

7.5

拆开对侧脚引下线后用0.7Ω的引线与测量脚在钳表下连通。

2.9

3.2

4.7

4.7

用接地摇表测量

4.4

5.2

与钳表测量结果基本一致。

6.7

6.7

比钳表测量小12%



 

又复测了良广线494#塔、57#塔,结果见表2:

表2                         单位:Ω

项目

良广线49#塔

良广线57#塔

1脚

3脚

分析

1脚

3脚

分析

原测量记录(测量时没有拆开对侧脚引下线)

0.8

0.8

数值较小且相等,故初步判断两脚的地网连通,测量结果不是真实接地电阻值。

0.9

0.9

同49#塔

复测

不拆开对侧脚引下线

0.8

0.8

可以确定两脚的地网是连通,本塔的接地电阻为2.8Ω。

0.9

0.9

同49#塔

拆开对侧脚引下线

2.8

2.8

4.9

4.9

拆开对侧脚引下线后用0.1Ω的引线与测量脚在钳表下连通。

2.8

2.8

4.9

4.9

  由于线路建设时间不同,有些是采用放射式地网,各脚地网之间连通,有的是采用环形兼放射式地网,各脚地网是连通的,当待测杆塔在测量时仅有一条接地引下线时,其测量结果总是比实际略大一些,因为式(2)是忽略了若干因素,如不忽略,RX总比表头显示值略低一些。如各脚的地网不连通,表头显示值仅是一只脚地网的接地电阻值,实际运行时的地网要大一至三倍,(此时准确的方法是将其余脚接地,引下线拆开后用临时线与测量脚的引下线在钳表之下连通),所以测量结果是偏于安全的。因此只要任一只脚的接地电阻都不大于设计值(例如10Ω),则认为该基杆塔的接地电阻是合格的,没有必要追究各脚的接地电阻值是否平衡。

  3、从式(2)还看出,环路电阻当然包括了环路内各结点的接触电阻,也就是测量了整个雷电流通道的电阻,可以及时发现接触不良的地方,监测范围扩大,安全性更高了。由于铁塔是多网孔结构,个别结点接触不良对塔体本身的电阻影响甚微,但接地引下线只有两点(或四点),架空地线与塔体相连也只有2-4点,任何一点接触不良都会影响接地电阻值,会使雷击时塔顶电位升高而增加雷击跳闸率,所以在测量时如发现各脚有明显差别数值又较大时,应检查接地引下线的接触情况,从这个意义上讲, 钳式接地电阻测试仪也测量了接触电阻(注意:是“也”测量了接触电阻,不是测量接触电阻)。

  结论:用钳式接地电阻测试仪测量电力线路杆塔接地电阻方法简单,测量结果可信度高,但只能用于有架空地线的高压线路上,测量时待测杆塔只允许存在一条接地引下线,如各塔脚的地网是不连通的,应将其余各脚的接地引下线拆开后用临时线与测量脚的引下线连通(连通点在钳表之下)。通过对测量结果的分析,可以判断出各塔脚的地网是否连通,接地引下线是否存在接触不良的隐患。

 

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