输电线路杆塔接地电阻测量方法与标准.ppt

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1、 DL/T 887-2004杆塔工频接地电阻测量杆塔工频接地电阻测量 周文俊周文俊武汉大学电气工程学院武汉大学电气工程学院项目简介项目简介o本项目本项目2002年年7月立项。月立项。o2002年年9月，月，输电线路杆塔接地电阻测量标准研究输电线路杆塔接地电阻测量标准研究各项工作正式启动，各项工作正式启动，2002年年12月完成基础研究。月完成基础研究。o2003年国家发展与改革委员会下文编写该标准。年国家发展与改革委员会下文编写该标准。o2004年年4月，编写出月，编写出杆塔工频接地电阻测量杆塔工频接地电阻测量送审送审稿，在安徽省巢湖供电公司召开的全国标委会专家审查稿，在安徽省巢湖供电公司召开

2、的全国标委会专家审查会议审议并通过。会议审议并通过。o2004年年11月中电联对该标准审核通过，给予标准号：月中电联对该标准审核通过，给予标准号：DL/T 8872004，中国电力出版社将于中国电力出版社将于2005年年2月出版发行。月出版发行。2005年年4月月1日起该标准在全国开始执日起该标准在全国开始执行。行。项目开展意义项目开展意义 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、土频频（或中频）回路电阻，

3、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。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。电阻异频测量标准，以便实际使用中有标准可依。输电线路杆塔接地电阻计算输电线路杆塔接地电阻计算o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包括

4、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线电极的基础上用一屏蔽系数A进行修正，即写成：进行修正，即写成：o输输电电线线路路杆杆塔塔通通常常取取接接地地体体的的埋埋深深h=0.6m，直直径径（或或等等效效）d=8mm，L为为接接地地体体总总长长度度，为为土土壤壤电电阻阻率率。水水平平接接地地体体的的形形状系数和屏蔽系数状系数和屏蔽系数 见下表：见下表：输电线路杆塔接地典型情况输电线路杆塔接地典型情况o右表的型式是典型右表的型式是典型情况。在既考虑了情况。在既考虑了杆塔的自然接地作杆塔的自然接地作用、工频屏蔽和冲用、工频屏蔽和冲击电压作用下限制击电压作用下限

5、制单根射线长度的问单根射线长度的问题及尽可能节约钢题及尽可能节约钢材的条件下制定出材的条件下制定出来的。来的。输电线路杆塔接地电阻常规测量方法输电线路杆塔接地电阻常规测量方法o传统的接地电阻测量方法。采用注入电流方法，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。体上的电压，从而得到接地电阻。o不足是布置电流极和电压极引线、断开杆塔接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

6、流度；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时的远离法和补偿法及两极引线等长300夹角夹角布置。布置。输电线路杆塔接地电阻测量钳表法输电线路杆塔接地电阻测量钳表法o钳表法是传统接地电阻测量方法的一个突破。用钳表夹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。住线路杆塔接地线或接地体，就能测出接地电阻。o该法避免断开各支路，在不方便布置辅助接地极时尤其该法避免断开

7、各支路，在不方便布置辅助接地极时尤其方便。方便。o要求输电线路避雷线直接接地，各杆塔通过接地的避雷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。线路使用时较麻烦。o该法测的是异频回路电阻，与工频接地电阻之间是近似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

8、标准，供实际使用断方法，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。中参考，这也正是本项目的意义。输电线路杆塔接地电阻测量的干扰问题输电线路杆塔接地电阻测量的干扰问题o线路杆塔工频接地电阻测量中的干扰主要是电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。起的高频干扰等。o实际测试时以上的干扰都有一定的抑制措施，实际测试时以

9、上的干扰都有一定的抑制措施，这里不展开。这里不展开。杆塔接地电阻常规测量仪器摇表杆塔接地电阻常规测量仪器摇表o接地摇表采用手摇发电机作电源，一般有接地摇表采用手摇发电机作电源，一般有E、P、C三端三端子子(右上图右上图)或或C1、C2、P1、P2四端子四端子(右下图右下图)，这，这些端子分别与被测的电流信号或电压信号相连。在被测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接地体电阻小于1欧时，宜采用四端子接线的测试仪。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电位计型

10、及新型数字式仪表。杆塔接地电阻数字式测量仪器杆塔接地电阻数字式测量仪器o下左图是下左图是ZC-8型接地电阻测试仪电路原理图。型接地电阻测试仪电路原理图。下右图是日本下右图是日本KYORITSU仪器公司生产的一仪器公司生产的一种数字式接地电阻测试仪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钳表测量一般采用异于50Hz的测量频率。钳表提的测量频率。钳表提供两个线圈：电流线圈提供供两个线圈：电流线圈提供测试电源测试电源E，在测试回路建在测试回路建立电流立电流I，同时同时I再次被钳表再次被钳表内的感应线圈的二次侧所转

11、内的感应线圈的二次侧所转换。回路电阻换。回路电阻R=E/I。由由于于RORx，RRx，因此钳因此钳表显示的值可以认为是杆塔表显示的值可以认为是杆塔接地电阻接地电阻Rx。线路杆塔接地电阻测量仪器钳表线路杆塔接地电阻测量仪器钳表p下左图是下左图是奥地利奥地利LEM公司生产的公司生产的GEOX接地电接地电阻测试仪，阻测试仪，下右图下右图是日本是日本CHAUVIN ARNOUX生产的生产的CA6411接地电阻测试仪。接地电阻测试仪。输电线路杆塔接地电阻测量仪器误差输电线路杆塔接地电阻测量仪器误差o右图是各测试仪的校验结果。右图是各测试仪的校验结果。oCA6411与与GEOX当电阻在当电阻在115欧的误

12、差最小最稳定；欧的误差最小最稳定；CA6411是是3.33%max，GEOX是是6.6%max；4015当电阻在当电阻在100900欧欧的误差最小最稳定，为的误差最小最稳定，为1.5%max；当电阻在当电阻在110欧时欧时ZC29B-2比比4015误差小，误差小，各种仪器相互之间在各种仪器相互之间在215欧欧之间的最大测量误差是之间的最大测量误差是15.15%。杆塔接地电阻测量方法现场测试对比杆塔接地电阻测量方法现场测试对比o三极电流电压表法，三三极电流电压表法，三极示波器相位法，三极极示波器相位法，三极接地摇表法，钳表法，接地摇表法，钳表法，钳表测试回路等效阻抗钳表测试回路等效阻抗测试方法测

13、试方法对比对比。o选取某供电局放银线选取某供电局放银线3333号与号与3939号两基杆塔为测号两基杆塔为测试对象。试对象。o测试结果（见右表）显测试结果（见右表）显示采用示采用CA6411、GEOX、ZC29B-2及及4015四种仪器的测量四种仪器的测量结果是可信的。结果是可信的。35220kV线路杆塔接地电阻现场测量线路杆塔接地电阻现场测量o选取某供电公司选取某供电公司4条不同长度、地段、土壤的条不同长度、地段、土壤的高压线路杆塔进行了现场测试高压线路杆塔进行了现场测试，以以CA6411、GEOX、ZC29B-2及及4015四种仪器作为普查四种仪器作为普查普测的仪器。普测的仪器。o现场测试得

14、到详实的结果。对于现场测试得到详实的结果。对于CA6411与与ZC29B-2、4015与与ZC29B-2、CA6411与与GEOX三种测量读数差值三种测量读数差值R进行横向比较，进行横向比较，找出了两两之间的在不同现场下的差别。找出了两两之间的在不同现场下的差别。35kV220kV杆塔接地电阻杆塔接地电阻异频测量的计算分析异频测量的计算分析（一）（一）n线路阻抗的计算线路阻抗的计算o交流以大地为回路的单根导线的自感阻抗（交流以大地为回路的单根导线的自感阻抗（/km）o考虑大地影响时两平行单根导线的互感阻抗（考虑大地影响时两平行单根导线的互感阻抗（/km）o为导线半径（为导线半径（m），），xn

15、e为导线单位长度内感抗（为导线单位长度内感抗（/km），），f为为频率（频率（Hz），），为土壤电阻率（为土壤电阻率（m），导线单位长度电阻导线单位长度电阻rd，两导线间距为两导线间距为D，导线对地高度为导线对地高度为h，通常通常hD。35kV220kV杆塔接地电阻杆塔接地电阻异频测量的计算分析异频测量的计算分析（二）（二）nGJ35和和GJ50钢绞线避雷线的参数频率特性钢绞线避雷线的参数频率特性o避雷线电阻随频率增高而增大，避雷线电抗随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，单位长度避雷线频率增大而显著增大，单位长度避雷线GJ35比比GJ50电阻及电抗均大。电阻及电抗均大

16、o避雷线电阻与土壤电阻率基本无关，避雷线电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。抗随土壤电阻率增加而稍有增加，但幅度较小。35kV220kV杆塔接地电阻杆塔接地电阻异频测量的计算分析异频测量的计算分析（三）（三）n钳表法杆塔接地电阻测量回路的计算钳表法杆塔接地电阻测量回路的计算 o简化简化 ：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：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：对地电容极小，可以忽略。下图中：杆塔电抗杆塔电抗Xg、杆塔接地电阻杆塔接地电阻Rj、每档避雷线阻抗每档避雷线阻抗Z。首端测量等

17、值回路首端测量等值回路 中间测量等值回路中间测量等值回路 35kV220kV杆塔接地电阻杆塔接地电阻异频测量的计算分析异频测量的计算分析（四）（四）n计算项目计算项目oGJ35/50单单/双根避雷线两种钳表（双根避雷线两种钳表（CA6411、GEOX）测试误测试误差差R计算。计算。o同一杆塔多根接地极时钳表测试误差同一杆塔多根接地极时钳表测试误差R计算。计算。n结果及分析结果及分析oGEOX计算结果与实测结果是十分接近的，而计算结果与实测结果是十分接近的，而CA6411则偏大。则偏大。o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

18、干接地极断线或超标的判别方法。地极断线或超标的判别方法。o提出了误差增量（提出了误差增量（R）区间随杆塔接地电阻（区间随杆塔接地电阻（Rj）和杆塔数量和杆塔数量（n）的变化趋势图。的变化趋势图。35kV220kV杆塔接地电阻杆塔接地电阻异频测量的计算分析异频测量的计算分析（五）（五）n理论误差增量（理论误差增量（R）区间随杆塔接地电阻（区间随杆塔接地电阻（Rj）和杆和杆塔数量（塔数量（n）的变化趋势的变化趋势 GJ35单避雷线单避雷线 GJ35双避雷线双避雷线 35kV220kV杆塔接地电阻杆塔接地电阻异频测量的计算分析异频测量的计算分析（六）（六）GJ50单避雷线单避雷线 GJ50双避雷线双避雷线 谢谢大家！谢谢大家！