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電力技術
地網地阻測試儀
時間：2023-02-24
中試控股技術研究院魯工為您講解：地網地阻測試儀
ZSDW-5A異頻大地網接地電阻測試儀
參考標準：DL/T 475-2017
ZSDW-5A異頻大地網接地電阻測試儀用來做什么試驗的：用于精確測量大型接地網接地阻抗、接地電阻、接地電抗、場區地表電位梯度、接觸電位差、接觸電壓、跨步電位差、跨步電壓、轉移電位、接地引下線導通電阻、土壤電阻率等接地特性參數的軟硬件系統。采用逐點變頻，抗干擾極強，能在強干擾環境下準確測得工頻50Hz下的數據。系統輸出功率大（2-20KW），電壓高(0-1000V)，輸出電流大（0-50A），不會引起測試時接地裝置的電位過高，同時它還具有極強的抗干擾能力，故可以在不停電的情況下進行測量
近些年來，國內多處變電站因雷擊形成擴大事故，多數與地網接地電阻不合格有關，接地網起著工作接地和保護接地的作用,當接地電阻過大則: 發生接地故障時,使中性點電壓偏移增大,可能使健全相和中性點電壓過高,超過絕緣要求的水平而造成設備損壞。在雷擊或雷電波襲擊時,由于電流很大,會產生很高的殘壓,使附近的設備遭受到反擊的威脅,并降低接地網本身保護設備(架空輸電線路及變電站電氣設備）帶電導體的耐雷水平,達不到設計的要求而損壞設備。同時接地系統的接地電阻是否合格直接關系到變電站運行人員、變電檢修人員人身安全；但由于土壤對接地裝置具有腐蝕作用，隨著運行時間的加長，接地裝置已有腐蝕，影響變電站的安全運行；中試控股技術博士為您解答：因此，必須大力加強對地網接地電阻的定期監測；運行中變電站地網接地電阻的測量，由于受系統流入地網電流的干擾以及試驗引線線間的干擾，使測試結果產生較大的誤差。特別是大型接地網接地電阻很小（一般在0.5Ω以下），即使細微的干擾也會對測試結果產生很大的影響；如果對地網接地電阻測試不準確，不僅損壞設備，而且會造成諸如地網誤改造等不必要的損失，結合我對接地網接地阻抗測試方法的研究，現總結如下：CVT檢驗用諧振升壓裝置利用串聯諧振的原理，采用了無極手動調感的技術以及節電抗器串聯的方式，使得所需電源、試驗設備體積和重量大幅下降。
二、接地電阻測試原理及方法：
測試接地裝置的接地阻抗時電流極要布置的盡量遠，通常電流極與被試接地裝置邊緣的距離dcG應為被試接地裝置大對角線長度D的4～5倍（平行布線法），在土壤電阻率均勻的地區可取2倍及以上（三角形布線法），電壓引線長度為電流引線長度0.618倍（平線布線法）或等于電流線（三角形布線法）。
1、電位降法
電位降法測試接地裝置的接地阻抗是按圖1布置測試回路，且符合測試回路的布置的要求。
G—被試接地裝置；C—電流極；P—電位極；D—被試接地裝置大對角線長度；dCG—電流極與被試接地裝置邊緣的距離；x—電位極與被試接地裝置邊緣的距離；d—測試距離間隔；
流過被試接地裝置G和電流極C的電流I使地面電位變化，電位極P從G的邊緣開始沿與電流回路呈30°~45°的方向向外移動，每間隔d（50m或100m或200m）測試一次P與G之間的電位差U，繪出U與x的變化曲線。曲線平坦處即為電位零點，與曲線點間的電位即為在試驗電流下被試接地裝置的電位升高U,接地裝置的接地阻抗為：
Z=Um/I
如果電位測試線與電流線呈角度放設確實困難，可與之同路徑放設，但要保持盡量遠的距離。
中試控股技術博士為您解答：如果電位將曲線的平坦點難以確定，則可能是受被試接地裝置或電流極C的影響，考慮延長電流回路；或者是地下情況復雜，考慮以其他方法來測試和校驗。
2、電流—電壓表三極法
a）直線法
電流線和電位線同方向（同路徑）防設稱為三極法中的直線法，示意圖2；dcG符合測試回路的布置的要求, dPG通常為(0.5~0.6) dcG.電位極P應在被測接地裝置G與電流極C連線方向移動三次，每次移動的距離為dcG的5％左右，當三次測試的結果誤差在5％以內即可。
大型接地裝置一般不宜采用直線法測試。如果條件所限而必須采用時，應注意使電流線和電位線保持盡量遠的距離，以減小互感耦合對測試結果的影響。
G—被試接地裝置；C—電流極；P—電位極；D—被試接地裝置大對角線長度
dCG—電流極與被試接地裝置邊緣的距離；dPG—電位極與被試接地裝置邊緣的距離；
b)夾角法
只要條件允許，大型接地裝置接地阻抗的測試都采用電流——電位線夾角布置的方式。dcG符合測試回路的布置的要求,一般為4D~5D，對超大型接地裝置則盡量遠；dPG的長度與dcG相近。接地阻抗可用公式（2）修正.
(2)式中
θ---電流線和電位線的夾角；
Z''--- 接地阻抗的測試值。
如果土壤電阻率均勻，可采用 dcG和 dpG相等的等腰三角形布線，此時使θ 約為30°，dcG=dpG=2D接地修正公式2。
3、接地電阻測試儀法。
圖3是接地電阻測試儀測試接地網接地電阻的接線方法；測試原理、布線、要求與三極法類似。
1、E極在使用三極法測量時必須與P1短接起來，但當地網接地電阻很小，當地網接地電阻較小時(≤0.5Ω),為了提高測量精度,減小儀器與地網測量引線電阻及接觸電阻對測量結果的影響,可將E．P短路片解開；減小接觸電阻引起的誤差，需單獨引線與地網測試點相連。
注：
1、E――接被測量地網；
2、P1――接被測量地網；
3、P2――接測量電壓線（其長度取電流線長度的0.618倍）；
4、C――接測量電流線（其長度取地網對角線長度的4～5倍）；
三、測試注意事項及意義
接地裝置的特性參數大都與土壤的潮濕程度密切相關，因此接地裝置的狀況評估和驗收測試應盡量在干燥季節和土壤未凍結時進行進行，不應在雷、雨、雪中或雨、雪后立即進行。通過實際的測量，為我們整改提供可靠的依據。對變電站接地網接地狀況，提出整改優化方案，使接地網的接地電阻符合要求，從而有效的防止設備絕緣損壞造成的跨步電壓造成人員傷害或設備的進一步損壞。起到保證電氣設備的安全運行，為變電站工作人員創造一個安全可靠的工作環境的作用。
1輸變電系統接地網需要防蝕保護
隨著對電力輸變電系統的安全性要求的提高，對接地網的性能和安全運行的要求也越來越嚴格，對接地體材料的耐腐蝕性和熱穩定性的要求也越來越高。由于資源和經濟等原因，我國接地網所用材料主要為碳鋼。接地網的腐蝕源于普通碳鋼在腐蝕性土壤環境中的電化學腐蝕以及電網設備運行中的泄流電流造成的腐蝕。腐蝕使接地網材料表面生成氧化物，截面積減小或甚至斷裂，造成接地性能不良和熱穩定性惡化，危及設備及人身安全。因此緩解接地網金屬材料腐蝕，保證接地網接地性能的穩定性，延長接地網使用壽命，是輸變電系統安全生產上要解決的課題。我國輸變電系統變電站有許多是建在具有中等以上腐蝕性的土壤中，碳鋼接地網的腐蝕十分普遍，據某省的調查統計，其中嚴重腐蝕的超過13。一些地區的輸變電系統接地網的使用壽命僅有10年，腐蝕嚴重的3～4年就出現接地網或引下線腐蝕斷裂。而且在這過程中因腐蝕發展使接地電阻增大而惡化接地網的接地性能。氧化鋅避雷器測試儀集直流高壓電源、測量、控制系統為一體，將全部元器件濃縮在一個機箱內，體積小，重量輕，可攜帶到任何地方使用
ZSDW-5A異頻大地網接地電阻測試儀
參考標準：DL/T 475-2017
ZSDW-5A異頻大地網接地電阻測試儀用來做什么試驗的：用于精確測量大型接地網接地阻抗、接地電阻、接地電抗、場區地表電位梯度、接觸電位差、接觸電壓、跨步電位差、跨步電壓、轉移電位、接地引下線導通電阻、土壤電阻率等接地特性參數的軟硬件系統。采用逐點變頻，抗干擾極強，能在強干擾環境下準確測得工頻50Hz下的數據。系統輸出功率大（2-20KW），電壓高(0-1000V)，輸出電流大（0-50A），不會引起測試時接地裝置的電位過高，同時它還具有極強的抗干擾能力，故可以在不停電的情況下進行測量
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ZSDW-5A異頻大地網接地電阻測試儀
自動抗干擾大地網接地電阻測量儀可測變電站地網（4Ω）、水火電廠、微波站（10Ω）、避雷針（10Ω）多用機型，采用了新型變頻交流電源，并采用了微機處理控制和信號處理等措施，很好的解決了測試過程中的抗干擾問題，簡化了試驗操作過程，提高了測試結果的精度和準確性，大大降低了試驗人員的勞動強度和試驗成本。
本儀器適用于測試各類接地裝置的工頻接地阻抗、接觸電壓、跨步電壓、等工頻特性參數以及土壤電阻率。本儀器采用異頻抗干擾技術，能在強干擾環境下準確測得工頻50Hz下的數據。測試電流大5A，不會引起測試時接地裝置的電位過高，同時它還具有極強的抗干擾能力，故可以在不停電的情況下進行測量。
配合選頻電壓表，測量接觸電壓、跨步電壓、電壓梯度等特性參數。
產品別稱
自動抗干擾地網接地電阻測量儀，智能抗干擾地網接地電阻測量儀，變頻地網接地電阻測量儀
產品特征
1、測量的工頻等效性好。測試電流波形為正弦波，45/50/55/60/65Hz單頻 45/55Hz、55/65Hz、47.5/52.5Hz自動雙變頻。
2、抗干擾能力強。本儀器采用異頻法測量，配合現代軟硬件濾波技術，使得儀器具有很高的抗干擾性能，測試數據穩定可靠。
3、精度高。基本誤差僅0.005Ω，可用來測量接地阻抗很小的大型地網。
4、功能強大。可測量電流樁，電壓樁，接地電阻，跨步電壓，接觸電壓。
5、操作簡單。全中文菜單式操作，直接顯示出測量結果。
6、布線勞動量小，無需大電流線。
產品概述：
變頻大電流多功能接地阻抗測量系統由：變頻接地阻抗測量儀，隔離變壓器，和導通測量儀及其他附件組成。主要功能：精確測量接地阻抗、接地電阻，接地電抗，導通電阻和土壤電阻率。 該系統采用當前最先進的數字濾波選頻測量技術，具有超強的抗干擾能力，徹底消除了由工頻感應、零序電流、諧波和雜散信號的干擾給測量帶來的誤差；輸出純正弦波大功率信號做為測試電源，輸出功率達10KW，雙點或多頻點采集數據，特別適用于地網接地阻抗的測量。該系統測量數據精確穩定，抗干擾能力強，數據可重復性好,處于國內領先水平。
技術特點：
☆采用電子對抗數字濾波技術，抗干擾能力極強。(關鍵性能)
選頻特性尖銳，通頻帶±0.5Hz。實測 200V的干擾在±1Hz下測量引起的誤差低于 0.1mV,干擾抑制能力達到百萬分之一以上,遠勝于部分進口儀器百分之幾的抗干擾能力,保證了測量精度，測量數據可重復。
☆可多點精確選頻測試
由于采用了具有超強抗干擾能力的數字濾波技術，設備可采用與工頻很接近的多點頻率進行測量，如（47,49,51,53Hz等）。如采用與工頻偏差較遠的雙點變頻（如 40，60Hz，30Hz，120Hz等）,其測試結果與工頻測試結果的等效性有待研究。
☆系統輸出功率 10KW，電壓 0-1000V，電流 0-20A，對于測量各種大小地網可保證現場能產生足夠的測試電流。
我們知道，回路電流等于電壓除以電阻。為了保證產生足夠的電流，設備必須能提供足夠高的電壓和功率。如設備額定輸出為5A，100V，總功率 500W，在大多現場測量時是遠遠達不到5A電流值的，有時甚至只能產生數百毫安電流。對于大型地網強干擾的環境下，這樣小的測試電流根本無法保證測量的準確性。本設備輸出電壓高（1000V），功率大（10KW），可保證現場產生足夠的電流，保證測量結果的準確性和可重復性。
☆功能多，可測量接地阻抗，接地電阻，電抗，土壤電阻率。
☆系統自動轉換量程。采用高級增益編程放大技術，保證了在高低量程范圍的測量精度，無需手動換擋，簡單方便。
☆各量程可分別進行校準，保證了精度。
☆高穩定度的變頻源，純正弦波輸出，保證了測試結果的等效性，并有過壓、過流和過熱等保護功能。 ☆大屏幕顯示測試數據，傻瓜式操作。
☆可保存 2000組以上數據，與計算機聯機上傳數據，方便分析處理
系統參數：
電源電壓：AC220V或 380V，50Hz
輸出功率：標配 10KW（5KW～20KW可選）
輸出電壓：標配 0～400～800V（0～1000V可選）
測試輸出電流：標配 0～25A（0～60A可選）
頻率調節范圍：45～65Hz多頻點可選
抗干擾能力：通頻帶±0.3Hz，衰減>80dB/Hz；
測量范圍：0.001～1000Ω
分辯率：1mΩ
測量精度：1.0級
使用環境溫度：-20℃～+50℃
變頻抗干擾接地阻抗測量儀
變頻大電流多功能接地阻抗測量系統由：變頻接地阻抗測量儀，隔離變壓器，和導通測量儀及其他附件組成。主要功能：精確測量接地阻抗、接地電阻，接地電抗，導通電阻和土壤電阻率。 該系統采用當前最先進的數字濾波選頻測量技術，具有超強的抗干擾能力，徹底消除了由工頻感應、零序電流、諧波和雜散信號的干擾給測量帶來的誤差；輸出純正弦波大功率信號做為測試電源，輸出功率達10KW，雙點或多頻點采集數據，特別適用于地網接地阻抗的測量。該系統測量數據精確穩定，抗干擾能力強，數據可重復性好,處于國內領先水平。
技術特點：
☆采用電子對抗數字濾波技術，抗干擾能力極強。(關鍵性能)
選頻特性尖銳，通頻帶±0.5Hz。實測 200V的干擾在±1Hz下測量引起的誤差低于 0.1mV,干擾抑制能力達到百萬分之一以上,遠勝于部分進口儀器百分之幾的抗干擾能力,保證了測量精度，測量數據可重復。
☆可多點精確選頻測試
由于采用了具有超強抗干擾能力的數字濾波技術，設備可采用與工頻很接近的多點頻率進行測量，如（47,49,51,53Hz等）。如采用與工頻偏差較遠的雙點變頻（如 40，60Hz，30Hz，120Hz等）,其測試結果與工頻測試結果的等效性有待研究。
☆系統輸出功率 10KW，電壓 0-1000V，電流 0-20A，對于測量各種大小地網可保證現場能產生足夠的測試電流。
我們知道，回路電流等于電壓除以電阻。為了保證產生足夠的電流，設備必須能提供足夠高的電壓和功率。如設備額定輸出為5A，100V，總功率 500W，在大多現場測量時是遠遠達不到5A電流值的，有時甚至只能產生數百毫安電流。對于大型地網強干擾的環境下，這樣小的測試電流根本無法保證測量的準確性。本設備輸出電壓高（1000V），功率大（10KW），可保證現場產生足夠的電流，保證測量結果的準確性和可重復性。
☆功能多，可測量接地阻抗，接地電阻，電抗，土壤電阻率。
☆系統自動轉換量程。采用高級增益編程放大技術，保證了在高低量程范圍的測量精度，無需手動換擋，簡單方便。
☆各量程可分別進行校準，保證了精度。
☆高穩定度的變頻源，純正弦波輸出，保證了測試結果的等效性，并有過壓、過流和過熱等保護功能。 ☆大屏幕顯示測試數據，傻瓜式操作。
☆可保存 2000組以上數據，與計算機聯機上傳數據，方便分析處理
系統參數：
電源電壓：AC220V或 380V，50Hz
輸出功率：標配 10KW（5KW～20KW可選）
輸出電壓：標配 0～400～800V（0～1000V可選）
測試輸出電流：標配 0～25A（0～60A可選）
頻率調節范圍：45～65Hz多頻點可選
抗干擾能力：通頻帶±0.3Hz，衰減>80dB/Hz；
測量范圍：0.001～1000Ω
分辯率：1mΩ
測量精度：1.0級
使用環境溫度：-20℃～+50℃
變頻抗干擾接地阻抗測量儀
ZSDW-5A異頻大地網接地電阻測試儀適用于測試各類接地裝置的工頻接地阻抗、接觸電壓、跨步電壓、等工頻特性參數以及土壤電阻率。本儀器采用異頻抗干擾技術，能在強干擾環境下準確測得工頻50Hz下的數據。測試電流大5A，不會引起測試時接地裝置的電位過高，同時它還具有極強的抗干擾能力，故可以在不停電的情況下進行測量。
ZSDW-5A異頻大地網接地電阻測試儀
一、概述近些年來，國內多處變電站因雷擊形成擴大事故，多數與地網接地電阻不合格有關，接地網起著工作接地和保護接地的作用,當接地電阻過大則: 發生接地故障時,使中性點電壓偏移增大,可能使健全相和中性點電壓過高,超過絕緣要求的水平而造成設備損壞。在雷擊或雷電波襲擊時,由于電流很大,會產生很高的殘壓,使附近的設備遭受到反擊的威脅,并降低接地網本身保護設備(架空輸電線路及變電站電氣設備）帶電導體的耐雷水平,達不到設計的要求而損壞設備。同時接地系統的接地電阻是否合格直接關系到變電站運行人員、變電檢修人員人身安全；但由于土壤對接地裝置具有腐蝕作用，隨著運行時間的加長，接地裝置已有腐蝕，影響變電站的安全運行；中試控股技術博士為您解答：因此，必須大力加強對地網接地電阻的定期監測；運行中變電站地網接地電阻的測量，由于受系統流入地網電流的干擾以及試驗引線線間的干擾，使測試結果產生較大的誤差。特別是大型接地網接地電阻很小（一般在0.5Ω以下），即使細微的干擾也會對測試結果產生很大的影響；如果對地網接地電阻測試不準確，不僅損壞設備，而且會造成諸如地網誤改造等不必要的損失，結合我對接地網接地阻抗測試方法的研究，現總結如下：CVT檢驗用諧振升壓裝置利用串聯諧振的原理，采用了無極手動調感的技術以及節電抗器串聯的方式，使得所需電源、試驗設備體積和重量大幅下降。
二、接地電阻測試原理及方法：
測試接地裝置的接地阻抗時電流極要布置的盡量遠，通常電流極與被試接地裝置邊緣的距離dcG應為被試接地裝置大對角線長度D的4～5倍（平行布線法），在土壤電阻率均勻的地區可取2倍及以上（三角形布線法），電壓引線長度為電流引線長度0.618倍（平線布線法）或等于電流線（三角形布線法）。
1、電位降法
電位降法測試接地裝置的接地阻抗是按圖1布置測試回路，且符合測試回路的布置的要求。
G—被試接地裝置；C—電流極；P—電位極；D—被試接地裝置大對角線長度；dCG—電流極與被試接地裝置邊緣的距離；x—電位極與被試接地裝置邊緣的距離；d—測試距離間隔；
流過被試接地裝置G和電流極C的電流I使地面電位變化，電位極P從G的邊緣開始沿與電流回路呈30°~45°的方向向外移動，每間隔d（50m或100m或200m）測試一次P與G之間的電位差U，繪出U與x的變化曲線。曲線平坦處即為電位零點，與曲線點間的電位即為在試驗電流下被試接地裝置的電位升高U,接地裝置的接地阻抗為：
Z=Um/I
如果電位測試線與電流線呈角度放設確實困難，可與之同路徑放設，但要保持盡量遠的距離。
中試控股技術博士為您解答：如果電位將曲線的平坦點難以確定，則可能是受被試接地裝置或電流極C的影響，考慮延長電流回路；或者是地下情況復雜，考慮以其他方法來測試和校驗。
2、電流—電壓表三極法
a）直線法
電流線和電位線同方向（同路徑）防設稱為三極法中的直線法，示意圖2；dcG符合測試回路的布置的要求, dPG通常為(0.5~0.6) dcG.電位極P應在被測接地裝置G與電流極C連線方向移動三次，每次移動的距離為dcG的5％左右，當三次測試的結果誤差在5％以內即可。
大型接地裝置一般不宜采用直線法測試。如果條件所限而必須采用時，應注意使電流線和電位線保持盡量遠的距離，以減小互感耦合對測試結果的影響。
G—被試接地裝置；C—電流極；P—電位極；D—被試接地裝置大對角線長度
dCG—電流極與被試接地裝置邊緣的距離；dPG—電位極與被試接地裝置邊緣的距離；
b)夾角法
只要條件允許，大型接地裝置接地阻抗的測試都采用電流——電位線夾角布置的方式。dcG符合測試回路的布置的要求,一般為4D~5D，對超大型接地裝置則盡量遠；dPG的長度與dcG相近。接地阻抗可用公式（2）修正.
(2)式中
θ---電流線和電位線的夾角；
Z''--- 接地阻抗的測試值。
如果土壤電阻率均勻，可采用 dcG和 dpG相等的等腰三角形布線，此時使θ 約為30°，dcG=dpG=2D接地修正公式2。
3、接地電阻測試儀法。
圖3是接地電阻測試儀測試接地網接地電阻的接線方法；測試原理、布線、要求與三極法類似。
1、E極在使用三極法測量時必須與P1短接起來，但當地網接地電阻很小，當地網接地電阻較小時(≤0.5Ω),為了提高測量精度,減小儀器與地網測量引線電阻及接觸電阻對測量結果的影響,可將E．P短路片解開；減小接觸電阻引起的誤差，需單獨引線與地網測試點相連。
注：
1、E――接被測量地網；
2、P1――接被測量地網；
3、P2――接測量電壓線（其長度取電流線長度的0.618倍）；
4、C――接測量電流線（其長度取地網對角線長度的4～5倍）；
三、測試注意事項及意義
接地裝置的特性參數大都與土壤的潮濕程度密切相關，因此接地裝置的狀況評估和驗收測試應盡量在干燥季節和土壤未凍結時進行進行，不應在雷、雨、雪中或雨、雪后立即進行。通過實際的測量，為我們整改提供可靠的依據。對變電站接地網接地狀況，提出整改優化方案，使接地網的接地電阻符合要求，從而有效的防止設備絕緣損壞造成的跨步電壓造成人員傷害或設備的進一步損壞。起到保證電氣設備的安全運行，為變電站工作人員創造一個安全可靠的工作環境的作用。
1輸變電系統接地網需要防蝕保護
隨著對電力輸變電系統的安全性要求的提高，對接地網的性能和安全運行的要求也越來越嚴格，對接地體材料的耐腐蝕性和熱穩定性的要求也越來越高。由于資源和經濟等原因，我國接地網所用材料主要為碳鋼。接地網的腐蝕源于普通碳鋼在腐蝕性土壤環境中的電化學腐蝕以及電網設備運行中的泄流電流造成的腐蝕。腐蝕使接地網材料表面生成氧化物，截面積減小或甚至斷裂，造成接地性能不良和熱穩定性惡化，危及設備及人身安全。因此緩解接地網金屬材料腐蝕，保證接地網接地性能的穩定性，延長接地網使用壽命，是輸變電系統安全生產上要解決的課題。我國輸變電系統變電站有許多是建在具有中等以上腐蝕性的土壤中，碳鋼接地網的腐蝕十分普遍，據某省的調查統計，其中嚴重腐蝕的超過13。一些地區的輸變電系統接地網的使用壽命僅有10年，腐蝕嚴重的3～4年就出現接地網或引下線腐蝕斷裂。而且在這過程中因腐蝕發展使接地電阻增大而惡化接地網的接地性能。氧化鋅避雷器測試儀集直流高壓電源、測量、控制系統為一體，將全部元器件濃縮在一個機箱內，體積小，重量輕，可攜帶到任何地方使用
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