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電力技術
大地網多功能接地阻抗檢測裝置
時間：2023-02-28
中試控股技術研究院魯工為您講解： 大地網多功能接地阻抗檢測裝置
ZSDW-5A大地網接地電阻測試儀
參考標準：DL/T 475-2017
ZSDW-5A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
2.3 接地變壓器與消弧線圈組合的溫升試驗
該類接地變壓器的與上述接地變的不同之處在于，在變壓器的中性點上直接集成了消弧線圈，如圖四所示。對于該變壓器溫升試驗接地變應和消弧線圈同時進行，如果消弧線圈是可調整的，則溫升試驗應在其Zui高損耗位置上進行。
溫升試驗的Zui大總損耗和額定電流的確定方法與2.1所述的變壓器確定方法相同。此變壓器的熱電阻的測量應進行兩次，一次是在一個線端和消弧線圈的接地端子間（通常為BO）進行,另一次在接地變兩個線端（通常為AC）間進行，通過上述兩次的測試，可以確定變壓器主繞組的溫差和消弧線圈繞組的溫差。
3.結束語
接地變壓器的溫升是影響其安全運行和電氣壽命的重要性能指標，由于該類變壓器結構和運行方式的多樣化，制造廠進行的溫升試驗如果方法有偏差，則可能得到完全錯誤的結果，本文針對幾種常見結構的油浸式接地變壓器的運行狀態和溫升試驗方法進行了簡要的分析和闡述，力求Zui大程度在制造廠模擬出接地變壓器的運行狀態，在試驗階段測得較為準確的溫升數據。
中試控股詳細講解由于配電網直接接觸用戶，因此其出現故障后容易對人身財產安全造成威脅。我國的配電網大部分采用的是不接地與消弧線圈接地方式，統稱為小電流接地方式。這種接地方式對于提高供電可靠性十分有效，在發生單相接地時，電網可以繼續運行。但是，這種接地方式同時會導致故障的選線定位更加困難，對公共安生造成巨大威脅。例如，電纜線路發生弧光接地故障時，若不能及時處理，很容易發展成為相間短路故障。
隨著配電網運行的安全問題越來越受重視，配電網接地故障的選線與定位技術不斷發展。目前，實踐應用中比較成熟的方式是將能夠識別一定電氣量信號的故障指示器掛在線路上，通過采集配電網下同線路、不同位置的電氣量來判斷故障線路與位置。
1中試控股詳細講解基于故障指示器的選線原理概述
故障指示器一般具備電流采集、電場測量和無線通信功能。基于故障指示器的配電網接地故障選線與定位的基本原理是通過在不同的線路、同一條線路的不同區段分別安裝故障指示器，以采集故障發生時的某些特征量為判斷依據來判斷故障的發生，并完成故障的選線與定位。具體實現方式大致分為兩種：一是人為制造個有明顯特征的電氣量，使其僅流過故障線路與接地點，從而選出故障線路并將故障點定位在該線路兩個故障指示器之間的位置，稱為外施信號法；另一種方法是直接利用故障發生時的一些特征量進行判斷，同樣將故障定位至故障線路上兩個故障指示器之間，稱為錄波法。
2 外施信號法基本原理
外施信號法的故障選線需要引入信號發生裝置，即信號源。該信號源應能夠發出特征明顯的信號。通常采用的信號源是3個單相開關與一個小電阻串聯，如圖1所示。3個開關的另一端分別街道三相母線上，電阻的另一端接地。此外，信號源中還有PT/CT等裝置。
信號源結構示意圖
圈1信號源結構示意圖
中試控股詳細講解當故障發生時，通過反復閉合-斷開接于非故障相的開關制造交流脈沖。在開關閉臺時，系統實質上處于兩相經電阻短路狀態，因此能夠產生較大的工頻電流，位干線路上的故障指示器則通過檢測該電流脈沖是否流過自身所在位置來判斷故障線路與位置。 具體實現方式如圖2所示。
外施信號法原理示意圖
圖2 外施信號法原理示意圖
若出現2點F處C相發生接地故障，連接在母線上的信號源檢測到中性點電壓偏移后啟動，并通過反復閉合-斷開A（B）相接觸器來發出交流脈沖信號。在開關斷開時，流經故障點的電流僅為系統的電容電流；在開關斷開時，A（B）相與C相經過接地電阻R0/過渡電阻R1與線路等效阻抗相連，流過的電流值明顯大于系統電容電流與負荷電流。該電流脈沖會沿著圖2中虛線所示部分流過，只會被線路2點3位置C相的故障指示器檢測到，系統其他位置指示器則檢測不到，故可以確定故障發生在線路2的C相，編號為3-C與4-C的故障指示器之間的位置。
3 錄波法基本原理
錄波法并不使用額外的信號源，而是通過故障前后的電氣量變化來判斷故障線路與位置。所采用的判斷方法可分為暫態法和穩態法，此處以穩態法為例進行說明。
錄波法原理示意圖
圖3 錄波法原理示意圖
以上述簡單網絡為例，F點發生故障后，有對稱分量法將網絡分為正序/負序和零序網絡。以零序電流作為判據，單獨分析零序網絡，故障的發生相當于在故障點處引入了一個三相零序電源，由其產生的零序電流的分布如圖3所示。
可以看出，流經故障點上游的故障指示器的電流方向與系統其他位置相反，由此可以確定故障線路與故障點的位置。
除了采用穩態量之外，還可以利用故障發生瞬間的電氣量變化判斷故障的位置。如在故障發生時刻，由于三相電壓的變化會導致其對地電容有短暫的充電或放電過程，通過測量該電流在各條線路的方向，也能完成故障的選線定位。
錄波法可以利用不同的判據適用于不接地系統或消弧線圈系統，優點在于無需安裝信號源，也不會加重故障點的故障。但是，為了保證測量判斷結果的準確性，該方法對故障指示器的采樣頻率/采樣精度/時鐘同步以及無線傳輸能力要求較高，增加了成本。此外，錄波法中故障指示器一般要測量線路周圍的電場分布，而空間電場分布受外界環境影響很大，容易造成誤報。
4 結語
配電網面臨的的運行環境十分復雜，各種故障呈現的特點也不盡相同，給配電網接地故障的定位帶來了挑戰，而目前尚未出現能夠全面解決所有配電網接地故障的技術方法。本文介紹了的兩種方法初步經過實踐應用，被證明是有效的，且適用性較強。綜上所述，兩種方法雖然存在各自的局限，但隨著技術水平的不斷進步，都有廣闊的發展前景。
中試控股詳細講解接地電阻是電流由接地裝置流入大地再經大地流向另一接地體或向遠處擴散所遇到的電阻，它包括接地線和接地體本身的電阻、接地體與大地的電阻之間的接觸電阻以及兩接地體之間大地的電阻或接地體到無限大遠處的大地電阻。
ZSDW-5A大地網接地電阻測試儀
參考標準：DL/T 475-2017
ZSDW-5A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大地網接地電阻測試儀
前在電力系統中，大地網接地電阻測試儀的測試目前主要采用工頻大電流三極法測量。為了防止電網運行時產生的工頻干擾，提高測量結果的準確性，絕緣預防性試驗規程規定：工頻大電流法的試驗電流不得小于30A。由此，就出現了試驗設備笨重，試驗過程復雜，試驗人員工作強度大，試驗時間長等諸多問題。
大地網接地電阻測試儀（中試控股集團），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。可測變電站地網（4Ω）、水火電廠、微波站（10Ω）、避雷針（10Ω）多用機型。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。測試電流最大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。
二、性能特點
1、測量的工頻等效性好。測試電流波形為正弦波，頻率僅與工頻相差為5Hz，使用45Hz 和55Hz 兩種頻率進行測量。
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。
三、技術指標
1、測量范圍：0～150Ω（含電流樁阻抗）
2、分 辨 率：0.001Ω
3、測量誤差：±（讀數×2％+0.002Ω）
4、最大輸出電壓：AC 400V(45Hz、55Hz，雙頻，正弦波)
5、最大輸出電流：AC 5A(45Hz、55Hz，雙頻，正弦波)
6、電流輸出檔位：共9檔。
7、抗干擾能力：抗工頻50Hz電壓10V
8、土壤電阻率測量范圍：0-999.9Ω/M，精度：±2%，分辨率：0.01Ω/M
9、測量線要求：電流線銅芯截面積≥1.5mm2
電壓線銅芯截面積≥1.0mm2
10、供電電源：AC 220V±10％，50Hz
11、外形尺寸：440×350×210mm3
12、儀器重量：30kg
ZSDW-5A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。
測量的工頻等效性好。測試電流波形為正弦波，頻率僅與工頻相差為5Hz，使用45Hz 和55Hz 兩種頻率進行測量；抗干擾能力強。異頻大地網接地電阻測試儀采用異頻法測量，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；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；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；操作簡單。全中文菜單式操作，直接顯示出測量結果；布線勞動量小，無需大電流線。
2.3 接地變壓器與消弧線圈組合的溫升試驗
該類接地變壓器的與上述接地變的不同之處在于，在變壓器的中性點上直接集成了消弧線圈，如圖四所示。對于該變壓器溫升試驗接地變應和消弧線圈同時進行，如果消弧線圈是可調整的，則溫升試驗應在其Zui高損耗位置上進行。
溫升試驗的Zui大總損耗和額定電流的確定方法與2.1所述的變壓器確定方法相同。此變壓器的熱電阻的測量應進行兩次，一次是在一個線端和消弧線圈的接地端子間（通常為BO）進行,另一次在接地變兩個線端（通常為AC）間進行，通過上述兩次的測試，可以確定變壓器主繞組的溫差和消弧線圈繞組的溫差。
3.結束語
接地變壓器的溫升是影響其安全運行和電氣壽命的重要性能指標，由于該類變壓器結構和運行方式的多樣化，制造廠進行的溫升試驗如果方法有偏差，則可能得到完全錯誤的結果，本文針對幾種常見結構的油浸式接地變壓器的運行狀態和溫升試驗方法進行了簡要的分析和闡述，力求Zui大程度在制造廠模擬出接地變壓器的運行狀態，在試驗階段測得較為準確的溫升數據。
中試控股詳細講解由于配電網直接接觸用戶，因此其出現故障后容易對人身財產安全造成威脅。我國的配電網大部分采用的是不接地與消弧線圈接地方式，統稱為小電流接地方式。這種接地方式對于提高供電可靠性十分有效，在發生單相接地時，電網可以繼續運行。但是，這種接地方式同時會導致故障的選線定位更加困難，對公共安生造成巨大威脅。例如，電纜線路發生弧光接地故障時，若不能及時處理，很容易發展成為相間短路故障。
隨著配電網運行的安全問題越來越受重視，配電網接地故障的選線與定位技術不斷發展。目前，實踐應用中比較成熟的方式是將能夠識別一定電氣量信號的故障指示器掛在線路上，通過采集配電網下同線路、不同位置的電氣量來判斷故障線路與位置。
1中試控股詳細講解基于故障指示器的選線原理概述
故障指示器一般具備電流采集、電場測量和無線通信功能。基于故障指示器的配電網接地故障選線與定位的基本原理是通過在不同的線路、同一條線路的不同區段分別安裝故障指示器，以采集故障發生時的某些特征量為判斷依據來判斷故障的發生，并完成故障的選線與定位。具體實現方式大致分為兩種：一是人為制造個有明顯特征的電氣量，使其僅流過故障線路與接地點，從而選出故障線路并將故障點定位在該線路兩個故障指示器之間的位置，稱為外施信號法；另一種方法是直接利用故障發生時的一些特征量進行判斷，同樣將故障定位至故障線路上兩個故障指示器之間，稱為錄波法。
2 外施信號法基本原理
外施信號法的故障選線需要引入信號發生裝置，即信號源。該信號源應能夠發出特征明顯的信號。通常采用的信號源是3個單相開關與一個小電阻串聯，如圖1所示。3個開關的另一端分別街道三相母線上，電阻的另一端接地。此外，信號源中還有PT/CT等裝置。
信號源結構示意圖
圈1信號源結構示意圖
中試控股詳細講解當故障發生時，通過反復閉合-斷開接于非故障相的開關制造交流脈沖。在開關閉臺時，系統實質上處于兩相經電阻短路狀態，因此能夠產生較大的工頻電流，位干線路上的故障指示器則通過檢測該電流脈沖是否流過自身所在位置來判斷故障線路與位置。 具體實現方式如圖2所示。
外施信號法原理示意圖
圖2 外施信號法原理示意圖
若出現2點F處C相發生接地故障，連接在母線上的信號源檢測到中性點電壓偏移后啟動，并通過反復閉合-斷開A（B）相接觸器來發出交流脈沖信號。在開關斷開時，流經故障點的電流僅為系統的電容電流；在開關斷開時，A（B）相與C相經過接地電阻R0/過渡電阻R1與線路等效阻抗相連，流過的電流值明顯大于系統電容電流與負荷電流。該電流脈沖會沿著圖2中虛線所示部分流過，只會被線路2點3位置C相的故障指示器檢測到，系統其他位置指示器則檢測不到，故可以確定故障發生在線路2的C相，編號為3-C與4-C的故障指示器之間的位置。
3 錄波法基本原理
錄波法并不使用額外的信號源，而是通過故障前后的電氣量變化來判斷故障線路與位置。所采用的判斷方法可分為暫態法和穩態法，此處以穩態法為例進行說明。
錄波法原理示意圖
圖3 錄波法原理示意圖
以上述簡單網絡為例，F點發生故障后，有對稱分量法將網絡分為正序/負序和零序網絡。以零序電流作為判據，單獨分析零序網絡，故障的發生相當于在故障點處引入了一個三相零序電源，由其產生的零序電流的分布如圖3所示。
可以看出，流經故障點上游的故障指示器的電流方向與系統其他位置相反，由此可以確定故障線路與故障點的位置。
除了采用穩態量之外，還可以利用故障發生瞬間的電氣量變化判斷故障的位置。如在故障發生時刻，由于三相電壓的變化會導致其對地電容有短暫的充電或放電過程，通過測量該電流在各條線路的方向，也能完成故障的選線定位。
錄波法可以利用不同的判據適用于不接地系統或消弧線圈系統，優點在于無需安裝信號源，也不會加重故障點的故障。但是，為了保證測量判斷結果的準確性，該方法對故障指示器的采樣頻率/采樣精度/時鐘同步以及無線傳輸能力要求較高，增加了成本。此外，錄波法中故障指示器一般要測量線路周圍的電場分布，而空間電場分布受外界環境影響很大，容易造成誤報。
4 結語
配電網面臨的的運行環境十分復雜，各種故障呈現的特點也不盡相同，給配電網接地故障的定位帶來了挑戰，而目前尚未出現能夠全面解決所有配電網接地故障的技術方法。本文介紹了的兩種方法初步經過實踐應用，被證明是有效的，且適用性較強。綜上所述，兩種方法雖然存在各自的局限，但隨著技術水平的不斷進步，都有廣闊的發展前景。
中試控股詳細講解接地電阻是電流由接地裝置流入大地再經大地流向另一接地體或向遠處擴散所遇到的電阻，它包括接地線和接地體本身的電阻、接地體與大地的電阻之間的接觸電阻以及兩接地體之間大地的電阻或接地體到無限大遠處的大地電阻。
增值服務
- 三年質保,一年包換,三個月試用
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