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電力技術

地網接地阻抗試驗成套裝置

時間：2023-03-04

中試控股技術研究院魯工為您講解： 地網接地阻抗試驗成套裝置
ZSDW-5A大型地網接地電阻測試儀
參考標準：DL/T 475-2017
ZSDW-5A大型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大型地網接地電阻測試儀

大地網接地電阻測試儀
主要功能及特點
1、大地網接地電阻測試儀測量可在設備不停電條件下進行測量，變頻技術避免主電網工頻干擾
2、異頻小電流（0～50A）測量，注入電流頻率（30Hz—70Hz）可調
3、大功率變頻電源保證隔離及盡可能大的電流輸出
4、調頻電壓電流表采用數字帶通濾波器，帶有校驗裝置，確保測量方便準確
5、高穩定度頻率信號源，確保整個測試過程的準確性
6、大地網接地電阻測試儀可重復測量，提高測量的準確性，節省時間、金錢
7、具有過高壓、過電流、短路及過熱警告裝置
8、32位微處理器控制，智能化，操作靈活方便
9、低失真干擾，輸入/輸出完全隔離，安全可靠
10、獨特的瞬時值控制，波形失真度小，控制精度高
11、動態反應極快，負載0-100%變化時，穩態反應時間<0.1S
12、無輻射干擾，含諧波成分小，并經特殊處理，不產生干擾
13、原裝進口日本三菱IGBT高頻逆變器及機芯，穩定可靠
14、輸出電壓：低檔：0-200V、高檔：0-400V連續可調
15、頻率范圍：30Hz—70Hz 頻率步幅：1Hz
16、頻率穩定度：< 180ppm
17、供電電源 AC180～270V，50/60Hz
大地網接地電阻測試儀功能
1、地網接地電阻測量
2、分布電勢測量
3、接觸電壓測量
4、跨步電壓測量
5、土壤電阻率測量
大地網接地電阻測試儀（大電流)技術指標
1、主機技術參數
1.1 阻抗測量范圍：0～1000Ω 分辨率：0.001mΩ 測量誤差：±（讀數×2％+0.005Ω）
1.2 測試電流波形：正弦波
1.3 測試電流頻率：30-70Hz ,0.5Hz步進
1.4 輸出電流：0-30A，1A步進最大輸出電壓：400V
1.5 測量線要求：電流線銅芯截面積≥2.5mm2 電壓線銅芯截面積≥1.0mm2
1.6 供電電源：AC180～270V，50/60Hz
1.7 外形尺寸：355×335×340mm 儀器重量：18kg
1.8 本儀器適用于測試各類接地裝置的工頻接地阻抗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。測試電流最大30A，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。
1.9 測量的工頻等效性好。測試電流波形為正弦波，頻率與工頻相似，可以使用11種單頻或者5中雙變頻進行測量。其
中單頻49hz，51hz非常接近工頻。而49/51Hz雙變頻的工頻等效性更加無限接近工頻。
1.10 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。
1.11 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。
1.12 功能強大。可測量電流樁，電壓樁的接地電阻，地網的接地電阻，導通電阻,土壤電阻率。外配專用選頻表測量跨步電壓和
接觸電壓，還可測量地表電位梯度，抗干擾能力更強，精度更高。
1.13 操作簡單。全中文菜單式操作，直接顯示出測量結果。
1.14 布線勞動量小，無需大電流線。
2、選頻電壓電流表技術參數
2.1 電壓量程：200mv/2V/20V/200V（自動量程切換）
2.2頻率范圍：40Hz—70Hz
2.3 頻率步幅：1Hz
2.4 線性誤差：< 2 %
2.5 典型噪音衰減值：+/-1Hz(25dB) +/-2Hz(60dB)
2.6 電源：內置4000mAH可充電鋰電
2.7 重量：3kg

兩條輸配電線路同名相發生接地時，絕緣監視一相對地電壓表指示不平衡，出現接地信號，變電所值班員按規定順序逐條切斷線路時，應注意斷開每條線路時，絕緣監視裝置三相對地電壓表指示的變化，若依次斷開線路，三相對地電壓指示沒有變化，說明線路不是有單相接地故障，是變電所內設備接地。若依次斷開線路，三相對地電壓指示有變化時，應考慮有兩條輸配電線路同相發生單相接地（含斷線）故障。
接地電阻測試儀是一種用于測量各種接地電阻的儀器，可用于電力，郵電，鐵路等單位的日常使用，同時還可用于土壤電阻率的測量。下面中試控股詳細介紹
接地電阻測試儀采用異頻法測量，并使用了濾波技術來防止工頻和射頻的干擾，使得儀器具有良好的抗干擾能力
示意圖
操作前注意事項：
定時對儀器進行檢查并記錄檢查結果，如儀器運行異常，及時報修。
在測試過程中不能斷開或接上被檢測的裝置，否則易引起火災等危險危害到測試人員的人身安全。不能隨意調節其他按鈕，同時建議使用交流穩壓電源。
儀器應存放在避免陽光直射，溫度適宜，干燥的地方。
用萬用表檢查用于試驗的電流線、電壓線和地網線是否有斷路現象，同時檢查地樁上的鐵銹是否清除干凈，其埋進深度是否合適（>0.5米），同時檢查測試線與地樁的連接是否導通。
測量步驟：
電流測試線和電壓測試線按規定的長度（電流測試線與電壓測試線的長度比為1：0.618，電流測試線的長度應是地網對角線的3—5倍。）將一端與儀器相接后平行放出。另一端分別接在兩支地樁上。
檢查連線無誤后，接通電源后按測量建開始測量。計算機先實現自檢功能，持續時間大約為15秒。
通過鍵可移動光標至各菜單項，然后通過鍵選擇需要測試的項目。
打開高壓允許開關，確認選擇后大約5秒后開始測試。
直流系統接地的危害
（1）接地分類:由于直流系統網絡連接比較復雜，其接地情況歸納起來有以下種種：按接地極性分為正接地和負接地；按接地種類可分為直接接地，亦稱金屬接地或全接地和間接接地，亦稱非金屬接地或半接地；按接地的情況可分為單點接地、多點接地、環路接地和絕緣降低或稱片接地。
（2）、正接地可能導致斷路器誤跳閘由于斷路器跳閘線圈均接負極電源，故當發生正接地時可能導致斷路的跳閘，如圖所示，當圖中的A點和B點同時接地，相當時A、B兩點通過大地連起來，中間繼電器KM必然動作造成斷路器的跳閘。同理，當圖中的A點和C點同時接地，和圖中的A點、D點同時接地均可能造成斷路的跳閘。
（3）、負接地可能導致斷路器的拒跳閘:如圖所示，當圖中的B點、E點同時接地，這B、E點通過地連通后，將中間繼電器KM短接，此時如果系統發生事故，保護動作，由于中間繼電器KM被短接，KM不動作，斷路器不會跳開，產生拒動，使事故越級擴大。從以上分析看出，直流系統如果僅僅是一點接地，對二次回路不會造成事故，如果有兩點接地，就可能發生斷路器誤動或拒動。就動作的實際情況看，當直流系統監測回路發出預告信號報警，顯示該系統接地，可以斷定，直流系統的接地故障已經造成了斷路器可能發生誤跳或拒跳的事故隱患，應立即排除。

ZSDW-5A大型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大型地網接地電阻測試儀

1、全觸摸超大液晶顯示器
操作簡單，儀器配備了高端的全觸摸液晶顯示屏，超大全圖形操作界面，每過程都非常清晰明了，操作人員不需要額外的專業培訓就能使用。輕輕觸摸一下就能完成整個過程的測量，是目前非常理想的智能型測量設備。
2、變頻技術、精準測量
抗干擾能力強，由儀器內部自帶變頻電源模塊提供儀器測量輸出電源，頻率可變為45Hz或55Hz，并采用數字濾波技術，有效地避開了現場各種工頻干擾信號，使儀器實現高精度、準確可靠的測量。
3、DSP高速處理器
精準快速，儀器內部采用專業的DSP快速數字信號處理器作為處理核心，在保證測量數據精準的前提下，大大的提升了儀器本身的運算處理能力。
4、全過程智能測控
儀器在內部高性能處理核心的強力支持下，對整個測量過程當中的電流輸出、電壓采集以及頻率變換等一系列復雜的運算步驟，快速自動的完成。儀器可以自動判斷電流回路的阻抗，并據此自動調節異頻電源的輸出電流值（額定輸出電流為5A），無須人為干預，即可自動完成測試任務。儀器的測量內容包括地網的接地阻抗Z、純電阻分量R和純感抗分量X。
5、海量存儲數據
儀器內部配備有日歷芯片和大容量存儲器，能將檢測結果按時間順序保存，隨時可以查看歷史記錄，并可以打印輸出。
6、pc機數據處理
儀器所測量的數據可以通過U盤導出，然后在pc機上用儀器配套的軟件查閱和管理相關數據。

ZSDW-5A大型地網接地電阻測試儀地網接地電阻的測量主要采用工頻大電流三極法。地面電阻測試儀，采用新型變頻交流電源，并采用微機處理控制和信號處理等措施，很好地解決了測試過程中的防干擾問題，簡化了測試操作過程，提高了測試結果的準確性和準確性，大大降低了測試人員的勞動強度和測試成本。

該儀器適用于各種接地裝置的工頻接地阻抗、接觸電壓、階躍電壓、工頻特性參數和土壤電阻率的測試。
該儀器采用不同頻率的抗干擾技術，能夠在強干擾環境下準確測量50hz 工頻以下的數據。測試電流最大5a，不會造成測試接地裝置電位過高，同時它還具有很強的抗干擾能力，因此可以測量無電源故障。
接地電阻測試儀的主要特點：
1、測量的工頻等效性好。測試電流的波形為正弦波，頻率與電源頻率相差僅5Hz。45Hz和55Hz兩種頻率用于測量。
2、抗干擾能力強。本儀器可以采用異頻法測量，配合我們現代軟硬件濾波處理技術，使得儀器發展具有很高的抗干擾性能，測試分析數據安全穩定可靠。
3、精度高。基本信息誤差僅0.005Ω，可用來進行測量系統接地阻抗影響很小的大地網。
4、強大。可測量電流樁、電壓樁、地面電阻器、步進電壓、接觸電壓。
5、操作簡單。所有中文菜單操作都可以直接顯示測量結果。
ZSDW-5A大型地網接地電阻測試儀是大家在做高壓電力試驗，尤其是在野外進行試驗的是，經常需要用到的設備，因此不論是在選擇設備，還是在使用設備的時候，都需要格外注意。

為什么接地？
將設備接地的兩個主要原因：

1、在正常操作期間，請穩定接地電壓。

2、限制因雷電，線路浪涌或無意與高壓線路接觸而產生的電壓上升。

無論是公用事業變壓器，設施內的變壓器還是發電機，電流始終會找到并通過最小電阻路徑回到其源頭。同時，閃電總會找到通往地球的方法。

萬一電線或建筑物附近的任何地方遭受雷擊時，低阻抗接地電極將有助于將能量帶入大地。接地和連接系統將建筑物附近的大地與電氣系統和建筑鋼材連接起來。雷擊時，設施的電位大致相同。通過將電位梯度保持在較低水平，可以最大程度地減少損壞。

如果中壓市電（超過1000V）與低壓線接觸，附近的設施可能會發生劇烈的過電壓。低阻抗電極將有助于限制設備上的電壓升高，低阻抗接地也可以為公用事業產生的瞬變提供返回路徑。

一、地面測試人員及其工作方
接地電阻測試儀有兩種類型：三點和四點接地電阻測試儀以及鉗式接地電阻測試儀，兩種類型都在電極上施加電壓并測量產生的電流。

三極或四極接地電阻測試儀在“午餐盒”或萬用表式封裝中結合了電流源和電壓測量。他們使用多個樁和/或夾具。地面測試儀具有以下特點：

1、交流測試電流。地球不能很好地傳導直流電。

2、測試頻率接近但可區別于電源頻率及其諧波的頻率。這樣可以防止雜散電流干擾接地阻抗測量。

3、源線和測量線分開，以補償此測量中使用的長引線。

4、輸入濾波旨在拾取自己的信號并屏蔽掉所有其他信號。

二、無懈可擊的測量

鉗式接地電阻測試儀有所不同，因為它們既具有源變壓器又具有測量變壓器。源變壓器在被測環路上施加電壓，而測量變壓器則測量由此產生的電流，鉗式接地電阻測試儀使用高級濾波來識別其自身的信號并屏蔽掉所有其他信號。

例如，接地夾可以使用無樁試驗方法測量多接地系統的接地回路電阻。這種測試技術消除了斷開平行地面的危險和耗時的活動，并消除了為輔助地面樁找到合適位置的過程。地面測試也可以在未考慮的地方進行：建筑物內，電力塔上或無法接觸土壤的任何地方。
通過這種測試方法，將接地夾放置在接地棒或連接電纜周圍。不使用接地樁。鉗夾的一側會感應出已知的電壓，而鉗夾的另一側會測量到電流，鉗將自動確定此接地桿處的接地回路電阻。對于通常在公用事業，商業設施或工業場所發現的多接地系統，該技術特別有用。
鉗式接地電阻測試儀的工作原理是，在并行/多接地系統中，與任何單個路徑（被測路徑）相比，所有接地路徑的凈電阻都將非常低，因此，所有并聯返回路徑電阻的凈電阻實際上為零。無引線測量僅測量與接地系統平行的單個接地棒電阻，如果接地系統與大地不平行，則您將開路或正在測量接地回路電阻。

三、地面測試安全

連接時，請始終使用絕緣手套，護目鏡和其他適當的個人防護設備。假定接地電極具有零電壓或零安培是不安全的。要在電極上執行基本的接地測試（稱為電位下降），必須將電極與建筑物斷開連接。較新的方法，例如接地夾，可在仍連接電極的情況下進行精確測試。

四、良好的接地電阻值是什么？

關于什么構成良好的接地以及需要的接地電阻值存在困惑，理想情況下，接地應為零歐姆電阻。
發電機定子繞組接地故障在電廠時有發生，如在發電機大小修、做預防性試驗時，交直流耐壓試驗中會有發生定子繞組絕緣對地擊穿的情況，發電機在運行中亦會遇到定子繞組絕緣擊穿的情況。發電機定子繞組接地后，可能燒毀定子繞組和定子鐵芯。

發電機定子繞組在運行和試驗中發生接地后，必須找出接地點并設法消除。發電機定子繞組絕緣擊穿點可能在上層繞組上，也可能在下層繞組上，可能在端部，也可能在槽部。定子繞組端部接地點故障容易尋找，但定子繞組槽部接地故障，特別在下層故障時不容易尋找。發電機定子繞組接地故障的尋找有加壓觀察法、分割法、電橋法和開口變壓器法。

（一）加壓觀察法

加壓觀察法是對故障相和地之間加壓，觀察定子繞組是否有放電聲和火花或輕微煙縷。這種方法僅適用于接地電阻接近于零且接地部位在定子端部的情況。定子繞組接地部位在槽部有時能觀察到，大多數情況下不能觀察到，因為槽部定子繞組被槽楔擋住了。若要打掉定子槽楔觀察。則工作量太大。即使全部打掉槽楔也可能觀察不到，因為下層被擋住了不好觀察或很難觀察到火花。

（二）分割法

分割法是將有接地故障的相從并頭套處分割成兩半，用搖表檢測每一半的絕緣電阻，絕緣電阻較低的一半即為有接地故障。再將有接地故障的一半繞組分割成兩半，依次類推，直到檢測出接地故障為止。

該方法的缺點是要將定子繞組從并頭套處解開，會耽誤工期，甚至工期往往不允許，且不能準確確定接地故障點位置。對于汽輪發電機，定子槽一般為幾十甚至上百槽，用該方法可能要解開若干個并頭套才能找到定子繞組接地故障位置。對于水輪發電機，一般為幾十至幾百槽，如TS1280/150-68型發電機定子槽為500多槽。要用分割法準確尋找發電機定子繞組接地故障，可能要解開幾十個甚至更多的并頭套才能找到接地故障。這對于大修中的發電機既不能保證工期也不經濟。

燙開和焊接這些并頭套需要較長的時間，并頭套的焊接一般采用銀焊，銀焊條是很貴的，在焊好后尚需檢查焊接質量，然后還需將并頭套包扎，包扎并頭套也要浪費大量的絕緣材料。對于定子繞組為水內冷的發電機，定子并頭套的焊接相當困難，在焊接時既要保證接頭焊接質量，又不能將線圈冷卻水管堵塞，焊好后除檢查接頭焊接質量外，尚需作水壓試驗檢查繞組內冷卻水管是否暢通。

（三）直流電橋法

直流電橋法測量發電機定子繞組接地故障的原理如下圖所示。

直流電橋法測量發電機定子繞組接地故障原理接線
直流電橋法測量發電機定子繞組接地故障原理接線
將電橋的測量端子X1和X2分別接往定子故障相的首端和尾端，故障相兩側的定子繞組構成電橋的兩臂，用可調電阻箱構成電橋的另兩臂，外施直流電源。當電橋平衡時，則有

R2Xr＝R1（L－X）r

式中 X——從定子繞組首端至故障點的距離(m)；

L ——每相定子線圈總長度(m)；

R1、R2——電橋橋臂電阻(Ω)；

r——定子繞組每米長度的電阻(Ω/m)；

Rg——接地電阻(Ω)。

所以

X＝R1/（R1＋R2）?L

用直流電橋法計算確定的故障位置與實際故障位置或多或少總有偏差，通常只能判斷故障點的大概位置。這種方法只能稱“粗測”，為找到確切的故障點位置，必須采用直觀確定故障點位置的方法進行“細測”，這就是故障定位。
（四）開口變壓器法尋找定子繞組接地故障
1．開口變壓器法原理

該方法是在發電機定子繞組接地相對地施加交流電壓，用開口變壓器跨接在定子槽相鄰的齒上，軸向移動開口變壓器，通過測量開口變壓器繞組感應電勢的變化來判斷定子組接地故障位置。

開口變壓器法測試原理如下圖所示。

開口變壓器測試原理圖
開口變壓測試原理圖
在開口變壓器上繞制線圈，當定子繞組中通以交流電流時，便會在定子鐵芯中產生磁通，該磁通流經槽齒、鐵軛和空氣隙閉合，因為空氣隙的磁阻較大，故該磁通較小。但當開口變壓器置于定子鐵芯槽齒上構成閉合回路時，流經槽齒、鐵軛和開口變壓器鐵芯閉合的磁通就大，該磁通在開口變壓器線圈上便感應電勢。

該電勢大小與定子繞組通過的電流密切相關，當定子繞組未發生接地故障時，開口變壓器在定子線槽上沿軸向移動時，同槽的感應電勢應基本一致。當線槽中線圈存在接地點時，則同一槽中的上下層線圈總電流在接地點處就要發生變化，閉合回路的磁通也要發生相應變化。用該方法逐槽檢查，便可確定定子繞組接地點位置。
一、接地電阻測試儀
ZC-8型接地電阻測試儀適用于測量各種電力系統，電氣設備，避雷針等接地裝置的電阻值。亦可測量低電阻導體的電阻值和土壤電阻率。本儀表工作由手搖發電機、電流互感器、滑線電阻及檢流計等組成，全部機構裝在塑料殼內，外有皮殼便于攜帶。附件有輔助探棒導線等，裝于附件袋內。其工作原理采用基準電壓比較式。
使用前檢查測試儀是否完整，測試儀包括如下器件。
1、ZC-8型接地電阻測試儀一臺
2、輔助接地棒二根
3、導線5m、20m、40m各一根
二、接地電阻設置要求：
a. 交流工作接地，接地電阻不應大于4Ω；
b. 安全工作接地，接地電阻不應大于4Ω；
c. 直流工作接地，接地電阻應按計算機系統具體要求確定；
d. 防雷保護地的接地電阻不應大于10Ω；
e. 對于屏蔽系統如果采用聯合接地時，接地電阻不應大于1Ω
三、接地電阻測試方法
1、測量接地電阻值時接線方式的規定儀表上的E端鈕接5m導線，P端鈕接20m線，C端鈕接40m線，導線的另一端分別接被測物接地極Eˊ，電位探棒Pˊ和電流探棒Cˊ，且Eˊ、Pˊ、Cˊ應保持直線，其間距為20m
1.1測量大于等于1Ω接地電阻時接線圖見圖1 將儀表上2個E端鈕連結在一起。
接地電阻測試方法
1.2測量小于1Ω接地電阻時接線圖見圖2 將儀表上2個E端鈕導線分別連接到被測接地體上，以消除測量時連接導線電阻對測量結果引入的附加誤差。