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電力技術

變頻抗干擾地網接地電阻試驗成套裝置

時間：2023-03-04

中試控股技術研究院魯工為您講解： 變頻抗干擾地網接地電阻試驗成套裝置
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。

二、保護接地方面
保護接地按被保護對象性質可分為一次設備保護接地和二次設備保護接地。一次設備保護接地指變壓器、高壓配電裝置金屬外殼及高壓電力電纜外皮進行接地; 二次設備保護接地指互感器二次繞組、低壓配電、保護、控制屏（柜、箱）、二次端子箱及低壓配電箱外殼等進行接地。這里應注意的問題: 1、為保證一次設備保護接地的可靠性，對變壓器及高壓配電裝置金屬部分均采用雙接地引下與不同的主網接地點進行連接，對可移動的配電裝置高壓配電柜門采用25mm2多股軟銅線進行接地。若電抗器置于戶內樓面布置時，為避免沿樓面鋼筋形成電磁環流，對影響范圍內的樓面鋼筋間搭接點應用橡皮隔開。2、二次設備保護接地除二次裝置金屬外殼需可靠接地外，為避免由于連接在接地網不同接地點間出現的電位差造成保護的誤動作故障發生，所有互感器的二次回路只能采用一點接地:（1）對于電流互感器的二次回路一般在配電裝置附近經端子排接地，但對于有幾組電流互感器連接在一起的保護裝置（如母差保護），則應在保護屏上經端子排接地; （2）電壓互感器的二次回路，則利用控制室的零相小母線的一點接入地網。同理，控制保護屏上的保護接地也應先全部連接后再經一點接入主接地網。

三、雷電保護接地方面
雷電保護接地指為雷電保護裝置（避雷針、避雷線和避雷器等）向大地泄放雷電流而設的接地。為此變電所構架避雷針（帶）和避雷器不僅應采用雙引下接地方式，并敷設2~3根放射狀水平接地極與主網相連，以達到加強對雷電流的分流作用。

四、防靜電接地方面
現有微機保護的抗靜電干擾能力較差，外界的干擾可能使微機保護發生誤動，因此變電所防靜電接地設計就顯得猶為重要。防靜電接地目的主要對保護室進行屏蔽處理，并使所有保護裝置的接地處于同一等電位接地網上。實施途徑: （1）在控制室四周墻壁內加裝鋼板網，并連接在一起與地網相連，從而對室內的保護設備進行屏蔽; （2）控制室內地網采用—22*4銅排敷設成網格，各保護屏的專用接地采用25mm2的多股軟銅線與銅網相連，銅網最終以一點主接地網相連。同時為方便繼電保護試驗，往往在控制室墻角預留1-2個銅排接地端子。

淺談變電站接地網接地電阻測試的原理方法及意義

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；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：

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應為被試接地裝置最大對角線長度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—被試接地裝置最大對角線長度；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；
圖1電位降法測試接地裝置的接地阻抗
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。

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—被試接地裝置最大對角線長度

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；

圖2 電流—電壓表三極法接線示意圖

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。

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。
變壓器局部放電試驗典型接地問題的探討

【摘要】通過實例，從低壓星形連接的試驗回路接地等7個方面探討了變壓器局部放電試驗中的接地問題，對現場同類型的試驗具有一定的參考作用。

【關鍵詞】變壓器局部放電試驗接
大型變壓器局部放電試驗是現場交接試驗時的必做項目，試驗過程中常涉及到接地問題，如試驗設備的接地、被試變壓試驗回路接地、減少外電場干擾的接地等。可以說，接地線是電力行業的“生命線”，它對保證試驗的正確性、人身的安全至關重要。為此，本文對變壓器局部放電試驗（以下簡稱局放試驗）中常遇到的幾個典型接地問題進行了分析探討。

1 低壓星形連接的試驗回路接地

后湖變電所的2號變壓器接線組別為YN，ao，ynO+dll。是一臺220kV自耦變壓器，高、中、低壓線均采用星形接法。局放試驗時，可在兩臺串聯的試驗變壓器中間接地，見圖1。從電位圖可見，此時，被試變壓器A相繞組x端并不在地電位，而兩臺試驗變壓器的A1，x2端處在電位對稱位置。當試驗回路接地點改在圖2所示的被試變壓器低壓中性點x、y、z處接地時，由于被試變壓器各繞組電壓不相同（a相繞組為全電壓，B相與C相繞組為半電壓），試驗變壓器的X1，A2端則不再是地電位，地電位位于距X2的2/3繞組高度處。當試驗電源電壓達70kV時，第一臺試驗變壓器高壓繞組將承受70×2/3=46.67kV的電壓，已超過該變壓器高壓繞組的耐壓水平（第一臺試驗變為35/0.4kV），所以兩臺試驗變壓器串聯時不宜采用。

需注意，采用這種試驗接線時，不能將試驗變壓器X1,A2端和被試變壓器O端同時接地，否則，必在試驗回路中構成上、下兩個回路，見圖3。由于被測變壓器的被試相與非被試相電壓的差異，將在試驗回路的兩接點中產生環流。i,i′的出現會使試驗變壓器的負擔增大，嚴重時將損壞絕緣。