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技術(shù)文章

鉗式接地電阻測(cè)試儀的正確使用方法
鉗式接地電阻測(cè)試儀的正確使用方法
降低電力線路桿塔接地電阻可以提高線路的耐雷水平，減少雷害事故，在桿塔附近降低接觸電壓和跨步電壓，防止人畜觸電事故。因此桿塔的接地電阻是一個(gè)重要數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)都必須十分重視，要準(zhǔn)確測(cè)出它的真實(shí)數(shù)值，并使其低于規(guī)定值。以往是使用接地?fù)u表來(lái)測(cè)量接地電阻的，但由于需要從接地網(wǎng)向外引100米以上的測(cè)量線和兩根輔助地極相連，工作量大，而且往往受到地形和環(huán)境的限制，輔助地極的位置無(wú)法達(dá)到要求，因而很難得到正確的測(cè)量結(jié)果。近幾年引進(jìn)鉗式接地電阻測(cè)試儀，由于其測(cè)量方法簡(jiǎn)便，為廣大線路工作者所歡迎。
為了能正確使用鉗式接地電阻測(cè)試儀去測(cè)量接地電阻，首先，必須了解其測(cè)量原理。鉗式接地電阻測(cè)試儀是用來(lái)測(cè)量任何有回路系統(tǒng)之接地電阻，該儀器本身能產(chǎn)生一個(gè)電源電勢(shì)，在任何有回路系統(tǒng)中就能產(chǎn)生電流，因此其測(cè)量原理簡(jiǎn)而言之是全電路歐姆定律，它測(cè)出的是這個(gè)回路系統(tǒng)的環(huán)路電阻值。
用鉗式接地電阻測(cè)試儀測(cè)量桿塔接地電阻時(shí)其測(cè)量回路系統(tǒng)如圖1所示：
圖1　測(cè)量回路系統(tǒng)圖
儀器有兩個(gè)獨(dú)立線圈，一個(gè)產(chǎn)生高頻交流電壓e，在測(cè)量回路中建立電勢(shì)E，相當(dāng)于一個(gè)變壓器，在回路中產(chǎn)生總電流I，它被另一線圈子所接收，其作用相當(dāng)于電流互感器，于是測(cè)量回路的環(huán)路電阻：
RLOOP>=E/1=e/i=1/NuNi=(e/i)×常數(shù) (1)
表頭顯示的就是環(huán)路電阻RLOOP>
從測(cè)量回路系統(tǒng)圖1分析，環(huán)路電阻包括四部分：
(1)Rx>--待測(cè)桿塔的接地電阻。
(2)Re>--大地電阻，通常認(rèn)為Re>≈0，可忽略不計(jì)。
(3)Rp>--其余各桿塔的接地電阻并聯(lián)值。RP>=(R1>//R2>//………//Rn-1>)由于其并聯(lián)電阻數(shù)量多，并聯(lián)后數(shù)值很小，一般認(rèn)為RP>≈0
(4)Rgw--待測(cè)桿塔兩側(cè)架空地線電阻的并聯(lián)值，由于其數(shù)值很小忽略，即Rgw>≈0
在忽略了各個(gè)甚小的數(shù)值后就可認(rèn)為環(huán)路電阻RLOOP就等于待測(cè)桿塔的接地電阻Rx>，即：
RLOOP>=Rx>＋Re>＋(R1>//R2>……/Rn>）＋Rgw>≈Rx>(2)
根據(jù)此測(cè)量原理就能引伸出正確的測(cè)量方法和正確分析測(cè)量結(jié)果：
1、待測(cè)桿塔的線路必須有多點(diǎn)接地，亦即是說(shuō)必須有架空地線的線路方能采用，否則就不能構(gòu)成式(2)的環(huán)路，即使存在某些環(huán)路，但環(huán)路內(nèi)的各部分皆不能忽略時(shí)，式(2)便失去成立的依據(jù)，例如沒(méi)有架空地線的10kV線路桿塔，用此法測(cè)量可能沒(méi)有回路，或者可以通過(guò)另一只塔腳經(jīng)大地構(gòu)成回路，表頭雖有顯示，但并不是真正的接地電阻值。
2、待測(cè)桿塔在測(cè)量時(shí)只能存在一條接地引下線，110kV及以上線路一般有兩只(或四只)塔腳有接地引下線。當(dāng)在1腳上測(cè)量，3腳的接地引下線不拆開(kāi)，分為兩種情況：(a)兩只腳的地網(wǎng)是連通的，則1、3腳通過(guò)地網(wǎng)，塔身已構(gòu)成一個(gè)電阻值很小的環(huán)路，見(jiàn)圖2(a)，把RX旁路了，這時(shí)將測(cè)得很小的數(shù)值，例如1Ω，此值實(shí)際上就是兩腳間地網(wǎng)及塔身構(gòu)成的回路電阻值，實(shí)際接地電阻即使很大亦不會(huì)被發(fā)現(xiàn)，這將會(huì)留下**隱患。(b)如兩只腳的地網(wǎng)不連通，如圖2(b)，則1、3腳各有自己的接地電阻，測(cè)1腳時(shí)，3腳相當(dāng)于一基相鄰桿塔，對(duì)測(cè)量結(jié)果幾乎沒(méi)有影響。如將3腳的接地引下線拆開(kāi)后用臨時(shí)線與1腳引下線連接(在鉗形表之下)，如圖2(b)虛線所示，相當(dāng)于加大了1腳的地網(wǎng)，測(cè)量值應(yīng)有明顯降低，此值才真正是待測(cè)桿塔的接地電阻RX的值。
我們復(fù)測(cè)了110kV良廣線74＃塔，北廣線7＃塔的接地電阻，結(jié)果如表1所示：
表1 　單位：Ω

又復(fù)測(cè)了良廣線494#塔、57#塔，結(jié)果見(jiàn)表2：
表2　　　　　　　　　　　　　　　單位：Ω

由于線路建設(shè)時(shí)間不同，有些是采用放射式地網(wǎng)，各腳地網(wǎng)之間連通，有的是采用環(huán)形兼放射式地網(wǎng)，各腳地網(wǎng)是連通的，當(dāng)待測(cè)桿塔在測(cè)量時(shí)僅有一條接地引下線時(shí)，其測(cè)量結(jié)果總是比實(shí)際略大一些，因?yàn)槭?2)是忽略了若干因素，如不忽略，RX總比表頭顯示值略低一些。如各腳的地網(wǎng)不連通，表頭顯示值僅是一只腳地網(wǎng)的接地電阻值，實(shí)際運(yùn)行時(shí)的地網(wǎng)要大一至三倍，(此時(shí)準(zhǔn)確的方法是將其余腳接地，引下線拆開(kāi)后用臨時(shí)線與測(cè)量腳的引下線在鉗表之下連通)，所以測(cè)量結(jié)果是偏于**的。因此只要任一只腳的接地電阻都不大于設(shè)計(jì)值(例如10Ω)，則認(rèn)為該基桿塔的接地電阻是合格的，沒(méi)有必要追究各腳的接地電阻值是否平衡。
3、從式(2)還看出，環(huán)路電阻當(dāng)然包括了環(huán)路內(nèi)各結(jié)點(diǎn)的接觸電阻，也就是測(cè)量了整個(gè)雷電流通道的電阻，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)接觸**的地方，監(jiān)測(cè)范圍擴(kuò)大，**性更高了。由于鐵塔是多網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，個(gè)別結(jié)點(diǎn)接觸**對(duì)塔體本身的電阻影響甚微，但接地引下線只有兩點(diǎn)(或四點(diǎn))，架空地線與塔體相連也只有2-4點(diǎn)，任何一點(diǎn)接觸**都會(huì)影響接地電阻值，會(huì)使雷擊時(shí)塔頂電位升高而增加雷擊跳閘率，所以在測(cè)量時(shí)如發(fā)現(xiàn)各腳有明顯差別數(shù)值又較大時(shí)，應(yīng)檢查接地引下線的接觸情況，從這個(gè)意義上講，鉗式接地電阻測(cè)試儀也測(cè)量了接觸電阻(注意：是“也”測(cè)量了接觸電阻，不是測(cè)量接觸電阻)。
結(jié)論：用鉗式接地電阻測(cè)試儀測(cè)量電力線路桿塔接地電阻方法簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果可信度高，但只能用于有架空地線的高壓線路上，測(cè)量時(shí)待測(cè)桿塔只允許存在一條接地引下線，如各塔腳的地網(wǎng)是不連通的，應(yīng)將其余各腳的接地引下線拆開(kāi)后用臨時(shí)線與測(cè)量腳的引下線連通(連通點(diǎn)在鉗表之下)。通過(guò)對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析，可以判斷出各塔腳的地網(wǎng)是否連通，接地引下線是否存在接觸**的隱患。