接地装置试验方法ppt课件

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1、第十八章第十八章 接地装置试验接地装置试验第一节第一节 接地电阻的测量接地电阻的测量一、测量接地电阻的基本原理 根据接地电阻的意义，接地电阻是电流I经接地体流入大地时接地电位U和I的比值。因此，为了测量接地电阻，首先在接地体上注入一定的电流，如图181所示。为简化计算，设接地体为半球形，在距球心X处的球面上的电流密度为式中 J距球心为X处的球面上电流密度； I接地体入地的电流； X距球心的距离。（18-1） 图181三极法测量接地电阻的试验接线 我们知道，电场强度E= 为土壤电阻率而电场中任意两点间的电位差，等于电场强度在两点之间的线积分。设无穷无远处的电位为零，所以距离接地体球心x(x,rg

2、)处所具有的电压为 （18-218-2）由式（18-2）知，电极1、2之间出现的电位差为 （18-3）电极3使1、2、之间出现的电差为 （18-4）1，2电极之间的总电位等于U与U”之和，即 （18-5） 因此1、2极之间呈现一的电阻Rg为 （186）接地体1的接地电阻实际值为 （187）式中 R接地体的实际电阻； rg接地体的半径； 要使测量的接地电阻Rg，等于接地体的实际接地电阻R，就必须使式（186）式（187）式相等，即 （18-8）令d12=ad13,d23=(1a)d13,代入式（188）得 而 解得a=0.618 系数a表明，如果电流极不置于无穷远处，则电压极必须放在电流与被测接

3、地体两者之间，距接地体0.618d13处，即可测得接地体的真实接地电阻值，此方法称为0.618法或补偿法。 这一结论的应用是有范围的，与假设的前提有关，即仅在接地体为半球形，球形中心位的已知没有半球形，大多数为管状、带状以及由管带形成的接地网。测量结果的差别程度随极间距离d13的减小而增大。但不论接地体的形状如何，其等位面距其中心表远，其形状就越接近半球形，并在论证一个电极作用时，忽略了另一个电极的存在，也只在极距d13足够大的情况下才真实。 实际的地网基本上是网格状，它介于圆盘和圆环两者之间，用上述论证方法，可以证明当接地体的圆盘（圆盘半径为r），电极布置采用补偿法时，其测量误差 为 （18

4、9） 将不同的d13代入式（99）可求得相应的测量误差，如表181所示，表中D为圆盘直径。表181 采用不同电极距离测量圆盘接地体接地电阻的误差 从181看出，用2D补偿法测量圆盘接地体的接地电阻时，其误差比较小（小于1%）。电极距离d135D4D3D2DD误差 （%）-0.057-0.089-0.216-0.826-8.2 如果地网是环接地体，同理可证明，若采用补偿法，当接地导体的直径d=8mm，地网半径r=40m时，取不同的d13值，其相应的测量误差 ，按式（189）计算的结果如表182所示。表18-2 用不同电极距离（d13）测量圆环接地体接地电阻误差 （%） 由表182看出，用2D（为

5、圆环直径）补偿法测量圆环接地体的接地电阻时，其误差亦小于1%。所以对于实示的接地网，用2D补偿法测量接地电阻的误差均在1%以下。D135D4D3D2D (%)-0.0322-0.0595-0.138-0.498 此时测量电极的布置是电流极距离地网中心d13=2D，电压极距地网中心是d12=0.618，d13=1.235，D.DL47592接地装置工频特性参数的测量导则规定：当被测接地装置的面积较大而土壤电阻率不均匀时，为了得到较为可信的测试结果，建议把电流极离被测接地装置的距离增大，例如增大到10km，同时，电压极离被测接地装置的距离也相应增大。 如果在测量工频接地电阻时，d13取（45）D值

6、有困难，那么当接地装置周围的土壤电阻率较均匀时，d13可以取2D值，d12取D值；当接地装置周围的土壤电阻不均匀时，d13可以取3D值，d12取1.7D值。二、测量方法及接线 测量接地电阻的方法最常用的有电压、电流法，比率计法和电桥法。对大型接地装置如110kV及以上变电所接地网，或地网对角线D60m的地网不能采用比率计法和电桥法，而应采用电压、电流表法，且施加的电流要达到一定值，测量导则要求不宜小于30A。 （一）电压、电流法 采用电压、电流法测量接地电阻的试验接线如图182所示。这是一种常用的方法。 施加电源后，同时读取电流表和电压表值，并按下式计算接地电阻，即 （18-10） 式中 Rs

7、接地电阻，； U实测电压，V； I实测电流，A。图182 电压电流法测接地电阻的试验接线T1隔离变压器；T2变压器；1接地网；2电压极；3电流极 图18-2中，隔离变压器T1可使用发电厂或变电所的厂用变或所用变50-200KV，把二次侧的中性点和接地解开，专作提供试验电源用；调压器T2可使用50-200KVA的移圈式或其它形式的调压器；电压表PV要求准确级不低于1.0级，电压表的输入阻抗不小于100k，最好用的分辨率不大于1%的数字电压表（满量程约为50V）；电流表PA准确级不低于1.0级。1.电极为直线布置 发电厂和变电所接地网接地电阻采用直线布置三极时，其电极布置和电位分布如图183所示，

8、其原理接线如图184所示。图183 测量工频地装置的直线三极法电极和电位分布示意图 直线三极法是指电流极和电压极沿直线布置，三极是指被测接地体1、测量用的电压极2和测量用的电流极3。一般，d13=（45）D，d12=（0.50.6）d13，D为被测接地装置最大对角线的长度，点2可以认为是处在实际的零电位区内。实验步骤如下： （1）按图182接好试验接线，并检查无误。 （2）用调压器升压，并记录相对应的电压和电流值，直之升到预定值，比如60A，并记录对应的电压值。 （3）将电压极2沿接地体和电流极方向前后移动三次，每次移动的距离为d13的5%左右，重复以上试验；三次测得的接地值的差值小于电阻值的

9、差值小于5%时即可。然后三个数的算术平均值，作为接地体的接地电阻。 如果令 取取 时，时， 时，分别测得接地时，分别测得接地体的接地电阻为体的接地电阻为Rg1、Rg2、Rg3,则接地体的接地电阻Rg为 （1811）图18-4 三极法的原理接线图 如果d13 取45D有困难时，在土壤电阻率较为均匀的地区可 取 d13=2D,d12=1.2D;土 壤 电 阻 率 不 均 匀 的 地 区 可 取d13=3D,d12=1.7D。 2电极为三角形的布置 电极三角形布置示意图如图185所示。此时，一般取d12=d132D，夹角图18-5 电极三角形布置图1-接地体；2-电压极； 3-电流极 测量大型接地体

10、的接地电阻时，宜用电压、电流表达、电极采用三角形布置。因为它与直线法比较有下列优点： 1）可以减小引线间互感的影响； 2）在不均匀土壤中，当d13=2D时，用三角形法的测量结果，相当于3D直线法的不测量结果； 用三角形的测量结果，相当于3D直线法的测量结果； 3）三角形法，电压极附近的电位变化较缓，从29到60的电位变化相当于直线法从0.618d13到0.5d13的电位变化。接地电阻Rg为 （1812）式中 U12电压极与被测接地装置之间的电压； I通过接地装置流入地中的测试电流； a 被测接地装置的等效球半径； d12 电压极和被测接地装置的等效中心距离； d13 电流极和被测接地装置的等效

11、中心距离； 电流极和接地装置等效中心的连线与电流极和接地装置等效中心的连接线之间的夹角，一般取。 3测量工频接地电阻 当被测接地装置的对角线较长，或在某些地区（山区或城区）按要求布置电流极和电压极有困难时，可以利用变电所的一回输电线的两相导线作为电流线和电压线。由于两相导即电压线与电泫线之间的距离较小，电压线与电流线之间的互感会引起测量误差。这时可用四极补偿法进行测量。图186是消除电压线和电流线之间的互感影响的四极法的原理接线图。图116的四极是指被测接地装置1、测量用的电压极；2、电流极3以及辅助电极；4。辅助电极4离被测接地装置边缘的距离d14=30100m，用高输入阻抗电压表测量1、2

12、，1、4和2、4之间的电压。 电压U12、U14和 U24以及通过接地装置流入地中的电流I，得到被测接地装置的工频接地电阻。图18-6 四极法测量工频接地电阻的原理接线图1-被测接地装置； 2-测量有电压极； 3-测量有电流极； 4-辅助电极(1813) 式中 U12被测接地装置1和电压极2之间的电压； U14被测接地装置1和辅助极4之间的电压； U24电压极2和辅助极4之间的电压； I通近接地装置流入地中的试验电流。 同时为了减少电压线和电流线这间互感的影响，可使用架空线的一相作电流线，另外再从地面放一根电压测试线，两根丝沿同一方向布线，但应间距一定的距离，最好能大于10m。 在试验中如遇到

13、升电流有困难时，应检查架空线路的导线接头是否接触好，接触电阻是否过大，电流极和电压极的接地是否可靠，如不可靠处理，如在测试电流极和电压极四周加盐水处理。如我们有一次在做一水电厂的接地电阻测试时，调压器调到满量程却升不起电流，最后检查是由于试验时所用的35kV架空线路导线弓子接头长期失修、氧化，使接头处电阻过大所致，经处理后电流才会升到预定值。 4测量注意事项 （1）试验时用交流电源测量接地电阻时，应采用独立电源，通常单独的所用变压器，并把中性和接地点打开，以防分流引出误差，或升不起电流，也可使用1：1的隔离变压器，其中性点接至被测接地体，相线接至电流极。电压的高低根据电流回路阻抗和所需要的升的

14、电流进行估算。在满足测量要求的前提下，应尽量采用较人低的电压。 （2）在许多变电所中，输电线路的架空地线是与变电所接地装置连接在一起的，这会影响变电所接地装置接地电阻的测量结果，因此，在测量彰应把架空线路的避雷线与弯电所接地装置的电连接断开。 （3）电流极处因要注入较大的电流，会对附近的人畜造成伤害，因此，在测量时要有专人临护。 （4）在试难时电流引线要流过较大的电流，因此，电流回路要有较大的导线截面。 （二）比率计法 图187 比率计法的试验接线 1接地体 2电压极；3电流极；M比率计 采用比率计法测量接地电阻的试验接线如图187所示。 比率计M指针的偏转与两个线圈流过的电流比成比例，事先将

15、比率计的刻度由电阻值校准，测量时可以直接从刻度上读出接地电阻值。如MC07、MC08型和L8型比率计即是这种接线。（三）电桥法（也称电位法）图188 电桥型接地电阻测量仪的原理接线（a）接线方法一； （b）接线方法二1接地体； 2电压极； 3电流极 P检流计； S开关；Sa、Sb滑动电阻调节手柄；T试验变压器 如图188（a）所示电桥型接地电阻测量仪的桥路中，有两个不变的电阻r1和r2，一个具有两个滑动接点的电阻，可形成ra和rb两种电阻值。在测量时需进行两次平衡。电源电流通过两个并联支路，在一支路中有电阻r2，被测接地体1，大地和电压极。另一支路中有r1和ra第一次平衡时，将检流计接到a侧，

16、调节滑动触点Sa，使电桥得到平衡，即检流计（P）中电流为零。此时，两支路中电流与电阻r1和r2成正反比即（1814） 然后将检流计接到b侧，调节滑动接点Sb，使电桥检流中心电流为零，电桥第二次平衡，这时1与2之间的电压降，等rb上的电压降。即 因为 （第一次平衡时得） 所以 （18-5） 式中 Rg接地电阻, r1,r2电桥中桥臂固定电阻, rb调节电阻； 从式（1815）看出，利用电桥平衡原理制造的接地电阻测量仪，可以直接从刻盘上读取被测接地电阻，比较方便。 电桥法另一种常用的原理接线，如图188（b），所示。 调节滑线电阻r，使检流计（P）指针指零（或接近零）。此时，I1Rg=I2r,接地

17、电阻为：在实际接地电阻测试中，取 ,k为倍数率电阻并随系数，n为电桥倍率，于是得Rg=nr (1816) 式中 Rg接地电阻使用时，调节滑线电组r，使检测流计中的电流为零（或接近零），从刻度盘上取电阻值，乘以所选择的倍率n,即为被测的接地电阻值Rg。 常用的ZC8、ZC29、JD1、L9型的E1型等地阻仪，都属于这类接线。 三、消除干扰的措施1消除接地体上零序电流的干扰 发电厂、变电所的高压出线由于负载不平衡，经接地体部有一些零序电流流过，这些电流注过接地装置时会在接地装置上产生电压率，给测量结果带来误差，常用如下措施进行消除。（1）增加测理电流的数值，消除杂散电流对测量结果的影响。我们知道接

18、地电阻Rg=U/I，即接地电阻等于接地装置上的电压降与电流的比值。这个电压主要是试难时施加的测试电流产生的，但是如在地网中的零序电流较大，这个电流也会在接地装置上产生压降影响测试结果。为了提高测试精度，最有效的办法是加大测试电流，以减小零序电流分量所占比例。因此，“测量导则”规定：“通过接地装置的测试电流大，接地装置中零序电流和干扰电压对测量结果的影响下，即工频接地电阻的实测值误差小。为了减小工频接地电阻实测值的误 差，通过接地装置的测试电流不宜小于30A”。可见，加大测试电流的办法是减小零序电流干扰的最有效措施。 （2）测出干扰电压U，估算干扰电流I。在使用电流电压法测量工频接地电阻时，在开

19、始加压升流前，先测出接地装置的零序干扰电压U，如图189所示。按图接好线后，升压前先将S1断开，用电压表先测量零序干扰电压U12、U14和U24，然后按式（1817）估算零序干扰电流的值 ：（1817） 式中 U12=零序干扰电压，V； I零序干扰电流，A； Rg接地电阻估算值， 当零序干扰电流估出后，试验时所升的电流I=（1520）I，可使没量误差不大于5%7%。 图189消除干扰测量结果影响的原理接线 （3）利用两次测量的结果，对数值进行校正，即先用电源正向升流侧出U1，然后将是源反向，测量另一组数据U2并测出干扰U。则 式中 U校正后的电压，V； U1电源反向前所测数值，V； U2电源反

20、向后所测数值，V； U电源断开后测得的零序干扰电压，V。（1818） 如果外界干扰电流的频率与测量电流的频率不同，而为其谐波时，则U1=U2，此时，（1819） （4）对每一个测点用三相电压轮换没量三次，然后按下式计算接地电阻，即（18-20）式中 Rg接地电阻， Ua、Ub、Ue分别用A、B、C三相电压时测得的电压值，V； Ia、Ib、Ie与Ua、Ub、Uc电压相应的测量电流A； U、I干扰电压和电流。 （5）为了准确的找到“零电位”区，可求d13=(45)D,d12=(0.50.6)d13.如d13取（45）D有困难，而接地装置周围的土壤电阻率又比较均匀，测量引线可适当缩短。当采用电极直线

21、法布置，允许测量误差为5%时，电压极的允许范围是表113；当允许测量误差炎10%时，电压极布置的允许范围见表184。表18-3 电极直线法布置误差5%时电压极的允许范围d135D3D2Dd12/d13规定值0.56-0.6660.585-0.6460.594-0.634近似值0620.050.620.030.620.022.消除引线互感对测量的干扰 当采用电流电压法测量接地电阻时，因电压线和电流线要一起放很长的线距离，引线的互感就会对测量结果造成影响，为了消除引线互感影响，通常采用以下措施。 （1）采用三角形法布置电极，因三角形布置时，电压线和电流线相距的较远，互感也就小，不会造成大的影响。

22、（2）当采用停电的架空线路，直线布置电极时，可用一根架空线作为电流线，而电压线则要沿着地面布置，两者庆相距510m。 （3）采用四极法可消除引线布感影响，另外还可采用电压、电流表和功率表法测量。 (1821)(1822)四、对测量仪表和引丝截面的要求 （1）电压表内，电压表与电压极相串联，其内阻对测量准确有影响，此时电压表的读数为解此两式得(1823)式中 Uv电压表的读数，V； U电压表和接地体之间实际电压，V； RV电压表的内阻， R2电压极的电阻， IV通过电压表的电流，A。 由于RV存在，使得测出的电阻误差为 （1824） 式中负号表示测出的接地电阻较实际值偏小。从式（1824）看出，

23、如果要求由电压表内阻引起的误差小于3%时，则电压表的内阻应等于或大于电压极电阻50倍。 若RV小于R250倍，采用电磁或电动式电压表时，则应按下式校正，即（1825）然后近下式计算接地电阻，即（1826） 式中 Rg接地电阻， U 校正后的电压，V； I试验电流，A。 因此，电压表应采用高内阻的，如数字电压表、静电电压表等。 （2）表计准确级，测量接地电阻所用的电压表、电流表、电流互感器等的准确的不庆低于0.5级。 （3）导线截面，测量时电压极引线的截面不应小于1.01.5mm2；电流极引线的截面由电流值的大小而定，选用以每平方毫米5A为宜，与被测接地体连接地导线电阻，应不大于接地电阻的2%3

24、%，并要求接地体的引张处置经除锈处理，接触良好，以避免测量误差。第二节 土壤电阻率 土壤电阻率是接地工程的重要参数，我们在设计、计算接地装置时首先应把当地的土壤电阻时，并搞清土壤率在地面水平各方向的变化以及垂直方向的变化规律，以使用最小的投资达到最理想的设计结果。一、三极法测量土壤的电阻率 在需要测土壤电阻率的地方，埋入几何尺寸为己知的接地体，按第一节讲的方法测出接地体的接地电阻。测理采用的接地体为一根长3m,直径50mm的钢管；或长3m,直径25mm的圆钢；或长1015m,40mm4mm的扁钢，其理入深度0.71.0m。 采用垂直打入土中的圆钢，测量接地电阻时，电压极距电流极和被测接地体20

25、m远即可。测得接地电阻后，由下式即可算出该处土壤电阻率。即 （1828） 式中 土壤电阻率， m;L 接地体的总长度，m; M 扁钢中心线离地面的距离，m; B 扁钢宽度，m;Rg 水平接地体的实测电阻，用三极法侧量土壤电阻率时，接地体附近的土壤起着决定性作用，即这种办法测出的土壤电阻率，在很大程度上仅反映了接地体附近的土壤电阻时率。这种方法的最大缺点是在测量回路中测得的接地电阻Rg中，还包括了可能是相当大的接触电阻在内，从而引起较大误差。此外，由于地的层状或剖面结构，用上述方法换算出来的等值电阻率，只能是对应于被测接地体的尺寸和埋设状况的地的等值电阻率。这个等值电阻率对于不同类型和尺寸的接地

26、体来说，差别是很大的，因而这种方法在工程实际中很采用。 二、用四极法没量土壤的电阻率采用四级法测量土壤电阻率时，其接线如图1810所示。图1810 四极法测地壤电阻率的试验接线 由外侧电极C1、C2通入电流I，若电极的埋深为 ，电极间的距离为a(a) ,则C1、C2电极使P1、P2上出现的电压分别为：而两极间的电位差为因此 （1829） 式中 土壤电阻率，mm; ; a 电极间的距离，m;U P1、P2点的实测电压，V；Rg实测土壤电阻， 由式（1829）可知，当a己知时，测量P1、P2两极间的电压和流过的电流，即可算出土壤的电阻率。 四极法测得的土壤电阻率，与电极间的距离a有关，当a不大时所

27、测得的电阻率，仅为大地表层的电阻率，其反映的深度随a的增大而增加。一般测得的 值是反映0.75a深处的数值。 具有四个端头的接地电阻测量仪，均可用于按四极法测量土壤的电阻率。 用四极法测量土壤电阻率时，电极可用四根直径2cm左右，长0.51.0m的圆钢或钢管作电极，考虑到接地装置的实际散流应，极间距离可选取20m左右，埋深应小于极间距离的 。测量变电所的 值时，取34点以上测效量数的平均值作为测量值。 用以上方法测出的土壤电阻率，不一定是一年中的最大值，所以应按下式进行校正。 式中 max 土壤最大电阻率， .m 考虑到土壤干燥的季节系数，其值如表145所示，测量时如大地比较干燥，是取表中的较

28、小值 ，比潮湿时，则取较大值； 实测土壤电阻率， .m 用四极法测量时有以下注意事项： （1）对于以运行的变电所测土壤电阻率时，因电流要受到地中水平接地体的影响，因而测量时要找土质相同的远离接地网的地方进行。 （2）为了全面的了解电阻率的水平方向的分布情况，要在被测试的内找不同的46点进行测量。 （3）为了了解土壤的分层情况应改变几种不同的a值进行测量，比如a=10、20、30、50m等。 （4）测土壤电阻率时尽量避开地下的管道等，以免影响测试结果。 （5）不要在雨后土壤较湿时测土壤电阻率。第三节 测量接触电压、电位分布和跨步电压 当发生接地故障时，若出现过高的接触电压或跨步电压，可能发生危及

29、人身安全的事故。所以对电压在1000V以上的电气设备，应测量其接触电压和跨步电压。在发电厂和变电所附近地区还应没量地面的电位分布。 一般将距接地设备水平距离为0.8m处，及沿该设备外壳（或构架）垂直于地面的距离为1.8m的两点间的电压，称为接触电压，人体接触该两点时就要承受接触电压。测量接触电压，即测理这两点之间的电压如图1811所示。 在接地体周围的电流密度大，致使电压降也大。而电流密度的大小与距离接地体距离的平方成反比，因此在一定范围之外，由于电流密度接近于零，该处即可作为大地的零电位点。 当电流经接地装置时，在其周围形成的不同电位分布，可用下式表示，即（1831） 式中 UX至接地体距离

30、为x处的电压； rg接地体的半径； x距接地体距离； Ug 接地体的电压； 的跨步约为0.8m,所以在接地体径向地面上水平距离为0.8m两点间的电压，称为跨步电压。人体两脚接触该两点时，就要承受跨步电压。 测量电压分布和跨步电压，应该选择经常有人出入的地区进行。距接地体最近处，其测量间约为0.8m，测量点数可选57点，以后的间距可增大到510m,一般测到2550m远处即可。 测量用的接地极，可用直径810m,长约300mm的圆钢，埋入 地 中 5080mm,若 在 混 凝 土 或 砖 块 地 面 测 量 时 ， 可 用26cm26cm的铜板或钢板作接地体。为使铜板或钢板与地接触良好，铜板或钢板

31、上可压重物，板下的地在可用水浇湿。 一、用电流、电压表法测量 （一）测量接触电压 测量设备接触电压的试验接线如图1811所示。 加上电压后读取电流和电压表的指示值，它表示当接地体流过电流为I时的接触电压。然后按下式推算出当流过大电流Imax时的实际接触电压式中 Uc 接地体流过电流为Imax时的设备接触电压； U接地体流过电流I时实测的接触电压，V； K系数，其值为Imax/I; Imax 发生接地时通过接地体的最大电流； I测量时的实际电流。（1832） 图1811 测量设备接触电压的试验接线1接地体； 2电压极；3电流极； 4电气设备 （二）测量电位分布和跨步电压 测量电位分布和跨步电压的

32、接线，如图1812所示。图1812 测量电位分布和跨步电压接线之一（a）试验接线； （b） 电位分布1接地体； 2电压极；3电流极 按图1812（a）加电压使流入接地体的电流为I时，将电压极为2插入地的零电位0处，即在该点对接地体1外延伸时，电位差不再增加，此时，如沿直线方向朝接地体1移动，并取等距离逐点测得电压Un,Un1,U3,U2,U1。然后，以Ug分别减去各点测得的电压值，即得出各点（对零电位点0）的电位分布，如图1812（b）所示。接地体流过大电流Imax时，的实际电位，应乘以系数K确定。 得出各点的电位，相距0.8m两点间的跨步电压为 (1833) 式中 Ua任意相距0.8m两点间

33、的实际跨步电压，V； UaUn1任意相距0.8m两点间测量的电位差，V； K系数，其值等于接地体流过的大电流Imax与测量时通入的电流之比。 二、用接地电阻测量仪测量 用接地最阻测量仪测理电位分布和跨步电压的接线，如图1813所示。 图1813 测量电位分布和跨步电压接线之二二二二 按测量接地电阻的方法，测得接地体的电阻Rg,然后将电压极2移至1，2，n各点，依次得r1,r2，rn，由此得（1834） （1835） （1836） 式中 Uc接触电压，V； Un任意点n的电位，V； Uk跨步电压，V； Umax流经接地体的实际大电流为Imax时的对地电压，其值等于大电流与接体电阻Rg的乘积，V；

34、 Rg接地电阻， ; Rn、rn1电压极置于距接地体0.8m的位置的1时，所测得的接地电阻。r1电压极置于距接地体的0.8m 的位置1时，所测得的接地电阻。 在大接地地短路电流系统发生单相接地或同点两相接地时，发电厂、变电所，电气设备接地置的电压和跨步电压不应超过下列数值（1837） （1838） 式中 Uc 接触电压，V； UK 跨步电压，V； 人脚站立处面的土壤电阻率， t接地短路（故障）电流的持续时间，s。 在366kV不接地，经消弧线圈接地和高电阻接地系统，发生单相地故障后，当不迅速切除故障时，此时发电厂、变电所接地的装置的接触电压和跨步电压不应超过下列数值。 在条件特别恶劣的场所，例

35、如水田中，接触电压和跨步电压的允许值宜适当降低。(1839)(1840)第四节 连通试验和开发挖检查 电气设备的接地装置主要是为了故障时，故障电流能可靠的入地，不至于造成反击或其他的不良后果，为此，对接地装置的接地电阻等提出了不同的要求，并规定每隔一定的周期要进行测试，看是否满足要求。但是电气设备与接装置的连接问题却一直没有受到人们应有的重视，而在这方面也最容易出现问题。试想一个变电所的接地装置接地电阻再小，如果其设备的接地线不能与之可靠的连接，那么这个接地装置就不能发挥作用。在过去的检查中，我们曾检查出大量的设备接地与地网不通，或连接不可靠，最为严重的是我们曾查出了110kV防雷设备的接地与

36、地网不通，使防雷设备不能发挥作用。还有主变压器、油断路器与地网不通，有的还造成了恶性事故。这说明设备接地与地网的连通与地网的连通试验是相当重要的。一、设备接地与地网的连通试验 这项试验比较简单，就是在发电厂或变电所中先找出一设备的接地为基准，也可以是测接地网接地电阻的连接处。使用一块欧姆表，依次测量出其他设备接地对该点的直流电阻，去掉引线电阻后两个设备接地引下线之间的电阻不应大于0.5。如果大于0.5，则说明连接有问题，应进一步查找原因，如焊接，或螺丝连接处 是否连接可靠等。二、开挖检查 接地装置长期运行在地下，最容易发生腐蚀。由于腐蚀会使接地体，或设备的接地引下线截面逐渐变小，直到不能满足接

37、地短路电流的热稳定，或造成电气上的开路，因此，每过一定的时期（一般35年）对接地装置要进行开挖检查，主要检查下列部位。 （1）设备的接地引下线，因设备的接地引下线，有一部分在土中，有一部分在空气中，由于氧浓度不同，或者说是腐蚀电位不同，最容易发生吸氧腐蚀（电化学腐蚀）。 因此，每过一定的周期要进行开挖检查，看是否受到了腐蚀，验算其截面是否还满足热稳定的要求，并定期进行防腐处理。 （2）检查接地网的焊接头，接地体的焊接处也是腐蚀最严重的地方，对这些部位要定期的开外挖检查其腐蚀情况，并采取相应的防腐措施。三、设备的接地回路检查 对设备的接地引下线要定期的检查其锈蚀情况，做热稳定校核并做防腐处理，对

38、于接地引下线与设备外壳的连接处也要定期检查处理，尤其是通过螺栓连接的地方，有时因为锈蚀会造成电气上的开路。因此，要定期的检查和处理。 另外，还有一些发电厂、变电所的设备接地是通过电缆沟的接地带接地的，所以对电缆沟内的接地带也要定期的检查锈蚀情况，并做防腐处理。 注意事项： （1）测量接地电阻时，若发现有外界干扰，应改变几种测量方式测量，以排除外界干扰。 （2）由于土壤湿度对接地电阻影响较大，因此，不宜在雨后立即测量接地电阻。 （3）在测量发电厂、变电所的接地电阻时，应将直接引入构架上的架空地线断开，电压为35kV及以上输电线路在地中所内接地体的连线也应断开。 （4）电压极和电流极的电阻，一般不

39、应大于10002000，测量较小的接地电阻时，应不大于100200；电压极和电流极一般用一根直径2550mm，长0.73m的钢管或圆钢，垂直打入地中，端头露出地面为150200mm，以便接引线。 （5）电流极附近会产生很大的电压降，应有专人看守进行安全监护。 （6）测量线应尽量不在地下管道或架空线附近并与之平行，以免影响测量结果。v补充：2007年在福建厦门课题降阻接地后石泉州500kV线路起于已建的漳州500kV变电站，止于已建的后石泉州500kV线路，全线共采用80基铁塔（直线塔51基，耐张塔29基），线路全长为32.34km，其中泉州侧开断线路长为16.15km，后石侧开断线路长为16.

40、19km。线路所经地区大多为山区、丘陵及高山，平地占较少部分。地质主要为坚土、松砂石，土壤电阻率较高，一般在1000.m左右，高的地区在3000.m以上。杆塔基础开挖基本采用主要依靠人工开挖，坚硬的岩层用爆破技术。图4.1为基础开挖坑中的岩层照片。基础立柱为斜柱式，塔脚用地脚螺栓与基础连接。 ( a ) ( b ) 图4.1 基础开挖岩层杆塔基础由底板和立柱两部分组成，其示意图见图2.2。 图2.2 基础示意图基础施工主要分为以下几个步骤：线路复测。在施工前要对所有的仪器和测量用具进行全面检查和校正，对所有桩位进行测量，地形标高进行重点复测，根据杆塔位的中心桩的位置订出必要的辅助桩，复测各塔位

41、的各腿地形高差，测量杆塔位中心桩移桩，填写复测记录检查表，作为施工检查资料。基面开挖。根据设计值订出基降位置桩及开挖范围桩，开挖基面时，尽量保持中心桩，并保护好复测时钉立的辅助桩。若确需移动,基面开挖好后，必须用经纬仪前视法和分中法，恢复中心桩，并校核档距，转角度数和基降值。高低腿铁塔各腿基础的基面不同，开挖时应特别注意。为保持风偏开方及塔位基面开方后的边坡稳定，对部分塔位基面降低后形成的侧壁,应根据壁体的地质情况进行削坡处理,本工程铁塔因大量采用了长短腿，为保证施工无误，在基础施工前，应根据塔位现场地形和地貌校核塔基剖面图及长短腿配置。分坑。由专业测工进行，测工在分坑前应认真学习施工说明及施

42、工图纸，清楚基础型式、根开。分坑过程应详细记录以便事后检查复核。基坑线 基面线底板 立柱基坑开挖。要求位于无地下水的基坑一律采用“坑壁成型”开挖（即以坑壁代替侧向模板），使基础嵌入原状土（或岩石）中。开挖至底板上平面深度时，一般不允许用爆破方法而应采用人工开凿将基坑底基挖成“ ”型，以保持坑壁岩石的完整。当基坑开挖超过基础设计埋深时,所超过部分可用C10及素混凝土或铺石灌浆作为垫层,进行调整。遇岩石土方量较大情况下如必需采用松动爆破法施工时，须委托有资质的爆破公司进行爆破，严格按照爆破安全规定进行。扎筋组模。预先浇制（每坑数块）预制水泥垫块，组模前应对四个坑操平，然后按坑大小放入足够数量（块数

43、以垫稳地面钢筋为宜）垫块（厚度为保护层距离，面积不宜过大），保证下板筋与坑底保护距离。扎筋组模时，模板组合的接缝应严密。由于基础主柱倾斜，主柱上、下端采用异型钢、模板，柱身用标准模板组模，见图2.3所示 图2.3 基础扎筋组模基础浇制。基础浇制前将浇制用的砂、石、水泥及可能有问题的浇制用水检测鉴定，并进行配合比设计试验。要严格按配合比试验报告提供的配合比进行浇制，基础浇筑后12小时开始养护（对炎热有风的夏天3小时开始养护）。养护方法是将湿的草袋或稻草等覆盖在混凝土上，经常浇水，保持湿润。拆模时混凝土强度应不低于245 N/cm2，拆模时应注意不得使混凝土表面及其棱角受到损坏，见图2.4所示。图

44、2.4 拆模后的基础接地、挡土墙及排水沟工程。按塔位明细表中所列接地装置类型，对照接地装置一览图的要求进行施工。施工时应注意敷设的接地体应远离附近已有设施（特别是地下电缆通信电缆，光缆，管道和低压接地体等） 根据后石泉州500kV线路，选取杆塔17号和27号进行现场试验。 表6.1 17号和27号杆塔基础基本数据表塔 号1727现 场 桩 号ZA14JA5杆 塔 型 式SZV513（30）SJT411（27）桩 位 地 面 标 高279.27112.46基 面 降 低 （m）8.08.0水 平 转 角0左:1811高低腿 型式AB6.09.06.0DC9.03.03.0基础型式ABXZ3250

45、+1XZ3250JY4044+1DCJT4862砼量（m3）37.1680.34埋 深AB5.84.85.2DC6基础预偏0A=B=45地脚螺栓AB4*M608*M48DC8*M56小根开300180150根 开正 面AD5410+58716050+5600BC5871+4949侧 面AB5410+58716050*2CD4949+58715600*2对 面AC7650.9+6998.98556+7919.6BD8302.8+8302.8中砂重量t/体积m324.117.252.137.2石子重量t/体积m346.933.5101.472.4水泥重量t/包数11.723425.35061、土壤

46、电阻率测量、土壤电阻率测量 测量土壤电阻率的方法一般有三极法和四极法。鉴于三极法在测量中会产生较大的误差，对于不同类型和尺寸的接地体来说，差别还是较大的，因而这种方法在工程实际中很少采用。采用四级法测量土壤电阻率时，其原理图如图6.2所示。图6.2 四极法测地壤电阻率的原理图因ZC8接地摇表的量程为l/10/100，而所处山岩地区土壤电阻率很大，有些地方超出了量程，所以现场采用量程为l0/100/1000的ZC29B1接地摇表对17号、27号杆塔处的土壤电阻率进行了测量，测量时取a5m，修正系数1.3 ，数据见表6.3。 表6.3 现场土壤电阻率测量表塔腿17号A17号B17号C17号D27号

47、A27号B27号C27号D(m)351028983062273532662980379650622、 接地电阻测量 测量杆塔的接地电阻一般采用接地电阻测试仪（俗称接地摇表）或钳表式接地电阻测量仪，后者测量时要求线路避雷线直接接地，而本线路正处于基础施工中，尚未架设导线和避雷线，所以采用前者。 接地装置工频接地电阻的数据，等于接地装置的对地电压与通过接地装置流入地中的工频电流的比值。接地装置的对地电压是指接地装置与地中电流场的实际零位区之间的电位差。图6.3是测量工频接地电阻的电极布置和电位分布的示意图，图上点P是实际零电位区中的一点，实际零电位区是指沿被侧接地装置与测量用的电流极C之间连接线方

48、向上电位梯度接近于零的区域。实际零电位区域的大小，与测量用的电流极离被测接地装置的距离dGC的大小、通过被测接地装置流入地中测试电流的大小以及测量用的电压表的分辨率等因数有关。现场使用的是四端钮式的ZC8和ZC29B1两种接地摇表，其实这两种摇表接地电阻时的原理是一样的，只是为了检验数据的一致性。 图6.3 电极电位分布示意图 G被测杆塔接地装置；P测量用电压极；C测量用电流极现场测量的试验数据见表6.4。其中为土壤电阻率，L为接地装置高，a为装置底面边长，h为装置埋深，d为降阻剂层厚度，k为降阻剂的降阻系数，R为接地电阻实际测量值。表6.4 现场测量值17塔27塔塔腿ABCDABCD(.m)35102898306227353266298037965062L(m)22222222a(m)3.53.5332.52.533h(m)2.52.52.52.50.60.61.61.6d(cm)171412101623k0.60.670.7310.7710.630.4R()65618397247281117100