發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)檢測(cè)1211

1、發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)檢測(cè)發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)檢測(cè) 黃克儉 2012年11月 發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)檢測(cè)發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)檢測(cè)n1、發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)n2、發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)檢測(cè)發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)檢測(cè)1.發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)n1.1 發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)作用與要求發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)作用與要求n1.1.1 發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)作用發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)作用n 發(fā)電廠、變電站的地網(wǎng)作為電力設(shè)備接地用裝置，按其作用可分為工作（系統(tǒng)）接地、保護(hù)接地（安全接地）和防雷接地三類。n防靜電接地1.1.2 發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)設(shè)計(jì)要求發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)設(shè)計(jì)要求n1）發(fā)電廠和變電站內(nèi)，不同用途和不

2、同額定電壓的電氣裝置或設(shè)備，除另有規(guī)定外應(yīng)使用一個(gè)總的接地網(wǎng)。接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)符合其中最小值的要求。n2）從保證安全出發(fā)，有效接地系統(tǒng)中接地網(wǎng)接地電阻應(yīng)滿足： dgIvR)(2000式中：Id 為經(jīng)地網(wǎng)流入地中的短路電流，一般應(yīng)取單相或兩相接地最大短路電流；Rg考慮季節(jié)變化的最大接地電阻。 1.2、大型接地裝置n 110kV 及以上電壓等級(jí)變電所的接地裝置，裝機(jī)容量在200MW以上的火電廠和水電廠的接地裝置，或者等效面積在5000m2以上的接地裝置。2、發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)檢測(cè)發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)檢測(cè)n2.1 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)nDL/T475-2006 接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則nGB 50065-201

3、1 交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范nDL/T6211997 交流電氣裝置的接地2.2 大型接地裝置的特性參數(shù)測(cè)試內(nèi)容大型接地裝置的特性參數(shù)測(cè)試應(yīng)該包含以下內(nèi)容:1）電氣完整性2) 接地阻抗3) 場(chǎng)區(qū)地表電位梯度4) 接觸電位差5) 接觸電壓6) 跨步電位差7) 跨步電壓8) 轉(zhuǎn)移電位2.3 測(cè)試時(shí)間n 接地裝置的特性參數(shù)大都與土壤的潮濕程度密切相關(guān)，因此接地裝置的狀況評(píng)估和驗(yàn)收測(cè)試應(yīng)盡量在干燥季節(jié)和土壤未凍結(jié)時(shí)進(jìn)行;不應(yīng)在雷、雨、雪中或雨、雪后立即進(jìn)行。n 2.4 測(cè)試周期n大型接地裝置的交接試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行各項(xiàng)特性參數(shù)的測(cè)試;電氣完整性測(cè)試宜每年進(jìn)行一次;接地阻抗、場(chǎng)區(qū)地表電位梯度、跨步電位差、接觸電

4、位差、轉(zhuǎn)移電位等參數(shù)，正常情況下宜每5-6年測(cè)試一次;n遇有接地裝置改造或其他必要時(shí)，應(yīng)進(jìn)行針對(duì)性測(cè)試。2.5 測(cè)試儀器nSD-301D接地裝置特性參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)nSD-301D接地裝置特性參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)（接地阻抗）n（耦合變壓器、可調(diào)頻率信號(hào)源）nSD-302導(dǎo)通測(cè)試儀（電氣完整性）nSD-303選頻電壓電流表 （場(chǎng)區(qū)地表電位梯度、跨步電位差、跨步電壓、接觸電位差、接觸電壓、轉(zhuǎn)移電位）n澳大利亞紅相電力設(shè)備集團(tuán)（廈門）有限公司n上海大帆電氣設(shè)備有限公司2.6 接地裝置工頻特性參數(shù)的測(cè)試基本要求n1）試驗(yàn)電源的選擇na) 異頻電流法測(cè)試大型接地裝置的工頻特性參數(shù)，試驗(yàn)電流宜在3A-20A,頻率宜在

5、40 Hz - 60 Hz 范圍 ，異于工頻又盡量接近工頻。nb) 如果采用工頻電流測(cè)試大型接地裝置的工頻特性參數(shù)，則應(yīng)采用獨(dú)立電源或經(jīng)隔離變壓器供電，并盡可能加大試驗(yàn)電流，試驗(yàn)電流不宜小于50A，并要特別注意試驗(yàn)的安全問題 ，如電流極和試驗(yàn)回路的看護(hù)。2）測(cè)試回路的布置n測(cè)試接地裝置工頻特性參數(shù)的電流極應(yīng)布置得盡量遠(yuǎn)，通常電流極與被試接地裝置邊緣的距離dcG應(yīng)為被試接地裝置最大對(duì)角線長(zhǎng)度D的4-5倍;n對(duì)超大型的接地裝置的測(cè)試，可利用架空線路做電流線和電位測(cè)試線;當(dāng)遠(yuǎn)距離放線有困難時(shí)，在土壤電阻率均勻地區(qū)dcG可取2D，在土壤電阻率不均勻地區(qū)可取3D.n測(cè)試回路應(yīng)盡量避開河流、湖泊;盡量遠(yuǎn)離

6、地下金屬管路和運(yùn)行中的輸電線路，避免與之長(zhǎng)段并行，與之交叉時(shí)垂直跨越;注意減小電流線與電位線之間的互感的影響。3）電流極和電位極na) 電流極的電阻值應(yīng)盡量小，以保證整個(gè)電流回路阻抗足夠小，設(shè)備輸出的試驗(yàn)電流足夠大。nb) 可采用人工接地極或利用高壓輸電線路的鐵塔作為電流極，但應(yīng)注意避雷線分流的影響。nc) 如電流極電阻偏高，可嘗試采用多個(gè)電流極并聯(lián)或向其周圍潑水的方式降阻。nd) 電位極應(yīng)緊密而不松動(dòng)地插入土壤中20cm以上。2.7 接地阻抗的測(cè)試n2.7.1 測(cè)試方法測(cè)試方法n 1）大電流法 n 2）異頻電流法 n 3）接地阻抗測(cè)試儀法 2.7.2 接地阻抗測(cè)試中的線路布設(shè)接地阻抗測(cè)試中的

7、線路布設(shè) n（1）直線法布線之一（三極法中的直線法）（2）夾角法布線 n 仍為45D，對(duì)超大型接地裝置則盡量遠(yuǎn)；的長(zhǎng)度與相近。接地阻抗由下式修正。n n式中：電流線和電位線的夾角； 接地阻抗的測(cè)試值。n如果土壤電阻率均勻，可采用和相等的等腰三角形布線，此時(shí)使取30 = =2D，接地阻抗的修正計(jì)算公式仍為上式。 CGdcos21112122CGPGCGPGCGPGddddddDZZZCGdPGd2.7.3 測(cè)量步驟 n（1）測(cè)量前的環(huán)境勘察n在進(jìn)行測(cè)量前，應(yīng)對(duì)測(cè)量對(duì)象的以下要素進(jìn)行考察。n 一是應(yīng)該了解地網(wǎng)的布局，面積大小，如無法提供有效的圖紙，可通過GPS測(cè)量的方式，初步確定地網(wǎng)的面積或等效面

8、積。n 二是根據(jù)地網(wǎng)的大小，確定測(cè)量線布設(shè)的區(qū)域，由于測(cè)量線布設(shè)距離較遠(yuǎn)，既要考慮是否便于布線，又要考慮周邊設(shè)施是否會(huì)干擾測(cè)量結(jié)果。因此布線時(shí)，要盡量避開電力桿塔、地下金屬管道等長(zhǎng)距離導(dǎo)體的走向。 （2）地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量na)確定電流極、電壓極的布線距離。nb)選擇合理的路布線徑。nc)運(yùn)用GPS（全球定位系統(tǒng)）測(cè)量電流極、電壓極的直線距離。n 當(dāng)采用“直線法”布線時(shí)，電流極距地網(wǎng)邊緣的距離為地網(wǎng)最大對(duì)角線距離的45倍，電壓極距地網(wǎng)邊緣距離為電流極的0.618左右，最好用GPS準(zhǔn)確測(cè)量出該點(diǎn)。 （2）地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量n d)開機(jī)然后讓機(jī)子預(yù)熱5分鐘。n e)測(cè)量前先測(cè)出電流極和電壓極的接地

9、電阻的大小，n 其操作方法如下：將電流極（或電壓極）連到儀器的“電流輸出”紅端子（C2），其黑端子（C1）接到地網(wǎng)，“電壓輸入”紅黑端子分別接到電流輸出紅，黑端子，然后啟動(dòng)異頻功率源，調(diào)節(jié)“電流調(diào)節(jié)”旋鈕，將電流調(diào)到0.2A，此時(shí)測(cè)出的電阻即為電流極（或電壓極）回路電阻（包括引線電阻）。一般要求電流極接地電阻在5100之間，電壓極接地電阻應(yīng)小于500。n （2）地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量nf) 將電流極引線連接到儀器的電流輸出紅端子（C2），電壓極引線連接到電壓輸入紅端子（P2），電壓輸入黑端子 （P1）與電流輸出黑端子（C1）分別用兩根導(dǎo)線接到地網(wǎng)中心。ng) 打開儀器進(jìn)行測(cè)量。并記錄數(shù)據(jù)。nh)

10、當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)所在地，土壤電阻率變化較大時(shí)，可將電壓極在電流極的0.618處前后移動(dòng)5%距離，進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量誤差小于5%，即為實(shí)測(cè)接地電阻。2.8 場(chǎng)區(qū)地表電位梯度測(cè)試n2.8.1 場(chǎng)區(qū)地表電位梯度的定義n 當(dāng)接地短路電流或試驗(yàn)電流流過接地裝置時(shí)，被試接地裝置所在的場(chǎng)區(qū)地表面形成的電位梯度。2.8.2 場(chǎng)區(qū)地表電位梯度測(cè)試作用n 場(chǎng)區(qū)地表電位梯度是一個(gè)重要的表征接地裝置狀況的參數(shù)。n 大型接地裝置的狀況評(píng)估和驗(yàn)收試驗(yàn)應(yīng)測(cè)試接地裝置所在場(chǎng)區(qū)的電位梯度分布曲線，中小型接地裝置則應(yīng)視具體情況盡量測(cè)試，某些重點(diǎn)關(guān)注的部分也可測(cè)試。2.8.2 場(chǎng)區(qū)地表電位梯度測(cè)試方法VVPdddddx起點(diǎn)場(chǎng)區(qū)邊緣方向方向方向終

11、點(diǎn)場(chǎng)區(qū)邊緣設(shè)備參考點(diǎn)電位極測(cè)試間距場(chǎng)區(qū)地表電位梯度測(cè)試示意圖pd. UT UT IS/Im UT -相鄰兩點(diǎn)間電位差測(cè)試值 Im- 注入地網(wǎng)中的測(cè)試電流（A） Is 被測(cè)接地裝置中系統(tǒng)單相接地短路電流（A） 測(cè)量時(shí)，如果場(chǎng)區(qū)是水泥路面，可采用包裹濕抹布的直徑20cm的銅圓盤。 圖 A. 3中的四條曲線為大型接地裝置場(chǎng)區(qū)地表電位梯度典型實(shí)測(cè)曲線，曲線1表明電位梯度分布較均勻，地下接地裝置狀況較好;曲線2的尾部明顯快速抬高，曲線3起伏很大，均表明接地裝置狀況可能不良;曲線4有兩處異常劇烈凸起，尾部急速抬高，地下接地裝置很可能有較嚴(yán)重的缺陷。2.8.3 測(cè)試結(jié)果的判定n狀況良好的接地裝置的電位梯度分

12、布曲線表現(xiàn)比較平坦，n通常曲線兩端有些抬高;有劇烈起伏或突變通常說明接地裝置狀況不良; n當(dāng)該接地裝置所在的變電所的有效接地系統(tǒng)的最大單相接地短路電流不超過35kA時(shí)，折算后得到的單位場(chǎng)區(qū)地表電位梯度通常在20V以下，一般不宜超過60V，如果接近或超過80V則應(yīng)盡快查明原因予以處理解決。n當(dāng)該接地裝置所在的變電所的有效接地系統(tǒng)的最大單相接地短路電流超過35kA時(shí)，參照以上原則判斷測(cè)試結(jié)果。2.9 跨步電位差、跨步電壓、接觸電位差、接觸電壓的測(cè)試n2.9.1 定義n跨步電位差n當(dāng)接地短路電流流過接地裝置時(shí)，地面上水平距離為1.0m的兩點(diǎn)間的電位差。n接觸電位差n當(dāng)接地短路電流流過接地裝置時(shí)，在地

13、面上距設(shè)備水平距離1.0m處與沿設(shè)備外殼、架構(gòu)或墻壁離地面的垂直距離1.8m處兩點(diǎn)間電位差。n(模擬人體電阻1.5K)2.9.2 測(cè)試1.0m1.0mVRmVRm1.8m設(shè)備.跨步電位差、跨步電壓、接觸電位差、接觸電壓測(cè)試示意圖US US IS/I m2.9.3 測(cè)試結(jié)果的判定n跨步電位差和接觸電位差的安全界定值參見DL/T 621-1997。n當(dāng)該接地裝置所在的變電所的有效接地系統(tǒng)的最大單相接地短路電流不超過35kA時(shí)，跨步電位差一般不宜大于80V;一個(gè)設(shè)備的接觸電位差不宜明顯大于其他設(shè)備，一般不宜超過85V。n當(dāng)該接地裝置所在變電所的有效接地系統(tǒng)的最大單相接地短路電流超過35kA時(shí)，參照以

14、上原則判斷測(cè)試結(jié)果。2.10 轉(zhuǎn)移電位測(cè)試n轉(zhuǎn)移電位定義n當(dāng)接地短路電流流過接地裝置時(shí)，由一端與接地裝置連接的金屬導(dǎo)體傳遞的接地裝置對(duì)地電位。n轉(zhuǎn)移電位測(cè)試n可參照接觸電位差的測(cè)量方法。n n轉(zhuǎn)移電位的判定n轉(zhuǎn)移電位一般不宜超過110V2.11 電氣完整性測(cè)試電氣完整性測(cè)試 n2.11.1 電氣完整性的定義電氣完整性的定義n 接地裝置中應(yīng)該接地的各種電氣設(shè)備之間，接地裝置的各部分及與各設(shè)備之間的電氣連接性，即直流電阻值，也稱為電氣導(dǎo)通性。2.11.2 電氣完整性的測(cè)試方法電氣完整性的測(cè)試方法n 首先選定一個(gè)很可能與主地網(wǎng)連接良好的設(shè)備的接地引下線為參考點(diǎn)，再測(cè)試周圍電氣設(shè)備接地部分與參考點(diǎn)之間

15、的直流電阻。如果開始即有很多設(shè)備測(cè)試結(jié)果不良，宜考慮更換參考點(diǎn)。n 2.11.3 測(cè)試的范圍na) 變電所的接地裝置:各個(gè)電壓等級(jí)的場(chǎng)區(qū)之間;各高壓和低壓設(shè)備，包括構(gòu)架、分線箱、匯控箱 、 電源箱等 ; 主控及內(nèi)部各接地干線，場(chǎng)區(qū)內(nèi)和附近的通信及內(nèi)部各接地干線;獨(dú)立避雷針及微波塔與主地網(wǎng)之間;其他必要部分與主地網(wǎng)之間。nb) 電廠的接地裝置:還應(yīng)測(cè)試其他局部地網(wǎng)與主地網(wǎng)之間;廠房與主地網(wǎng)之間 ; 各發(fā)電機(jī)單元與主地網(wǎng)之間;每個(gè)單元內(nèi)部各重要設(shè)備及部分;避雷針，油庫(kù)，水電廠的 大 壩 ; 其他必要的部分與主地網(wǎng)之間。2.11.3 測(cè)試儀器的要求n測(cè)試宜選用專門儀器，儀器的分辨率為1m ，準(zhǔn)確度不低于1.0級(jí)。n測(cè)試中應(yīng)注意的問題：n測(cè)試中應(yīng)注意減小接觸電阻的影響。當(dāng)發(fā)現(xiàn)測(cè)試值在50m以上時(shí)，應(yīng)反復(fù)測(cè)試驗(yàn)證。2.1