DL∕T 475-2017 接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則

接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則國(guó)家能源局發(fā)布 Ⅱ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14接地裝置特性參數(shù)測(cè)試的基本要求 35接地裝置的電氣完整性測(cè)試 36接地裝置工頻特性參數(shù)的測(cè)試 4 11 139不同接地裝置間的參照原則 10土壤電阻率的測(cè)試 附錄A(資料性附錄)大型接地裝置工頻特性參數(shù)測(cè)試典型實(shí)例 16附錄B(資料性附錄)大型接地裝置工頻特性參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試步驟及注意事項(xiàng) 附錄C(資料性附錄)大型接地裝置工頻特性參數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)有效性的判斷方法 本標(biāo)準(zhǔn)參與起草人：肖磊石、邵建康、胡曉暉、丁玉劍、金鑫、韋德福、董曉輝、文習(xí)山、接地(引下)線groundingconductor23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：電氣完整性測(cè)試，接地阻抗測(cè)試(含分流測(cè)45測(cè)試回路應(yīng)盡量避開河流、湖泊、道路口；盡量遠(yuǎn)離地下金屬管路和運(yùn)行中的輸電線路，避免與任何一種測(cè)試方法，電流線和電位線之間都應(yīng)保持盡量遠(yuǎn)距離，以減小電流線與電位線之間互感c)如電流極接地電阻偏高，可采用多個(gè)電流極并聯(lián)或向其周圍潑水的方式降阻。d)電位極應(yīng)緊密而不松動(dòng)地插入土壤中20cm以上。試驗(yàn)電流是為了模擬系統(tǒng)接地短路故障電流而注入接地裝置的，以測(cè)試其接地阻抗、分流、場(chǎng)區(qū)地表電位梯度分布、接觸電位差、跨步電位差等各項(xiàng)工頻特性參數(shù)。試驗(yàn)電流的注入點(diǎn)宜選擇單相接地短路電流大的場(chǎng)區(qū)里，電氣導(dǎo)通測(cè)試中結(jié)果良好的設(shè)備接地引下線處，一般選擇在變壓器中性點(diǎn)附電位降法測(cè)試接地阻抗示意如圖1所示，電流線的放設(shè)應(yīng)符合6.1.2的要求。6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的邊緣開始向外移動(dòng)，電位線與電流線夾角通常在45°左右，可以更大，但一般不宜小于30°,每間隔d(50m或100m或200m)測(cè)試一次P與G之間的電位差U,繪出U與x的變化曲線，典型曲線參見附錄A的圖A.1。曲線平坦處即電位零點(diǎn)，與曲線起點(diǎn)間的電位差值即為在試驗(yàn)電流下被試接地裝置的電位差Vm,接地裝置的接地阻抗Z有：如果電位降曲線的平坦點(diǎn)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(zhǎng)電流式(1)中的地網(wǎng)分流系數(shù)K的計(jì)算方法見6.2.2,其對(duì)接地阻抗的影響同樣適用于電流-電壓表三極法(見6.2.1.2)的接地阻抗測(cè)試儀法(見6.2.1.3)和工頻電流法(見6.2.1.4)的接地阻抗測(cè)試。電流線和電位線同方向(同路徑)放設(shè)的方法稱為三極法中的直線法，接線見圖2。放線要求見6.1.2,dpG通常為0.5～0.6dcg。電位極P應(yīng)在被測(cè)接地裝置G與電流極C連線方向移動(dòng)3次，每次移動(dòng)的距離約為5%dcg左右，如3次測(cè)試的結(jié)果誤差在5%以內(nèi)即可。一般在放線路徑狹窄困難和土壤電阻率均勻的情況下，接地阻抗測(cè)試才采用直線法。應(yīng)尤其注意通常情況下，接地裝置接地阻抗的測(cè)試宜采用電流和電位線夾角布置的方式。放線要求見6.1.2,θ通常為45°以上，一般不宜小于30°,dpg的長(zhǎng)度與dcg相近。接地阻抗可用式(2)修正：7Z′——接地阻抗的測(cè)試值。反向法是遠(yuǎn)離夾角法的特殊形式，即電位線和電流線之間的夾角約為180°,有利于盡可能地減小接地裝置較小時(shí)，可采用接地阻抗測(cè)試儀測(cè)接地阻抗，接線見圖3。圖3接地阻抗測(cè)試儀接線示意圖a)倒相法。通常接地裝置中有不平衡零序電流，為消除其對(duì)接地I——注入接地裝置中的試驗(yàn)電流，試驗(yàn)電流在倒相前后保持不變；U?、U?——倒相前后接地裝置上的試驗(yàn)電壓。如果試驗(yàn)電源是三相的，也可將三相電源分別加在接地裝置，保持試驗(yàn)電流I不變，通過式(4)8b)倒相增量法。對(duì)于電氣化鐵路牽引站這樣有間歇性大工作電測(cè)試可以采用倒相增量法，即使試驗(yàn)電流與不平衡零序電流同相位，再施加一次增量試驗(yàn)電流，可以通過式(5)得到Z,以消除地中零序電流對(duì)接地阻抗測(cè)試值的影響。倒相增量法對(duì)試驗(yàn)電流的要求與通常的工頻電流法不同，而與異頻電流法相似，即試小于1A。對(duì)于有架空避雷線和金屬屏蔽兩端接地的電纜出線的變電站，線路桿塔接地裝置和遠(yuǎn)方地網(wǎng)對(duì)試驗(yàn)電流I進(jìn)行了分流，對(duì)接地裝置接地阻抗的測(cè)試造成很大影響，因此應(yīng)進(jìn)行架空避雷線和電纜金屬屏蔽的分流測(cè)試。變電站分流測(cè)試示意見圖4?！醴至鳒y(cè)試應(yīng)是相量測(cè)試，即測(cè)試分流的幅值和其相對(duì)于試驗(yàn)電流的相角，并將所有的分流進(jìn)行相量運(yùn)算，得到地網(wǎng)分流系數(shù)K,以修正接地阻抗。即分流的相量和I∠θz=I?/θ?+I?/θ?+…+In一般采用具有相量測(cè)試功能的柔性羅氏線圈對(duì)與避雷線相連的金屬構(gòu)架基腳以及出線電纜溝的電9DL/T475—2017間距(間距d通常為1m或2m)測(cè)試地表與參考點(diǎn)之間的電位V,直至終點(diǎn)，測(cè)試示意見圖5。繪制d 終點(diǎn)設(shè)備Pddx金屬圓盤，并壓上重物?？蛇x擇一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，并個(gè)不同方向測(cè)試，找出跨步電位差最大值，按式(8)折算成最大入地電流下的實(shí)際值Us,與GB/T50065—2011中4.2規(guī)定的安全界定值進(jìn)行比較判斷。根據(jù)圖6還可測(cè)試設(shè)備的接觸電位差，測(cè)試電極的處理與測(cè)跨步電位差相同，重點(diǎn)是場(chǎng)區(qū)邊緣和運(yùn)行人員常接觸的設(shè)備，如隔離開關(guān)、構(gòu)架等。可以待測(cè)設(shè)備為圓心，在半徑1.0m的圓弧上，選取3個(gè)~4個(gè)不同方向測(cè)試點(diǎn)，找出接觸電位差最大測(cè)試值，參照式(8)折算成最大入地電流下的實(shí)際值，與GB/T50065—2011中4.2規(guī)定的安全界定值進(jìn)行比較判斷。實(shí)際的接觸電位差值也可參照式(8)折算。由于現(xiàn)場(chǎng)干擾(主要是工頻干擾)的存在，使得接地阻抗以及場(chǎng)區(qū)地表電位梯度分布、跨步電位差、接觸電位差的測(cè)試結(jié)果有時(shí)存在較大誤差。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)干擾較強(qiáng)，或?qū)y(cè)試結(jié)果有懷疑時(shí)，應(yīng)改變?cè)囼?yàn)電流大小和頻率多次測(cè)試，觀察結(jié)果的重復(fù)性。正確的測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)與測(cè)試電流的大小成正比。應(yīng)保證現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的信噪比在儀器能保證測(cè)試精度的范圍內(nèi)，否則應(yīng)設(shè)法加大測(cè)試電流提高信噪比，或選用抗干擾性能更強(qiáng)的儀器，具體參見附錄C。a)采用異頻電流測(cè)試的儀器時(shí)，其選頻抗干擾性能應(yīng)良好，能在較強(qiáng)的工頻干擾下保證測(cè)試精度，具體參見附錄C。b)分流相量測(cè)試儀器，量程范圍宜涵蓋10mA～20A,無干擾下相位精度不宜低于±0.5°,全量程電流測(cè)量精度不低于±(2%讀數(shù)+2mA)。c)場(chǎng)區(qū)地表電位梯度分布、跨步電位差、接觸電位差測(cè)試的電壓表d)儀器應(yīng)按測(cè)試功能分別標(biāo)明能保證誤差不大于5%的最小信噪比，具體測(cè)試方法參見附錄C。f)儀器的準(zhǔn)確度等級(jí)不低于1.0級(jí)。b)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，確定電位極和電流極位置。e)接地阻抗測(cè)試(含分流測(cè)試)。具體實(shí)施細(xì)則、經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)注意事項(xiàng)，可參a)桿塔接地阻抗測(cè)試宜采用三極法，也可采用回路b)運(yùn)行輸電線路通常存在工頻干擾，采用三極法時(shí)測(cè)試電流宜大于100mA,采用回路阻抗法時(shí)測(cè)試電流宜大于300mA,以保證測(cè)試的有效性和準(zhǔn)確性。c)桿塔接地裝置的接地阻抗及測(cè)試回路存在一定感性分量，測(cè)試儀器的輸出電流宜為40Hz~d)測(cè)試應(yīng)遵守現(xiàn)場(chǎng)安全規(guī)定，雷云三極法測(cè)試輸電線路桿塔接地裝置接地阻抗的方法和原理與變電站接地裝置的基本相同，見圖7。桿塔接地裝置的最大對(duì)角線長(zhǎng)度為D,當(dāng)被測(cè)桿塔接地裝置有射線時(shí)，D取射線長(zhǎng)度L。由于桿塔接地接地阻抗P10測(cè)試儀P20-C20-最大接觸電位差測(cè)試是以被測(cè)設(shè)備為圓心，電位差得到R,通過式(10)得到被測(cè)場(chǎng)地的視在土壤電阻率p:此低的電位差，此時(shí)可用圖10b)所示的四極非等距法的電位極布置方式，電位極布置在相應(yīng)的電流極附近，可升高所測(cè)的電位差值。如果電極的埋設(shè)深度h與其距離a和b相比較很小時(shí)，由式(11)圖10四極法測(cè)試土壤電阻率示意圖測(cè)試電極宜用直徑不小于1.5cm的圓鋼或∠25mm×25mm×4mm的角鋼，其長(zhǎng)度均不小于被測(cè)場(chǎng)地土壤中的電流場(chǎng)的深度，即被測(cè)土壤的深度，與極間距離a有密切關(guān)系。當(dāng)被測(cè)場(chǎng)地的在各種電極間距時(shí)得出的一組數(shù)據(jù)即為各視在土壤電阻率，以該數(shù)據(jù)與間距的關(guān)系繪成曲線，即為了得到較合理的土壤電阻率的數(shù)據(jù)，宜改變極間距離a,求得視在土壤電阻率p與極間距離a之間的關(guān)系曲線p=f(a),極間距離的取值可為5m、10m、15m、20m、30m、40m等，最大的極間距離DL/T475—2017大型接地裝置工頻特性參數(shù)測(cè)試典型實(shí)例電位降U(mV電位降U(mV)0圖A.1大型接地裝置電位降實(shí)測(cè)曲線北北南西東圖A.3中的4條曲線為大型接地裝置場(chǎng)區(qū)地表電位梯度DL/T475—2017電位差(mV電位差(mV)暑一曲線2 一曲線3曲線45913172125293337414549535761650電流極或電壓極電流極或電壓極或電壓極b)測(cè)試電流大小不變，在相鄰的測(cè)試頻率下(如47Hz、48Hz),某一處的分流大小及相角應(yīng)1211.5∠-29.1°275.5/128.1°3456754.9∠-129.1°8910.0∠-203.5°11.7∠-196.0°表B.1(續(xù))表B.2分流數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果(儀器輸出測(cè)試電流為53Hz、5A)分流相量和現(xiàn)場(chǎng)所能測(cè)得的場(chǎng)區(qū)地表電位梯度、跨步電位差、接觸電位差一般都為毫伏(mV)級(jí)的弱電壓，當(dāng)干擾較強(qiáng)或?qū)y(cè)試結(jié)果有懷疑時(shí)，應(yīng)在不同的測(cè)試電流下多次測(cè)試，觀察數(shù)據(jù)是否與測(cè)試電流當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)干擾較大，對(duì)分流、接地阻抗、場(chǎng)區(qū)地表電位梯度分布、跨步電位差、接觸電位差等參數(shù)的測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性需要進(jìn)一步驗(yàn)證時(shí)，可按附精度不低于0.5%,功率不小于效性判斷電流極模擬電阻R.200,1只～2只端引線220V/2V,5A,10VA,1只；150V多抽頭，5VA,1只電壓，無須考慮電流大小0～1000(50W)可調(diào)電阻，10kΩ(25W)電阻，各1只可調(diào)電阻可用功率1W的5、10、20、50、1002色環(huán)電阻代替，焊在一塊小電路板上；電阻兩端引線(弱電壓、電流信號(hào)測(cè)異頻信號(hào)源輸出55Hz、10V~30V,當(dāng)工頻變壓器未通電時(shí)，記錄55Hz電壓值Uyi。工頻變壓器5%。Uy?:Ug即異頻信號(hào)電壓與工頻干擾電壓之比(信噪比)。具有場(chǎng)區(qū)地表電位梯度分布、跨步電位差、接觸電位差測(cè)試功能的儀器，應(yīng)標(biāo)明能保證測(cè)試誤差不大于5%的跨步電位差測(cè)試最小信噪比。電源Oo電流極模擬電阻Re地網(wǎng)模擬地網(wǎng)模擬O選頻電壓表圖C.1抗工頻電壓干擾測(cè)試R。隔離變壓器地網(wǎng)模擬圖C.2四端子接地阻抗測(cè)試儀抗地電壓干擾試驗(yàn)接線圖選頻電壓表Q圖C.3弱電壓測(cè)量抗工頻干擾測(cè)試C.4干擾下羅氏線圈分流相量測(cè)試數(shù)據(jù)有效性的驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)金屬構(gòu)架中的工頻電流會(huì)給分流相量測(cè)試帶來誤差，其