架空輸電線路接地是什么意思?架空輸電線路接地主要是為了防雷,架空輸電線路的雷擊跳閘一直是困擾電網安全供電的難題。近年隨著電網的發展,雷擊輸電線路而引起的跳閘、停電事故日益增多,據電網故障分類統計表明:高壓線路運行的總跳閘次數中,由于雷擊引發的故障約占50%—60%。尤其是在多雷、電阻率高、地形復雜的山區,雷擊輸電線路引起的故障次數更多,尋找故障點、事故搶修更困難,帶來的損失更大。理論和運行實踐證明,500KV及以下線路,雷擊送電線路桿塔引起其電位升高造成“反擊”跳閘的次數占了線路跳閘總次數的絕大部分。在絕緣配置一定時,影響雷擊輸電線路反擊跳閘的主要因素是接地電阻的大小。所以,做好
接地裝置的檢查,規范接地電阻測量方法保證線路桿塔可靠接地,并使其接地電阻值在規程要求范圍內已成為線路防雷的一項重要工作。
首先我們來了解一下各個配置的作用,其中接地線是指將電力系統或建筑物中電氣裝置、設施的某些導電部分,經接地線連接至接地極。其中,接地線指的是電氣裝置、設施的接地端子與接地極連接用的金屬導電部分。接地極指的是埋人地中并直接與大地接觸的金屬導體,稱為接地極。兼作接地極用的直接與大地接觸的各種金屬構件、金屬井管、鋼筋混凝土建筑物的基礎、金屬管道和設備等稱為自然接地極。接地裝置是接地線和接地極的總和;接地網是由垂直和水平接地極組成的供發電廠、變電所使用的兼有泄流和均壓作用的較大型的水平網狀接地裝置。了解了這些配置,我們應該如何測試接地電阻測量原理及使用方法呢?
一、接地電阻
接地極或自然接地極的對地電阻和接地線電阻的總和,稱為接地裝置的接地電阻; 接地電阻的數值等于接地裝置對地電壓與通過接地極流人地中電流的比值。按通過接地極流人地中工頻交流電流求得的接地電阻,稱為工頻接地電阻;按通過接地極流人地中沖擊交流電流求得的接地電阻,稱為沖擊接地電阻。
1、接地的基本原理
接地從原理上看是為電流流入大地提供一條低電阻路徑。從工程實用觀點來看就是在線路或電氣設備發生接地故障時為故障電流流回
電源提供一條低電阻 路徑。
2、接地的作用
接地的作用主要是利用接地極把故障電流或雷電流快速地泄放進大地中, 以達到保護人身安全和電氣設備安全的目的。
3、輸電桿塔接地的意義
輸電線路桿塔接裝置是輸電線路的重要組成部分,是接地體和接地引下線的總稱。
接地電阻是指接地體散流電阻、接地引下線電阻和接觸電阻的總和。
其作用是確保雷電流可靠泄入大地,保護線路設備絕緣,減少線路雷擊跳閘率,提高運行可靠性和避免跨步電壓產生的人身傷害。對輸電線路桿塔接地裝置進行規范管理和維護,確保接地裝置完整性是降低輸電線路雷擊跳閘率的有效措施,降低接地裝置接地電阻是提高線路耐雷水平的主要措施。
二、接地電阻的測試原理
接地電阻就是通過接地裝置泄放電流時表現出的電阻,它在數值上等于流過接地裝置入地的電流與這個電流產生的電壓降之除。
R=U/I
測量接地極接地電阻的基本原理就是測量接地極在大地土壤中的電位降。因此,測量接地極接地電阻的基本方法就是電位降法。
三、接地電阻測量基本方法
桿塔接地電阻常用的測試方法采用補償法較多,補償法中的電位降發與其衍生的三極法(0.618法和30°角度法)。其介紹如下:
1、0.618法
▲ 0.618法原理圖
布線方法:
電位極離接地裝置的距離DGP,等于電流極離接地裝置的距離DGP的0.618倍。
▲ 接地極接地電阻測量接線
▲ 桿塔接地裝置接地電阻測量接線
2、30度夾角法
▲ 等腰三角形布置電極
布線方法:
電位極離接地裝置的距離DGP,等于電流極離接地裝置的距離DGC,且兩極與接地裝置形成的夾角為30度。
▲ 接地極接地電阻測量接線
▲ 桿塔接地裝置接地電阻測量接線
30度夾角法的局限性:
由于線路桿塔所在地通常為山區,地形復雜,30度夾角不易控制,建議在山區測量桿塔接地電阻時不宜采用該方法。
3、電位降法
▲ 電位降法測量接線示意圖
當接地裝置所處的土壤不均勻時,零電位區就會偏離0.618DGC,此時,可將電壓極沿直線方向,在50%DGC到80%DGC 范圍內以5%DGC的間距測量多個電壓值,繪制電壓變化曲線,找到零電位區,確定地網的接地電阻值,即電位降法。
4、鉗表法
鉗表法測量是對傳統線路桿塔接地電阻測量方法的突破,并越來越被普遍使用,但鉗表法測量得到的是異頻頻(或中頻)回路電阻,整個接地電阻易受天氣、土壤或某些接地棒的腐蝕或接觸不良所引起的回路電阻變化的影響,因素較多,無誤差修正曲線,無標準可循。
鑒于以上優缺點有必要結合電力系統輸電線路的實際情況研究其使用規律和誤差判斷方法,建立桿塔接地電阻異頻測量標準,以便實際使用中有標準可依。
▲ 鉗表法測量接線示意圖
鉗表測量一般采用異于50Hz的測量頻率。鉗表提供兩個線圈:電流線圈提供測試電源E,在測試回路建立電流I,同時I再次被鉗表內的感應線圈的二次側所轉換。回路電阻R=E/I。由于RO?Rx,R≈Rx,因此鉗表顯示的值可以認為是桿塔接地電阻Rx。
接地電阻測量方法除上參數的補償法外還有兩點法、三點法、四極法、大電流法、變頻法等。
放線長度和土壤不均勻對測量結果的影響
由測試原理所決定,無論是0.618法還是30度夾角法,都要求有足夠大放線距離,以便將接地裝置近似為半球形電極,才能保證測試精度滿足工程測試要求。若放線長度過小,會造成測試值嚴重偏小。土壤不均勻對于變電站、發電廠大型地網的影響較大,因此在進行大型地網接地電阻測試時一般不用0.618法直接測量,而是采用電位降法尋找零位區。對于桿塔接地電阻測量,由于桿塔接地裝置較小,布線長度較短,土壤不均勻對測試結果影響較小,可直接采用0.618法直接測量。
影響測量結果的主要因素
1、放線長度對測試結果的影響
2、土壤不均勻對測量結果的影響
3、布線方向對測試結果的影響
4、電壓極、電流極引線間互感對測量結果的影響