接地是保證人身安全以及電氣設備和過(guò)電壓保護裝置正常工作非常重要的一種裝置,按基礎功能可分為四類(lèi):
(1)工作接地:在電力系統中,利用大地作為導線(xiàn)或其它運行需要的接地(如中性點(diǎn)接地)稱(chēng)為工作接地;
(2)保護接地:電氣設備的金屬外殼,由于絕緣損壞有可能帶電,為防止此種電壓危及人身安全,將設備金屬外殼接地稱(chēng)保護接地或安全接地;
(3)過(guò)電壓保護裝置:避雷針(線(xiàn))、避雷器或設備的金屬結構為了導泄雷電流將其接地,稱(chēng)防雷或過(guò)電壓保護接地;
(4)防靜電接地:為釋放靜電電荷,而設置的接地:例如易燃油(庫)、天然氣罐。
2、接地體的接地電阻:接地體的接地電阻是指從接地體到大地無(wú)窮遠處之間所包含的電阻。
3、跨步電壓:當電流由接地體流入大地時(shí),大地表面形成分布電位,人的跨步約為0.8米,所以在徑向水平距離為0.8米兩點(diǎn)之間的電位差,稱(chēng)為跨步電壓。
4、接觸電壓:距離設備0.8米,沿設備垂直距離為1.8米間的電位差稱(chēng)接觸電壓。
一般在小型接地裝置接地電阻的測量中,通常采用ZC-8型接地搖表。
在大面積接地網(wǎng)接地電阻的測試中,通常采用三極法的電流、電壓法。近年來(lái),又有人提出了四極法、瓦特法、功率因數法和變頻法。下面介紹兩種:
所有測量電阻的儀器或方法都是基于電流電壓法的原理,即通過(guò)被測物以一定的電流,同時(shí)測量其上的電壓,電壓與電流之比就是被測物的電阻。
所謂接地電阻系指電流從接地體流向無(wú)窮遠所遇到的電阻。但實(shí)際上電流回線(xiàn)不可能無(wú)窮遠,所以如何能夠準確地測得接地電阻值,就成為重要的問(wèn)題。測量不準確,就會(huì )得出錯誤的結論。
通過(guò)分析,當電流極不能置于無(wú)窮遠處,則電位極必須放在電流極與被測接地極兩者距離之間的0.618處。
實(shí)際情況與這些分析出入很大,其差別程度隨極距的縮小而增大。因為地網(wǎng)沒(méi)有一個(gè)是半球形。但是可以證明,不論接地體形狀如何,其等位面距中心越遠,接地體形狀越接近于半球形,所以極距越遠,接地體為半球形的假設越真實(shí)。(一般d13≥4r0即可)實(shí)際的接地網(wǎng)形狀是不一樣的,這給確定接地體中心帶來(lái)困難,在電流極距不太大而又不能確定接地體中心的情況下,是不可能得出正確測量結果,這一問(wèn)題可用電位分布曲線(xiàn)拐點(diǎn)法解決。
測出電位分布曲線(xiàn),將電位極沿電流極與接地體之聯(lián)線(xiàn)上,逐點(diǎn)移動(dòng),測出此聯(lián)線(xiàn)上的電壓分布曲線(xiàn)。如上圖所示,由曲線(xiàn)可找出拐點(diǎn)0,與拐點(diǎn)0相對應的電位極的位置,即是電流極與接地體中心聯(lián)體的中點(diǎn),由此可找到0.618的點(diǎn),即可決定接地體接地電阻的真實(shí)值。
在交流測量時(shí),為了避免電流線(xiàn)與電壓線(xiàn)的干擾,兩者不能放在一條上,而要有一定的夾角。
有的國家要求夾角不小于60℃,否則干擾比較嚴重。在這種情況下,如仍按0.618的要求選擇電流極位置是比較困難的。甚至不可能,(當α=180°時(shí),d12=∞,也只相當于0.5)所以此時(shí)不必按0.618選擇電流極位置,此時(shí)一般取d12=d13≥2D D:接地網(wǎng)直徑,夾角α≈30°或d23=1/2 d12)。
測量大型接地網(wǎng)的接地電阻時(shí),宜用電壓電流法,電極采用三角形布置。與直線(xiàn)法比較有下列優(yōu)點(diǎn):
(2)在不均勻土壤中,當取d13=2D時(shí),用三角法的測量結果相當于3D直線(xiàn)法的測量結果;
(3)三角形法:電壓極附近的變化較緩,從29℃到60℃電位變化相當于直線(xiàn)法從0.618d13到0.5d13的電位變化。
因此由于電極三角形布置位置偏移,電壓極與電流極到接地體之間的夾角不準及土壤電阻率不均勻,導致電位分布不規則而引起的誤差,一般要比直線(xiàn)法小。
(三)變電站接地網(wǎng)接地電阻實(shí)測結果分析:
由于用ZC-8型接地搖表測量接地電阻不能滿(mǎn)足該站的接地電阻設計值要求,故電流電壓直線(xiàn)法測量。
(6)測量時(shí),利用10KV架空線(xiàn),架空線(xiàn)引下電流、電壓線(xiàn):線(xiàn)路端用25mm2接地銅線(xiàn);變電站側通過(guò)10KV電纜,電流極再用6mm2多股銅線(xiàn)引入調壓器,電壓極用2.5mm2銅線(xiàn)接入電壓表。
(1)高內阻電壓表:0V~5V~25V~50V一塊;一般電壓表:0~300V0.5級;
(2)電流表:0~2.5A~25A 0.5級 一塊;
(3)三相調壓器10KVA一臺、刀閘30A一塊、八磅錘2把、板手、起手等。
4、工作人員:登桿、電流極、電壓極、站內測試人員若干并保持通訊聯(lián)系。
6、用ZC-8型接地搖表復測對照,因空中干擾電壓原因,表計無(wú)法測量,不穩定。
7、分析法入電流越大,測量值越準確,正向、反向電電阻增減很小。