变电站接地电阻测试方案.docx
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变电站接地电阻测试方案
500kV大园变、厦门变接地网电阻测试方案
编写:
审核:
批准:
福建省*******建设公司
一、接地电阻测试说明
受福建省省检修公司委托，拟对500kV大园变、厦门变接地网按有关标准进行试验。
二、测量依据标准：
根据中华人民共和国电力行业测量导则（DL475-92）和国家标准（GB/T17949.1-2000）中规定了接地装置特性的测量方法以及减少或消除某些因素对测量结果影响的方法，适用于发电厂、变电所和杆塔等接地装置特性参数的测量。
三、测量原理：
接地装置接地电阻的数值，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1、测量接地装置接地电阻的电极布置和电位分布示意图
G-被测接地装置P-测量用的电压极
C-测量用的电流极D-被测接地装置的最大对角线长度
图1、是测量接地电阻的电极布置和电位分布的示意图，图上P点是实际零电位区中一点，实际零电位区是指沿被测接地装置与测量用的电流电极C之间连接线方向上电位梯度接近与零的区域。
实际零电位区的大小，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以及测量用的电压表的分辨率等因素有关。
用电压表和电流表分别测量接地装置G与电压极P之间的电位差UG和通过接地装置流入地中的测试电流I，有UG和I得到接地装置的接地电阻。
RG=UG/I式
（1）
四、测量接地电阻的方法；
测量工频接地电阻的方法有三极法；三角形法；四极法等三种方法。
但采用三角形法要求接地装置周围的土壤电阻率较均匀，采用四级法要求变电站内有输电线路以供利用，故不适合变电站的条件,只有采用三极法较合适。
所以在此叙述用三极法的测量方法。
三极法的三极是指图2上的被测接地装置G，测量用的电压极P和电流极C。
图中测量用的电流极C和电压极P离被测接地装置G边缘的距离dGC=（4~5）D和dGp=（0.5~0.6）dGC，D为被测接地装置的最大对角线长度，点P可以认为是处在实际的零电位区内，在实际测量中，为较准确地找到实际零电位区，可以把电压极沿着测量用的电流极与被测接地装置之间连线方向移动三次，每次移动的距离为dGC的5%。
测量电压极P与接地装置G之间的电压，如果电压值的三次指示值之间的相对误差不超过5%，则可把中间位置作为测量用的电压极的位置P。
图
（2）三极法的测量原理接线图
（a）电极布置图（b）原理接线图
G-被测接地装置；P-测量用的电压极；C-侧量用的电流极
UE-测量用的恒流源；A-交流电流表；V-交流电压表
D-被测接地装置的最大对角线长度
把电压表和电流表的指示值UG和I代入式
（1）中，得到被测接地装置的工频接地电阻RG。
如果在测量接地电阻时，dGC取（4~5）D值有困难，那么当接地装置周围的土壤电阻率较均匀时，dGC可以取2D，而dGp取D值；当接地装置土壤电阻率不均匀时，dGC取3D，而dGp取1.7D值。
五、地网尺寸
根据该站地网布置图纸所示地网的长度和宽度，计算出该地网的最大对角线长度（D值）。
六、测量条件与环境
测试应记录环境温度、湿度。
按接地试验规程所指的接地电阻是在冬季长期无雨，土壤很干燥的状态下的测量值。
假如不满足上述的条件，要用季节系数Ψ修正，即R干＝ΨR湿，规程建议Ψ取1.4-1.8，我省由于缺乏Ψ修正值，所以一般不进行季节系数修正。
七、试验依据及方法
接地电阻值的测量，依据DL/T475－2006《接地装置工频特性参数的测量导则》，采用三极法，为排除干扰及互感影响采用倒相电流电压法。
试验结线原理图详见图1。
图中，K1为电源开关兼静态干扰测试开关，K2为倒相开关，
B1为调压器，B2为隔离变压器，G为专用测试仪器
图1接地网测量原理接线图
电流极距电厂地网边缘距离r1约4~5D（直线距离），电压极距地网边缘距离r3约为r1的50%~60%（直线距离）。
电流极、电压极、测试电流注入点近似处于一直线上，符合试验依据中所列规程中r1约为4~5D的要求。
电流、电压线采用人工放线方式，为确保辅助电流极阻抗较低，电流线采用10mm2的导线。
同时，电压线采用2.5mm2的导线。
电压、电流极均为临时设置的人工接地装置。
电流极选取潮湿地表采用10~12根1.5m长φ10的圆钢打入地中（每根圆钢间距离大于5m以上）并联组成，作为垂直接地极。
为降低电流极电阻，必要时也可适当浇注少量的盐水。
电压极的设置采用4~6根1.5m长φ8的圆钢打入地中并联组成。
由于电压线、电流线为同方向布置，测量线之间存在着互感，测量时，采用倒相电流电压法消除因互感产生的影响，确保测量数据正确可靠。
完整的倒相试验，包括正相、反相及静态三种状态的测试过程，试验时应保持电源电压的稳定，必要时可重复执行多次测量。
测试过程中，以电压极与地网边缘距离的5%为步长，前后移动电压极进行测试，若几次测试得到的接地电阻值相近，则认为电压极位置可靠。
测试时，从接地网的多个不同位置选择测试点进行接地电阻测试。
测试电流应>20A以上进行测试
八、接触电压和跨步电压的测量
8.1接触电压和跨步电压与接触电势和跨步电势之间的关系
接触电势是当接地短路电流流过接地装置时，在地面上离电力设备的水平距离为0.8m处（模拟人脚的金属板），沿设备外壳、构架或墙壁离地的垂直距离为1.8m处的两点之间的点位差（图1）；接触电压是指人体接触上述两点时所承受的电压。
图1测量接触电压和跨步电压的原理接线图
S-电力设备构架；V1和V2-高输入阻抗电压表；
P-模拟人脚的金属板；Rm-模拟人体的电阻；
G-接地装置；C-测量用电流极；
Rp——人一个脚的接地电阻；
跨步电势是指当接地短路电流流过接地装置时，在地面上水平距离为0.8m的两点之间的电位差；跨步电压是人体的两脚接触上述两点时所承受的电压。
由图1，得到Ej=
Uj
（1）
Ek=
Uk
（2）
或Ej=
Uj（3）
Ej=
Uj（4）
式中Ej，Ek——接触电势和跨步电势；
Uj，Uk——接触电压和跨步电压；
Rm——模拟人体的电阻，1500Ω。
8.2接触电势、跨步电势、接触电压和跨步电压的测量
图1是测量接触电势、跨步电势、接触电压和跨步电压的原理线图，模拟人的两脚的金属板是用半径为0.1m的圆板或0.125m×0.25m的长方板。
为了是金属板与地面接触良好，把地面平整，撒一点水，并在每一块金属板上放置15kg重的物体。
取下并接在电压表两端子上的电阻Rm，高输入阻抗（>100kΩ）的电压表V1和V2将分别测量出与通过接地装置的电流I对应的接触电势和跨步电势；如果在电压表V1和V2的两端子上并接地电阻Rm（1500Ω），则电压表V1和V2的测量值分别为与通过接地装置的测试电流对应接触电压值和跨步电压值。
在发电厂和变电所重工作人员常出现的电力设备或构架附近测量接触电压；在接地装置的边缘测量跨步电压。
在测量接触电压时，测试电流应从构架或电气设备外壳注入接地装置；在测量跨步电压时，测试电流应在接地短路电流可能流入接地装置的地方注入。
发电厂和变电所内的接触电压和跨步电压与通过接地装置流入土壤中的电流值成正比。
当通过接地装置入地的最大短路电流值为Imax时，对应的接触电压和跨步电压的最大值分别为Ujmax=UjImax/I（5）
式中I、Uj和Uk——测量时通过接地装置的测试电流以及对应接触电压和跨步电压的实测值。
九、地网的开挖检查
1.开挖检查的必要性
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3-5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。
2.开挖方式及开挖点数量
拟采用小型挖土机开挖，500kV、220kV、35kV各开挖1处，检查并拍照留存。
对于挖土机进出不方便的点，采用人工开挖。
3，开挖点的定位方式
采用金属探测器配合地网布置图纸进行探测定位。
十、测试准备工作
为了顺利完成各个测试项目，有关工作必须提前进行准备，以便有较充分的时间进行测试。
1.1有条件时，220kV架空线宜提前一天解除连接关系，测试当日仅作恢复工作。
1.2参考电压极、电流极应预先选好位置，确定好相应的放线路径及跨越障碍的位置和方法。
1.3变电站中各测量点宜提前一天选好并作好必要处理，方便时可将测试引线放至预定测量的位置。
1.4选好并确认试验地点，将测试设备及电源线预先放至试验地点并检查确认无误。
1.进入施工现场不戴安全帽造成人身伤害，进入现场必须戴好安全帽。
2.施工中与带电体的距离不够，造成人身触电，施工过程中必须保持与带电体的安全距离（35kV1m；220kV3.0m；500kV5.0m）。
3.检修电源箱拉接电源时误碰其它端子，要明确位置后再接电源。
．
4.必需遵守变电站文明施工的规章制度。
十一、试验步骤
1.5根据预选好的位置进行电流线、电压线的布置，并把电流线、电压线与电流极、电压极可靠连接。
1.6在取得电流极、电压极工作完毕，并派专人看守后，检查电流线、电压线的连接是否可靠（可用普通摇表或其它必要工具确认电压线、电流线连接正常）。
1.7确认所有接线完成并进行检查后，通知各方开始试验;
1.8根据电极阻抗情况选定合适的电压进行测量，并按试验原理进行倒相瓦特表法测试。
在表计和设备容量允许时，尽可能提高试验电流，确保试验数据准确可靠。
1.9在确认核实测试数据正常后，进行不同测点的接地电阻测量。
1.10把试验电源倒相，再次重复步骤8.6的测试。
1.11重复进行其它抽查位置的测量。
1.12测试结束后，按放置外部测量线的相同方向同时开始回收电压、电流线，并按要求统一收线方式和尺寸规格将导线依次收回。
十二、使用仪器仪表
序号
设备名称
型号
数量及单位
1
隔离变压器
800V/200V40kVA
1台
2
调压器
220V/0~250V
1台
3
倒相开关装置
8kVA
1套
4
工频地网测试仪
Ph2802
1台
5
绝缘导线
（S>10mm）
>8000米
6
数字万用表
FULCK97
1台
7
选频电压表
1台
8
接触电压和跨步电压的电极
2对
9
专用电流极、电压极
30根
10
对讲机
KENW00D378
3对
11
其它试验材料
（绝缘胶布，成套工具，锤子）
1套
12
全球定位系统
VISTACGPS
1台
十三、施工组织措施
1.施工单位：
福建省第一电力建设公司
2.施工组织机构：
施工方
人员角色
姓名
电话
项目总负责人
吴战雄
137********
施工组长
林光
139********
省检修公司
总负责人
验收负责人
主要验收成员
十四、施工安全措施
1.现场不停电，办理第二种工作票应严格执行工作票制度，按省公司《操作票、工作票实施细则》要求正确填写工作票，施工过程应严格执行电业安全工作规程。
2.开工前工作负责人应对施工人员进行安全交底，施工人员应在交底栏上签字认可，同时工作负责人还应做好每日班前、班后交底工作，让参加安装接线人员要完全了解系统设备状态，熟悉现场危险区及安全注意事项。
3.所有工作人员进入工作现场应穿好工作服、工作鞋、正确戴好安全帽。
4.工作中应加强监护，注意与现场500kV、220kV、35kV带电设备分别保持5.0m、3.0m、1.0m及以上安全距离。
5.工作中加强监护，认真复查，防止误入间隔。
6、试验装置的金属外壳应可靠接地，试验装置的电源开关，应使用明显断开的双极刀闸。
7.施工期间，若遇有台风或下雨天气，工程全部停工。
十五、施工技术措施
1.开工前应先认真研究现场，进行危险点分析，提出解决方案。
2.严格按照施工方案中步骤进行。
3.对试验中的试验设备均校验合格。
4.试验过程中执行呼唱制度。
5.加压前认真检查试验接线，使用规范的短路线，表计倍率、量程、调压器零位及仪表开始状态均正确无误。
十六、危险点及其控制措施
1 安健环措施：
1.1设备装卸可能砸伤人员
1.1.1 危险点分析
设备装卸过程中由于操作不慎或措施做得不到位，可能砸伤人员； 1.1.2 防控措施
1.1.2.1 正确配戴安全帽和手套，起吊设备前检查吊带或钢丝绳，确认完好； 1.1.2.2 设备起吊过程严禁站在设备或吊臂的正下方；
1.1.2.3 设备摆动时不得靠近，待稳定后再工作；搬运较轻仪器设备时，注意脚不能伸到搬运物下方。
9.2电流线存在破损 9.2.1 危险点分析
试验过程中电流线中通过的电流较大，若电力线存在破损，易导致触电、设备损坏等。
1.2.2 防控措施
1.2.2.1 目前作为试验电流线的塑胶绝缘多股软铜导线（外皮设计耐压6000V）已经使用多年，部分线辘使用频繁，加上在路上布放不时有车压，已经出现破损迹象，尽管每次发现均及时包缠绝缘带作为补救措施，但已经存在严重的安全隐患，建议视破损程度安排分批更换；
试验布线过程中应沿线检查电流线和电压线是否存在破损点，发现后须及时处理；接头处确保用螺丝拧紧后再用热缩套包好，确认不会漏电后方才继续布放下一捆；
1.2.2.2 电流线布线应沿路边，尽量避免被车压，不能放入水中或沾水，尤其是雨后或雨中（试验过程临时下雨）布线尤其要小心，以防漏电；
1.2.2.3 布线完毕后，正式加压前须用2500V 摇表检查绝缘电阻。
1.3 放线或收线过程容易引起受伤
1.3.1 危险点分析
由于电压线和电流线放线均为野外作业，而且线架沉重，放线或收线过程容易引起手指夹伤和腿部碰伤。
1.3.2 防控措施
1.3.2.1 放线和收线前应组织作业人员（尤其是临时请的民工）交代注意事项；
1.3.2.2在公路上要注意交通安全。
1.4 利用架空线作为电压线或电流线出现感应电触电、电气距离不够和倒送电
1.4.1 危险点分析
利用架空线作为电压线或电流线出现感应电触电、电气距离不够和倒送电
1.4.2 防控措施
1.4.2.1 当试验需要利用架空线作为电压线或电流线时，试验前须先到现场踏勘，编写详尽的试验方案和注意事项，并提交委托方或业主，征得同意后方可实施；
1.4.2.2 试验时从架空线上布放引至电流极或电压极的绝缘导线时要特别小心：
a） 注意保持与临近带电线路（尤其是110kV及以上线路）的距离在安全电气距离以内，以免造成放电事故；b） 做好防止感应电触电的措施。
接线前在架空线端先接好临时接地线，引线的一端先接地，另一端再接架空线；
1.4.2.3 利用10kV配电线路作为电压线或电流线时，应弄清楚试验段可能存在的“T”接段，按照试验方案做好安全措施，所有的隔离开关必须分闸并有明显断开点，加挂标示牌，避免倒送电。
1.5 电流极和电流线的沿线看护
1.5.1 危险点分析
试验过程中电流线中通过的电流较大，若电力线存在破损，易导致触电、设备损坏等。
1.5.2 防控措施
1.5.2.1 试验电流极和电压极（尤其是电流极），须有专人（我所的试验人员，而不能是临时请的民工！
）看护；
1.5.2.2 从打好电流极开始一直到试验结束收线期间的过程，电流极周围15米范围内禁止人员进入；
1.5.2.3 加压过程中加压人员与电流极（电压极）的看护人员要保持通讯畅通，加压前要呼唱通知电流极（电压极）看护人员；
1.5.2.4 电流线布放完毕后，应安排适当数量的人员（可以是临时请的民工）沿线看护，在每个人的看护范围内确保避免无关人员（尤其是儿童）触碰电流线特别是连接部位；
1.5.2.5 在人员往来较多的复杂地段应适当增加看护人员和巡视工作量。
1.6 试验过程应保持通讯畅通
1.6.1 危险点分析
由于接地网测试涉及工作范围较大，保持通讯畅通尤其显得重要，是试验顺利进行的保证。
1.6.2 防控措施
试验过程应保持试验台、电流极、电压极、变电站内电流注入点和变电站场地内跨步电压或接触电压测量点等多处分散地点之间的通讯联系畅通，遇到紧急或可疑情况应立即停止试验。
1.7 试验电源可能太小，造成电源跳闸
1.7.1 危险点分析
试验电源可能太小，造成电源跳闸，甚至危及站用电等。
1.7.2 防控措施
工作前必须向施工单位或变电站了解清楚临时施工电源或检修电源容量情况，不能只看电源开关的容量。
试验方案应明确提出对试验电源的要求。
1.8 人员疲劳工作带来安全威胁
1.8.1 危险点分析
工作人员疲劳导致操作失误，监护麻痹等给工作带来安全威胁。
1.8.2 防控措施
在确实很疲劳、不能保证试验安全时，工作负责人应决定暂停试验，让人员休息。
同时向业主做好解释工作。
1.9无关人员可能误入试验场地
1.9.1 危险点分析
无关人员可能误入试验场地，危及其生命安全、试验的正常进行。
1.9.2 防控措施
1.9.2.1 试验工作前，现场负责人必须确定工作范围，安排安全围栏设置，不要有缺口；
1.9.2.2在安全围栏周围派人监护，防止无关人员进入。
各人应认真履行职责，特别是试验时间较长时不应放松警惕；
1.9.2.3试验过程不得说笑或打瞌睡。
发现有人将要闯入且制止无效时，应立即高声呼叫，将试验回路紧急跳闸。
1.10可能走错工作间隔
1.10.1 危险点分析
工作人员可能走错工作间隔，危及其生命安全、试验的正常进行。
1.10.2 防控措施
1.10.2.1 到现场后首先由工作负责人落实工作许可手续，再由变电站人员或施工单位指明工作范围并确认；
1.10.2.2 在开始工作前向工作班成员交代工作范围，并用围栏做好标识；
1.10.2.3 工作过程中还应相互提醒。
1.11 现场存在交叉作业的情况
1.11.1 危险点分析
现场存在交叉作业的情况，危及其人身设备安全、试验的正常进行。
1.11.2 防控措施
在试验现场附近如有别的施工在进行，而且影响到试验安全时，不得开始试验。
应同相关单位协调，要求其暂停工作，必须确认符合安全要求时才能开始试验。
1.12试验电压或电流值可能不正确
1.12.1 危险点分析
试验电压或电流值可能不正确，危及设备安全、试验的正常进行。
1.12.2 防控措施
试验前应检查试验变压器的抽头、测量CT、仪表的倍率和档位是否合适，保证读数正确
2.0.进入施工现场不戴安全帽造成人身伤害，进入现场必须戴好安全帽。
3.0施工中与带电体的距离不够，造成人身触电，施工过程中必须保持与带电体的安全距离（35kV1m；220kV3.0m；500kV5.0m）。
4.0检修电源箱拉接电源时误碰其它端子，要明确位置后再接电源。
．
5.0必需遵守变电站文明施工的规章制度。
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