关于大型地网接地电气完整性在线监测的技术研究及应用
一、 目的和意义
按行业标准DL/T475-2006和国家标准GB/T17949.1-2000要求地网导通测试一年普查一次，但是接地网是隐蔽工程，由于损伤，腐蚀，干旱等因素的影响，接地连接状况很可能发生较大变化。随着近几年自然灾害、地质灾害频发，对于地埋工程的接地网来说，实时监测任意两根引下线的阻抗值，紧密关系着地上设备的安全运行。
接地装置的电气完整性是指所有电气设备与大地网之间应可靠连接，接地装置的各部分与各设备之间的电气连通性，即综合阻抗值，也称为电气导通性。电气设备的接地引下线与地网的可靠、有效连接是设备安全运行的根本保障。接地引下线是电气设备与地网的连接部分，在电力设备的长时间运行过程中，连接处有可能因受潮等因素影响，出现节点锈蚀、甚至断裂等现象，导致接地引下线与主接地网连接点阻抗值增大，从而不能满足电力规程的要求，使设备在运行中存在不安全隐患，严重时会造成设备失地运行。地网接地引下线导通采用异频交流测试任意两根引下线的综合阻抗值，阻抗值由电阻、感抗和容抗三者组成，由于受到腐蚀造成虚连接，电阻值变化不大，感抗、容抗变化较大，通过实时在线监测综合阻抗值的变化来判断任意两根引下线及地网的腐蚀状况。对保证电气设备外壳静电以及雷击时避雷针强电流的安全泄入大地意义重大。
二、 国内外研究水平综述
最初人们对地网电气完整性不做测试，只做接地电阻的测量，接地电阻测量是用伏安法，这种试验是非常原始的。下面是用安培计、伏特计的测量方法，在测定电阻时须先估计电流的大小，选出适当截面的绝缘导线，在预备试验时可利用可变电阻R调整电流，当正式测定时，则将可变电阻短路，由安培计和伏特计所得的数值可以算出接地电阻。
伏安法测量地阻有明显的不足之处，第一：繁琐、工作量大。试验时，接地棒距离地极为20～50米，而辅助接地距离接地点40～100米。另外受外界干扰影响极大，在强电压区域内有时无法测量。五六十年代苏联的E型摇表测量取代了伏安法测量。由于携带方便，又是手摇发电机，工作量比伏安法小。七十年代国产接地电阻测试仪问世，无论在测量范围、分度值、准确性还是结构、体积、重量，都要胜于"E"型摇表。因此，相当一段时间内接地电阻仪都以手摇表为典型仪器。手摇式表在使用时，应将设备自身接地体与设备断开，以避免接地体影响测量的准确性。上述仪器由于手摇发电机的关系，精度都很差
八十年代数字接地电阻测试仪的投入使用给接地电阻测试带来了生机，虽然测试的接线方法同手摇表没什么两样，但是其稳定性远比摇表指针式高得多。在此基础上又出现了一种数字式接地电阻测试仪，测试时采用两线法在线测量，不必打辅助接地桩，把水管、暖气管道或交流电插座的零线做为辅助接地，能测量接地电阻、土壤电阻率、交流电压等指标，并有自动补偿功能，不仅提高了测量精度，还具有防误操作、智能提示等功能。这使接地电阻测量更方便和快捷。后又发展为3线法和四线法。其缺点是在一些无良好辅助接地或不能打地桩的环境下不能使用。真正接地电阻测试仪技术的一个创举是在九十年代---钳口式地阻仪的诞生打破了传统式测试方式。钳口式接地电阻测试仪称得上接地电阻测试的一大革命，钳口式接地电阻测试最大特点是使用快捷、方便，只要钳住接地线或接地棒就能测出其接地电阻。但钳口式地阻仪主要用于检查在地面以上相连的多电极接地网络，通过环路地阻查询各接地极接地情况。目前智能式接地电阻仪不仅功能强大，而且可以应付现场各种复杂情况，如有效地排除干扰、自动跟踪最合适测试条件、出现各种问题当即智能提示等等。接地电阻测试仪的选用单钳口接地电阻测试仪是当前较为热门的一种地阻测试仪。由于仪器体积小巧，操作又十分简便，因此不失为检测接地装置好坏最理想的仪器。该仪器适用于输出电线杆塔、微波塔、避雷针等接地装置的接地电阻测量。单钳口接地电阻测试仪在测试时虽然使用一定频率的信号以排除干扰。接地装置的电气完整性是指接地装置中应该接地各种电气设备之间，接地装置的各部分及与各设备之间的电气连接性，即直流电阻值，也称为电气导通性。电气设备的接地引下线与地网的可靠、有效连接是设备安全运行的根本保障。接地引下线是电力设备与地网的连接部分，在电力设备的长时间运行过程中，连接处有可能因受潮等因素影响，出现节点锈蚀、甚至断裂等现象，导致接地引下线与主接地网连接点电阻增大，从而不能满足电力规程的要求，使设备在运行中存在不安全隐患，严重时会造成设备失地运行。接地装置的地下接地极及其连接部分也可能出现锈蚀、甚至断裂现象。因此，定期对接地装置进行电气完整性测试是很有必要的。 电力行业标准DL/T475-2006《接地装置特性参数测量导则》规定电气导通性应选用专门的仪器进行测量，仪器分辨率为1mΩ，准确度不低于1.0级。任意两根引下线之间的接地阻抗值的变化关系着整个大地网接地阻抗的变化和电力设备的接地引下线与地网的是否可靠、有效连接，实时在线监测任意两根引下线之间的接地阻抗，随时做出预警判断，是电力设备安全运行及操作人员人身安全的根本保证。测试标准见《中华人民共和国电力行业标准及电力设备预防性试验规程》DL/T475-2006第三页（5.1），基本要求为：精度 ±1.0％ 分辨率：1mΩ。
三、 项目的理论和实践依据
1. 工作原理
任意两根引下线导通电阻测试的通常原理是恒流测压，通过安装在引下线上的检测设备对地网注入恒流（50Hz/45Hz）电流I并发送信息，在所以设备引下线上安装专用钳口测试仪接收信息并得到电压U,通过测试仪自身功能根据R=U/I公式得到阻值。专用钳口检测仪可以就地显示测量值R，也可以通过无线传输将数据传送至后台服务器。后台将得到的数据进行汇总，整理，打印，记录等
2. 地网接地电气完整性在线监测仪特点
1) 设备体积小便于安装
2) 实现智能化在线监测，降低工作强度
3) 无需布线，可以在地面已经硬化的的变电站对地网进行在线监测
4) 设备使用干电池实现自供电，解决特殊情况下无法对设备提供电源的问题
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