鉗形接地電阻測(cè)試儀的正確使用方法

降低電力線(xiàn)路桿塔接地電阻可以提高線(xiàn)路的耐雷水平，減少雷害事故，在桿塔附近降低接觸電壓和跨步電壓，防止人畜觸電事故。因此桿塔的接地電阻是一個(gè)重要數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)都必須十分重視，要準(zhǔn)確測(cè)出它的真實(shí)數(shù)值，并使其低于規(guī)定值。以往是使用接地?fù)u表來(lái)測(cè)量接地電阻的，但由于需要從接地網(wǎng)向外引100米以上的測(cè)量線(xiàn)和兩根輔助地極相連，工作量大，而且往往受到地形和環(huán)境的限制，輔助地極的位置無(wú)法達(dá)到要求，因而很難得到正確的測(cè)量結(jié)果。近幾年引進(jìn)鉗式接地電阻測(cè)試儀，由于其測(cè)量方法簡(jiǎn)便，為廣大線(xiàn)路工作者所歡迎。

為了能正確使用鉗式接地電阻測(cè)試儀去測(cè)量接地電阻，首先，必須了解其測(cè)量原理。鉗式接地電阻測(cè)試儀是用來(lái)測(cè)量任何有回路系統(tǒng)之接地電阻，該儀器本身能產(chǎn)生一個(gè)電源電勢(shì)，在任何有回路系統(tǒng)中就能產(chǎn)生電流，因此其測(cè)量原理簡(jiǎn)而言之是全電路歐姆定律，它測(cè)出的是這個(gè)回路系統(tǒng)的環(huán)路電阻值。

用鉗式接地電阻測(cè)試儀測(cè)量桿塔接地電阻時(shí)其測(cè)量回路系統(tǒng)如圖1所示：

圖1　測(cè)量回路系統(tǒng)圖

儀器有兩個(gè)獨(dú)立線(xiàn)圈，一個(gè)產(chǎn)生高頻交流電壓e，在測(cè)量回路中建立電勢(shì)E，相當(dāng)于一個(gè)變壓器，在回路中產(chǎn)生總電流I，它被另一線(xiàn)圈子所接收，其作用相當(dāng)于電流互感器，于是測(cè)量回路的環(huán)路電阻：

RLOOP=E/1=e/i=1/NuNi=(e/i)×常數(shù) (1)

表頭顯示的就是環(huán)路電阻RLOOP

從測(cè)量回路系統(tǒng)圖1分析，環(huán)路電阻包括四部分：

(1)Rx--待測(cè)桿塔的接地電阻。

(2)Re--大地電阻，通常認(rèn)為Re≈0，可忽略不計(jì)。

(3)Rp--其余各桿塔的接地電阻并聯(lián)值。RP=(R1//R2//………//Rn-1)由于其并聯(lián)電阻數(shù)量多，并聯(lián)后數(shù)值很小，一般認(rèn)為RP≈0

(4)Rgw--待測(cè)桿塔兩側(cè)架空地線(xiàn)電阻的并聯(lián)值，由于其數(shù)值很小忽略，即Rgw≈0

在忽略了各個(gè)甚小的數(shù)值后就可認(rèn)為環(huán)路電阻RLOOP就等于待測(cè)桿塔的接地電阻Rx，即：

RLOOP=Rx＋Re＋(R1//R2……/Rn）＋Rgw≈Rx(2)

根據(jù)此測(cè)量原理就能引伸出正確的測(cè)量方法和正確分析測(cè)量結(jié)果：

1、待測(cè)桿塔的線(xiàn)路必須有多點(diǎn)接地，亦即是說(shuō)必須有架空地線(xiàn)的線(xiàn)路方能采用，否則就不能構(gòu)成式(2)的環(huán)路，即使存在某些環(huán)路，但環(huán)路內(nèi)的各部分皆不能忽略時(shí)，式(2)便失去成立的依據(jù)，例如沒(méi)有架空地線(xiàn)的10kV線(xiàn)路桿塔，用此法測(cè)量可能沒(méi)有回路，或者可以通過(guò)另一只塔腳經(jīng)大地構(gòu)成回路，表頭雖有顯示，但并不是真正的接地電阻值。

2、待測(cè)桿塔在測(cè)量時(shí)只能存在一條接地引下線(xiàn)，110kV及以上線(xiàn)路一般有兩只(或四只)塔腳有接地引下線(xiàn)。當(dāng)在1腳上測(cè)量，3腳的接地引下線(xiàn)不拆開(kāi)，分為兩種情況：(a)兩只腳的地網(wǎng)是連通的，則1、3腳通過(guò)地網(wǎng)，塔身已構(gòu)成一個(gè)電阻值很小的環(huán)路，見(jiàn)圖2(a)，把RX旁路了，這時(shí)將測(cè)得很小的數(shù)值，例如1Ω，此值實(shí)際上就是兩腳間地網(wǎng)及塔身構(gòu)成的回路電阻值，實(shí)際接地電阻即使很大亦不會(huì)被發(fā)現(xiàn)，這將會(huì)留下安全隱患。(b)如兩只腳的地網(wǎng)不連通，如圖2(b)，則1、3腳各有自己的接地電阻，測(cè)1腳時(shí)，3腳相當(dāng)于一基相鄰桿塔，對(duì)測(cè)量結(jié)果幾乎沒(méi)有影響。如將3腳的接地引下線(xiàn)拆開(kāi)后用臨時(shí)線(xiàn)與1腳引下線(xiàn)連接(在鉗形表之下)，如圖2(b)虛線(xiàn)所示，相當(dāng)于加大了1腳的地網(wǎng)，測(cè)量值應(yīng)有明顯降低，此值才真正是待測(cè)桿塔的接地電阻RX的值。

圖2

我們復(fù)測(cè)了110kV良廣線(xiàn)74＃塔，北廣線(xiàn)7＃塔的接地電阻，結(jié)果如表1所示：

表1 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　單位：Ω

項(xiàng)目

良廣線(xiàn)74＃塔

北廣線(xiàn)7＃塔

2腳

4腳

分析

1腳

3腳

分析

原測(cè)量記錄(測(cè)量時(shí)沒(méi)有拆開(kāi)對(duì)側(cè)腳引下線(xiàn))

5.1

7.9

由于數(shù)值較大，且不相等，故初步判斷兩腳的接地網(wǎng)沒(méi)有連通

5.4

5.4

兩值相等，但數(shù)值較大，故初步判斷兩腳的地網(wǎng)沒(méi)有連通。

復(fù)測(cè)

不拆開(kāi)對(duì)側(cè)腳引下線(xiàn)

4.8

5.2

通過(guò)對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析，可以確定兩腳的地網(wǎng)沒(méi)有連通。本塔的接地電阻值應(yīng)取3.2Ω。

7.7

7.4

通過(guò)對(duì)測(cè)量結(jié)果分析，可以確定兩腳的地網(wǎng)沒(méi)有連通，本塔的接地電阻值應(yīng)為4.7Ω。

拆開(kāi)對(duì)側(cè)腳引下線(xiàn)

4.8

5.2

7.8

7.5

拆開(kāi)對(duì)側(cè)腳引下線(xiàn)后用0.7Ω的引線(xiàn)與測(cè)量腳在鉗表下連通。

2.9

3.2

4.7

4.7

用接地?fù)u表測(cè)量

4.4

5.2

與鉗表測(cè)量結(jié)果基本一致。

6.7

6.7

比鉗表測(cè)量小12%

又復(fù)測(cè)了良廣線(xiàn)494#塔、57#塔，結(jié)果見(jiàn)表2：

表2　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　單位：Ω

項(xiàng)目

良廣線(xiàn)49＃塔

良廣線(xiàn)57＃塔

1腳

3腳

分析

1腳

3腳

分析

原測(cè)量記錄(測(cè)量時(shí)沒(méi)有拆開(kāi)對(duì)側(cè)腳引下線(xiàn))

0.8

0.8

數(shù)值較小且相等，故初步判斷兩腳的地網(wǎng)連通，測(cè)量結(jié)果不是真實(shí)接地電阻值。

0.9

0.9

同49＃塔

復(fù)測(cè)

不拆開(kāi)對(duì)側(cè)腳引下線(xiàn)

0.8

0.8

可以確定兩腳的地網(wǎng)是連通，本塔的接地電阻為2.8Ω。

0.9

0.9

同49＃塔

拆開(kāi)對(duì)側(cè)腳引下線(xiàn)

2.8

2.8

4.9

4.9

拆開(kāi)對(duì)側(cè)腳引下線(xiàn)后用0.1Ω的引線(xiàn)與測(cè)量腳在鉗表下連通。

2.8

2.8

4.9

4.9

由于線(xiàn)路建設(shè)時(shí)間不同，有些是采用放射式地網(wǎng)，各腳地網(wǎng)之間連通，有的是采用環(huán)形兼放射式地網(wǎng)，各腳地網(wǎng)是連通的，當(dāng)待測(cè)桿塔在測(cè)量時(shí)僅有一條接地引下線(xiàn)時(shí)，其測(cè)量結(jié)果總是比實(shí)際略大一些，因?yàn)槭?2)是忽略了若干因素，如不忽略，RX總比表頭顯示值略低一些。如各腳的地網(wǎng)不連通，表頭顯示值僅是一只腳地網(wǎng)的接地電阻值，實(shí)際運(yùn)行時(shí)的地網(wǎng)要大一至三倍，(此時(shí)準(zhǔn)確的方法是將其余腳接地，引下線(xiàn)拆開(kāi)后用臨時(shí)線(xiàn)與測(cè)量腳的引下線(xiàn)在鉗表之下連通)，所以測(cè)量結(jié)果是偏于安全的。因此只要任一只腳的接地電阻都不大于設(shè)計(jì)值(例如10Ω)，則認(rèn)為該基桿塔的接地電阻是合格的，沒(méi)有必要追究各腳的接地電阻值是否平衡。

3、從式(2)還看出，環(huán)路電阻當(dāng)然包括了環(huán)路內(nèi)各結(jié)點(diǎn)的接觸電阻，也就是測(cè)量了整個(gè)雷電流通道的電阻，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)接觸不良的地方，監(jiān)測(cè)范圍擴(kuò)大，安全性更高了。由于鐵塔是多網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，個(gè)別結(jié)點(diǎn)接觸不良對(duì)塔體本身的電阻影響甚微，但接地引下線(xiàn)只有兩點(diǎn)(或四點(diǎn))，架空地線(xiàn)與塔體相連也只有2-4點(diǎn)，任何一點(diǎn)接觸不良都會(huì)影響接地電阻值，會(huì)使雷擊時(shí)塔頂電位升高而增加雷擊跳閘率，所以在測(cè)量時(shí)如發(fā)現(xiàn)各腳有明顯差別數(shù)值又較大時(shí)，應(yīng)檢查接地引下線(xiàn)的接觸情況，從這個(gè)意義上講，鉗式接地電阻測(cè)試儀也測(cè)量了接觸電阻(注意：是“也”測(cè)量了接觸電阻，不是測(cè)量接觸電阻)。

結(jié)論：用鉗形接地電阻測(cè)試儀測(cè)量電力線(xiàn)路桿塔接地電阻方法簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果可信度高，但只能用于有架空地線(xiàn)的高壓線(xiàn)路上，測(cè)量時(shí)待測(cè)桿塔只允許存在一條接地引下線(xiàn)，如各塔腳的地網(wǎng)是不連通的，應(yīng)將其余各腳的接地引下線(xiàn)拆開(kāi)后用臨時(shí)線(xiàn)與測(cè)量腳的引下線(xiàn)連通(連通點(diǎn)在鉗表之下)。通過(guò)對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析，可以判斷出各塔腳的地網(wǎng)是否連通，接地引下線(xiàn)是否存在接觸不良的隱患。