电阻接地技术范文

2024-06-16

电阻接地技术范文（精选7篇）

电阻接地技术第1篇

国防系统的各种建筑工程如试验楼、测试楼、总装厂、储存库等由于安全原因, 往往选址在人烟稀少的山区, 这种地区一般属于岩石性的高电阻地区, 使用常规方法施工要达到较低电阻值很困难。国防系统的工程一般要求联合接地阻值小于1Ω, 对部分测试类项目要求接地电阻小于0.5Ω, 为了达到接地阻值要求必须采用特殊方法, 本文结合某航天工程来阐述高电阻地区接地方案。

1 工程案例情况介绍

该工程接地系统主要包括三种:

1) 一类防雷建筑物防直击雷接地:本项目部分建筑物为火工品库, 属一类防雷建筑物, 一类防雷建筑物采用架空避雷线塔的独立接地装置来防直击雷, 每一引下线冲击接地电阻不大于10Ω。

2) 工艺用测试接地:本项目设有工艺用测试接地, 采用独立接地装置, 接地电阻不大于0.5Ω。

3) 联合接地:本项目为普通防雷接地、弱电系统接地、设备保护接地等联合接地系统, 共用接地装置, 接地电阻要求不大于1Ω。

项目在实施过程中做了接地测试, 由数栋建筑物接地电阻测试结果来看, 接地效果不太理想, 大部分建筑物接地电阻较高, 一般为15~35Ω, 不满足设计要求。分析其主要原因是所在地区基本为岩石地区, 土壤电阻率太高所致。根据该工程岩土工程勘察报告显示:根据区域地质资料和钻探成果, 大致为第四系上更新统残坡积层、冲洪积层黄土状粘质粉土、粉质粘土、重粉质粘土。

第1层:人工填土, 以粘质粉土为主, 含植物根和有机质, 位于人工开垦的坡地之上, 厚度一般为0.2~1.2m。

第2层:第四系上更新统残坡积层、冲洪积层黄土状粘质粉土、粉质粘土稍湿-湿, 稍密-中密, 空隙发育, 含少量碎石及植物根。本层厚度为0.3~3.3m。

第3层:第四系上更新统残坡积黄土状粉质粘土、重粉质粘土, 硬塑-坚硬, 含有少量碎石。本层及亚层厚度介于0.2~5.1m。

本次勘察在局部地段发现第2层、第3层为湿陷性黄土。场地湿陷类型为非自重湿陷黄体场地。

第4层:强风化白云岩。

第5层:中风化白云岩。

第6层:微风化白云岩。

参照地质勘察报告及总平面图分析发现很多建筑物所在区域电阻率较高, 电阻率为500~1 500Ω·m。

结合地质勘察报告以及接地电阻测试数据, 设计师考虑需采用特殊措施来降低接地电阻。

2 降低接地电阻方案

常见的传统降低接地电阻方案有如下几种:

1) 外引接地

当接地装置附近不远处有导电性能良好、电阻率低的土壤或者水源时, 可以采用敷设外引接地极的方式。在附近电阻率低的土壤中敷设接地极或者在水下敷设接地网, 然后再利用接地线 (如扁钢带) 引接过来作为外引式接地。

此种方式主要对附近有水源的地区比较适用, 但采用这种方式有一些需要注意的事项, 首先外引接地装置要避开有人通行的道路, 以防产生跨步电压触电;且必须考虑到外引接地极主干线自身电阻所带来的影响, 此种方式实用效果较好, 但限制条件较多, 利用率不高。

2) 更换土壤 (换土法)

这种方法主要是在接地体1~4m范围内, 将原有较高电阻率的土壤更换为电阻率较低的土壤, 可以采用粘土、泥炭、黑土及砂质粘土, 也可以采用焦炭粉和碎木炭。

但这种方式有一个明显的缺点, 由于土壤的电阻率容易受到外界压力和温度的影响, 如沙石、沙砾等地区, 采用此种方案效果较好;但在岩石地区采用该种方案施工难度很大, 而且也难以达到比较理想的效果。

3) 人工处理土壤 (对土壤进行化学处理)

这种方法主要是利用化学处理方式改变接地体周围土壤的电阻率。主要方式是通过对接地体周围土壤加入一些化学物质, 提高接地体周围土壤的导电性, 这些常用的化学物质主要有煤渣、木炭、炉灰、氮肥渣、电石渣及石灰等, 如将氯化钙、食盐、硫酸铜或硫酸铁等溶液浸渍接地极周围的土壤, 对提高土壤导电率更为有利。

这种方式工程造价低、施工简单、占地面积小且降阻效果较好, 尤其当接地体为扁钢、圆钢等平行接地体时, 采用这种方法接地效果更好。但这种方法也存在着弊端, 首先这种方式对于岩石及含石较多的土壤效果不大, 另外这种方式会降低接地体的稳定性、加速接地体的腐蚀、减少接地体的使用年限, 并且随着加入的化学物质的融化流失, 土壤电阻率又会变大, 采用这种方式一般经过两年后需要再进行土壤处理。

4) 深埋接地极 (深埋法)

这种方式主要是将长度较长的接地极深埋至土壤深处。这种方法比较适用于建筑物拥挤或敷设接地网的狭窄区域等场合。这些场合采用传统方法很难找到埋设接地极的适当位置, 且安全距离无法保证。

这种方式对含砂土壤最为有效, 因为含砂土壤含砂层大都处在3m以内的表面层, 土壤深处电阻系数较低, 接地极深埋到土壤深处可以提高导电性, 而且由于接地极深埋地下, 使跨步电压显著减小, 这对保障人身安全很有利, 这种方法成本不高且效果显著。但该方法施工难度较大, 采用人工深埋接地极几乎不可能, 必须采用机械打孔深埋方法。而且采用这种方式需要事先对区域内深层土壤进行实测, 如果深层土壤电阻率也无法达到要求, 则无法采用此种方式。

5) 采取深井接地

当地下较深处电阻率较低时, 可以采用钻机钻孔 (也可利用勘探钻孔) , 把钢管接地极打入井孔内, 并向钢管内和井内灌注泥浆。针对本项目环境实际情况, 根据实测地下较深土壤电阻率较低, 结合本工程接地的需求, 针对深井接地方式做出如下设计方案:

以井深50m为例, 根据岩土工程勘察报告, 场区及附近第一层 (0~1m) 为人工填土, 土壤电阻率分布为350~600Ω·m;第二层 (1~6m) 为黄土状粉质粘土、重粉质粘土, 含少量沙石, 土壤电阻率分布为800~1 300Ω·m;第三层 (6~40m) 多为强风化白岩层、中风化白岩层, 土壤电阻率分布为1 600~2 100Ω·m;第四层 (40~42m) 为水位, 土壤电阻率分布为50~70Ω·m;第五层 (42~50m) 为微风化白岩层, 土壤电阻率分布为2 400~2 800Ω·m。

第一层理区深度 (h1=6m) :

平均土壤电阻率:

取季节系数为1.4时:

第二层理区深度 (h2=34m) :

取季节系数为1.4时:

第三层理区深度 (h3=2m) :

取季节系数为1.4时:

第四层理区深度 (h4=8m) :

取季节系数为1.4时:

水平层理方向的土壤电阻率:

垂直层理方向的土壤电阻率:

该层状结构岩土的平均电阻率:

单根垂直接地极接地电阻的计算公式:

式中, R为垂直接地极的接地电阻;ρ为土壤电阻率;L为垂直接地极的长度;d为接地极的等效直径。

通过计算得出, 当接地井设计深度为50m时, 土壤平均电阻率ρ=1 819Ω·m, 每口接地井的接地电阻约为31.86Ω。另计算, 当接地井设计深度为10m时, 土壤平均电阻率ρ=1 132Ω·m, 每口接地井的接地电阻约为70.12Ω;当接地井深为70m时, 土壤平均电阻率ρ=1 632Ω·m, 每口接地井的接地电阻约为24.17Ω。

综合考虑地下水层的分布和深度, 对接地网工频接地电阻的影响以及深井不同深度情况进行对比, 当井深为50m时, 性价比较高, 此时深水井可穿透地下潜水层, 有效降低接地网工频接地电阻。每口接地井内采用3根离子接地极, 该接地极具有接地降阻效果好、使用寿命长等优点, 接地极间连线采用95mm2裸铜线连接, 整个井内采用长效物理降阻剂高压灌注, 降阻剂用量为40kg/m, 当深井接地极周围加降阻剂后, 可减少土壤平均电阻率, 降阻率取0.25, 代入R=R1×0.25, 此时单根接地极接地电阻7.96Ω, 若接地电阻为1Ω, 则需接地井个数为7.96/ (3×1) =3 (取整) , 每口井3根接地极, 若接地电阻为0.5Ω, 则需接地井个数为7.96/ (3×0.5) =6 (取整) , 每口井3根接地极。

为方便对深井进行维护, 需在井口设置检查井。接地深井的布置间距应大于两倍深井长度, 以减小屏蔽作用, 充分提高垂直接地体的降阻效果。每个地网井与井之间用95mm2铜线连接, 并用热熔焊接, 提高整体防腐效果, 连接线周围施加长效物理降阻剂。

采用该种方案后可达到接地阻值要求。

6) 利用降阻剂及模块化非金属接地极降低接地电阻

针对本项目环境实际情况, 结合本工程接地的需求, 采用降阻剂及模块化非金属接地极降低接地电阻方式进行了设计分析:

首先根据接敷设接地体的土壤电阻率, 确定低电阻接地模块的数量, 计算公式如下。

单个接地模块的接地电阻:

式中, ρ为埋置地层的电阻率, Ω·m;a、b为Ⅰ型模块的长、宽, m;M0为模块调整系数, KS-D-I型取0.38;Rj为单个模块接地电阻值, Ω。

通过计算得出, 土壤电阻率按换土、加降阻剂后为500Ω·m计算, 单模块的接地电阻约为93Ω;土壤电阻率按换土、加降阻剂后为300Ω·m计算, 单模块的接地电阻约为56Ω。

连接两模块的扁钢可作为水平接地带, 其单根扁钢 (3 000×50×5) 接地电阻计算公式为:

式中, R0为单根连接扁钢接地电阻, Ω;ρ为埋置地层的电阻率, Ω·m;L为单根扁钢长度, m, 取3;h为扁钢埋地深度, m, 取1;d为1/2扁钢宽度, m, 取0.025;A为形状系数, 本次扁钢取0.89。

水平接地极形状系数参见表1。

通过计算得出, 土壤电阻率按换土、加降阻剂后为500Ω·m计算, 单根扁钢的接地电阻为162Ω;土壤电阻率按换土、加降阻剂后为300Ω·m计算, 单根扁钢的接地电阻为97Ω。

综合考虑单个非金属接地模块与单根连接扁钢组合后, 其单模块整体接地电阻可按下式计算:

式中, R为单个模块与单根扁钢组合后, 其单模块整体接地电阻值;Rj为单模块接地电阻;R0为单根连接扁钢接地电阻。

通过计算可得, 单个非金属接地模块与单根连接扁钢组合后, 土壤电阻率按换土、加降阻剂后为500Ω·m计算, 其单模块整体接地电阻约为59Ω;土壤电阻率按换土、加降阻剂后为300Ω·m计算, 其单模块整体接地电阻约为36Ω。

由单个模块与单根扁钢组合后, 单模块整体并联后的总接地电阻可按下式计算:

式中, R为单个模块与单根扁钢组合后, 其单模块整体接地电阻值;Rnj为要求接地电阻值;n为并联后接地模块整体个数;η为模块利用系数, 可在0.2~0.85取值。

由于此项目为大地网, 土壤有很多不确定因素, 按不同土壤电阻率分别计算, 模块利用系数取0.3。通过计算:

(1) 如实现测试地网接地电阻达到0.5Ω的要求, 共需并联后接地模块约240块。

(2) 联合地网ρ取300Ω·m (换土加降阻剂后) , 如实现联合地网接地电阻达到1Ω的要求, 共需并联后接地模块120块。

上述6种方案均可以满足接地阻值的要求, 本工程考虑第五、六种接地方案后, 认为第六种方案接地模块占地面积较大, 比较浪费土地资源, 最终选用了第五种接地方案, 该种方案占地面积小, 易于施工, 并且较易达到接地电阻要求。

3 结论

高电阻地区接地方式较多, 本文只是结合具体工程谈论了部分适用方式供大家参考指正, 具体方案还需针对不同工程的具体内容采用不同方式。笔者结合此次工程建设有些经验总结供大家参考。

1) 在项目建设初期要认真梳理接地要求, 确定接地种类及形式, 确认接地电阻阻值;认真分析地勘报告, 结合设计经验对项目未来接地电阻值进行预估, 从而判断是否需要采用特殊处理方法以便达到设计阻值;确定要做特殊处理方法时, 要综合考虑地质情况, 多个接地方案比选, 择优实施。

2) 在高电阻岩石地区建设房屋时一般会爆破开挖基坑, 笔者建议爆破开挖时可适当放大开挖面积, 开挖后用较好土质回填, 一则后期敷设接地极较易施工, 接地电阻也会比较低, 容易达到设计值;二则便于后期敷设室外管线。

3) 由于高电阻地区建设一套满足要求的接地装置费用较高, 笔者建议数栋建筑物可共用一套接地装置, 但建筑物距接地装置不能太远, 经现场反复测试, 一般不宜超过200m。

4) 要注意旱季缺水对接地电阻的影响, 笔者建议设计室外接地装置时位置选择可与绿植灌溉适当结合起来, 旱季缺水时通过绿植灌溉同时可以降低接地电阻。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑物防雷设计规范 (GB#space2;#50057-2010) [S].北京:中国计划出版社, 2011.

接地电阻试验技术要点分析第2篇

接地电阻是指电器易触及的金属部件与接地端子或接地触点之间的连接电阻, 它是评价

电器接地连续性的量化指标。接地电阻试验是电气安全检测中检验接地端子或接地触点与接地金属部件之间的连接是否具有低电阻的一项试验。接地电阻大小直接体现了电器与“地”接触的良好程度。

2 技术要点分析

根据标准对接地电阻试验的要求和结合实际工作中的经验, 接地电阻试验主要有以下几方面要点应该注意:预处理;试验电流与电压;接地电阻测试用的仪器设备。

2.1 预处理

虽然在上述安全标准中, 未对测试器具的预处理进行要求和规定, 但对于较高要求和精度的测试活动中, 为了避免器具自身的因素对测试结果产生影响, 应该先对测试器具进行预处理再测量接地电阻。预处理时器具放置于较为稳定的环境中2~3小时左右。这里提到的较为稳定的环境, 是指一般环境温湿度变化不大的工作区或试验区环境都可以满足要求。可以参考GB 4706.1中对试验环境温度的要求, 在20±5℃的场所进行。湿度可以在45%~80%之间选择。可以是在开放的环境, 也可以是在特殊的房间里的小空间里进行。但如果开放式的环境温差变化较大, 则不适宜对器具进行预处理。预处理时间控制在2~3小时即可, 太长的预处理时间是不必要的。

2.2 试验电流与电压

标准中如GB 4706.1对试验电流和电压是这样规定的:从空载电压不超过12V (交流或直流) 的电源取得电流, 并且该电流等于器具额定电流1.5倍或25A (两者中取较大者) 。因此选择交流或直流电流都是可以的, 大多数实验室采用的是交流电。由于一般的电器产品电流都不会很大, 所以一般试验按电流为25A进行。标准要求的25A试验电流, 是指设备实际可以提供的电流, 由于设备的设计和制造水平等原因会导致设备电流显示值与实际提供值会有偏差, 即显示为25A, 但实际输出并不是25A。这个偏差如果过大说明接地电阻测试设备不能够满足标准的要求, 从而导致测试结果的不准确。根据《中华人民共和国计量法》第二章第九条的规定, 用于电气安全检测的接地电阻仪是属于强制检定的器具。依据国家计量检定规程《JJG984-2004接地导通电阻测试仪》, 设备提供的电流应在25A±5%的范围内。

2.3 接地电阻测试用的仪器设备

作为接地电阻试验的测量仪器, 其量程、精度、计量情况等都会直接影响到试验结果的准确性和可靠性。从读取数据的方式上划分, 接地电阻测试设备一般分为数字式和指针式两种。数字式测试仪在设定参数、读取结果的时候较为方便;指针式的设备在这些方面要考虑人眼读数的误差。从测试原理上划分, 接地电阻测试设备有四端法测试和两端法测试。由于接地电阻数值通常很小, 在小电阻测量时, 如何减小引线电阻的影响和测试电极接触电阻的影响是一个关键问题, 采用四端测量法能够有效消除这些影响, 达到精确测量, 因此建议使用四端法测试接地电阻。接地电阻仪应定期进行检定, 按照其检定规程的规定为“检定周期一般不超过一年。根据使用条件或用户的要求, 可缩短检定周期”。虽然可以根据仪器设备的使用情况调整计量周期, 但对于电气实验室, 接地电阻测试仪作为使用频率非常高的设备, 并且严格来说, 强检设备不允许调整计量周期, 因此应严格执行检定规程的要求。检定参数大致有“电流、电阻、时间、电流波动”等。有的实验室没有交电流波动列入检定参数之内其实是不对的, 因为电流波动也是接地电阻测试不确定度的个重要分量, 如果波动过大就导致电流值不能满足标准的要求, 因此应该予以考虑。此外, 建议最好在两次检定之间增加期间核查。对于使用频率很高的仪器设备, 为了维持对其持续处于示值准确状态的可信度, 进行期间核查是有必要的。接地电阻设备期间核查方法大致有4类:不同检测方法比对、留样再测、利用标准样品核查、不同设备比对。其各自的方法如下:

1) 不同检测方法比对:对于同一接地电阻, 先用接地电阻测试仪测量其电阻值;再用伏安法或电桥法测量电阻值。然后对用接地电阻仪测量出的电阻值和用伏安法或电桥法测出的电阻值相比较, 如果偏差在±5%以内, 可视为设备满足要求。

2) 留样再测:选择一个比较稳定的样品, 用计量过的接地电阻仪对其进行测量, 将样品与测量值保存。进行期间核查时, 再次测量保存好的样品的阻值, 将测量值与原测量值比较, 如果偏差在±5%以内, 则视为满足要求。可采用一段铜导线作为留样样品。

3) 利用标准样品核查:使用标准电阻、电阻校验器或者导线对接地电阻仪进行核查。一般的做法是, 采用0.01Ω的标准电阻, 用接地电阻仪对其进行若干次 (一般大于3次) 测试取平均值, 如果测试结果的误差在±5%以内, 则视为其满足要求。除了使用标准电阻, 实验室也可使用电阻校验器。

4) 不同设备比对:使用不同的设备对同一电阻值进行测量, 将测量结果进行比对。使用这种方法的前提是认为多个设备同时出现问题的可能性很小, 并且这些设备均是在计量周期内。如果参与比较的不同设备阻值基本一致 (相互偏差不不超过±5%) , 那么可认为这些设备满足要求。但是, 虽然多个设备同时出现问题的可能性小, 还是仍然存在这种可能性的, 因此不推荐采用这种方法进行期间核查。

摘要：本文主要针对国家标准GB 4706.1 (对应IEC 60335-1) “家用和类似用途电器的安全”、GB 7000.1 (对应IEC 60598-1) “灯具一般要求与试验”和GB 8898 (对应IEC60065) “音频、视频及类似电子设备安全要求”等电气安全检测领域的标准对接地电阻试验的要求, 对接地电阻试验的特点、技术要点进行分析, 从而更好地理解和掌握接地电阻试验的要求, 提高测试的准确性。

关键词：接地电阻,技术要点

参考文献

[1]JJG984-2004.接地导通电阻测试仪

[2]GB4706.1-2005.家用和类似用途电器的安全, 第1部分:通用要求

[3]GB7000.1-2007.灯具, 第1部分:一般要求与试验

电阻接地技术第3篇

关键词：高压供配电系统,变压器电阻,接地技术

1 变压器电阻接地技术

在进行电网中性点接地方式选择的时候, 变压器中性点接地方式与整个电力系统的很多技术问题有密切的关系。主要的变压器中性点接地方式是中性点经消弧线圈接地、中性点经中电阻接地和中性点经高电阻接地、中性点不接地和中性点直接接地等。用电普遍采用中性点不接地系统的通常是300MW以下发电机组高压厂, 用电普遍倾向于采用中性点经电阻接地系统的通常是600MW以上发电机组高压厂, 随着配电系统的不断发展又因为技术本身的优越性, 新型电缆配电系统中广泛应用中电流电阻接地技术。

2 电阻接地方式的优越性

高压供配电系统要选择最佳的接地方式:电力变压器的绝缘等级和中性点有关设备制造问题、单相接地故障时产生的异常过电压可以有效的抑止、单相接地继电保护方式是最简单可靠的、对电气设备的损害是单相接地电流、绝缘等级的配合的电缆线路、对通讯线路的干扰中的单相接地电流等。此外在国内对工业企业及民用高压配电系统中有诸多缺点, 例如长期使用中性点非接地的, 或者经消弧线圈接地的小电流接地系统等, 所以急待更新换代旧式高压配电系统并采用经电阻接地的中电流接地系统, 把中性点不接地的小电流接地系统更换。在中电流电阻接地方式中, 其优越性是单相接地异常过电压能够有效的被控制。增加继电保护检测的灵敏度, 增强保护的作用可靠性。变压器中性点有关设备制造比较简单。

3 变压器中性点电阻接地方式的依据

决定变压器中性点需要的接地方式是依据电力系统运行及变压器的绝缘水平决定的。使用中性点全绝缘变压器, 在中点不直接接地系统中若在中性点直接接地系统中使用中性点半绝缘变压器, 并不是所有变压器的中性点都要接地。在中性点直接接地系统中要限制短路电流和继电保护及系统的稳定性等, 这些方面的因素都要考虑周全, 然后对系统的接地参数, 以及接地点进行确定。“X1ε/X0ε>1/3”这一条件故障点的综合阻抗在绝缘方面能够满足, 如果中线点位移电压高就是不能满足;“X0ε/X1ε>1”这一条条件必须在限制短路短路电流中被满足, 出现电流大在单相短路中就是没有满足;应该实现X0ε稳定性愈大愈好, 出现加大的转移阻抗就是没有满足;接地分布要求在保护的配合中必须合理, 对零序保护不能适应时说明不合理。

4 变压器电阻接地技术的优势

4.1 抑制了单相接地异常过电压现象

很多工业和民用高压供配电系统的主要接地系统都用单相接地, 本身这种系统电流量较小, 且控制能力对异常过电压较弱。而等值电路被变压器电阻接地采用, 其控制异常过电压现象很有效。

公式中:Ea为正常相电压。

将Re=Xe代入公式计算, 得出:Ve≈2.75Ea、Vb≈1.63Ea,

若Re的数值减小, 电流量由20~30A可增至100A, 所以Ve、VO的电压, 有二倍左右的降低, 如图2。可以看出图2中, 当Re数值适当时IR有可能达到100A, 原来电阻接地的异常过电压, 从3~3.5可降低到2左右, 有明显抑制效果。

4.2 加强了继电保护检测的灵敏度

在高压配电系统中需要通过继电保护控制过电压的发生, 因为雷击、高电位侵入等都会损坏电气设备造成电压升高。单相接地在以往主要应用于3~10KV的电网中其故障率为60%-70%左右, 总故障率的3/5以上都被其所占, 但其检测率为20%-30%才占有效接地电流的1/3。换句话说, 当单相接地电流仅为4-6A时有效电流为20A;当其接地电流才只有1-1.5A左右时有效电流为5A。同时检测到的只是二次电流, 因为单相接地电流的检测是微弱的继电保护检测方式, 其要经过电流互感器所以当然不会产生良好的保护效果。而平均一次能够实现20-30A的故障电流检测时电流为100A的电阻接地方式, 继电保护检测的灵敏度显著提高了, 继电保护的稳定性和可靠性也增强了。然而, 要根据不同的接线方式在选择过电流继电器时的检测电流流入量进行选择, 公式具体为:

4.3 变压器中性点设备制造简单

∆/Y型变压器采用的是半绝缘方式是高压供配电系统常用的变压器, 通常, 接入接地电阻在二次Y型中性点处, 而且接入110KV中性点, 其变压器绝缘等级与60KV的绝缘等级相等。同时加装专用电阻接地变压器对于Y/∆型的变压器很方便。另外通过变压器电阻接地技术可以对异常过电压, 在高压电动机的绝缘较弱时进行有效控制和抑制, 提高电流量降低其等级, 继电保护的检测灵敏度得以增强。配电系统对电气设备危害程度降低, 保证高压电动机的保证系统的安全有效运行减少其投资成本。在实际应用中配电系统中的电缆绝缘等级也会降低。因为变压器电阻接地技术在线路发生故障时, 具有强大的继电保护作用, 能够及时在15秒之内切断线路, 对于通讯设备和电子计算机等危害降低。

5 变压器中性点电阻接地方式的应用

非直接接地系统情况:当在非直接接地系统中单相接地故障发生的时候, 短路回路很小的接地故障电流, 没有构成故障时, 不必立即切除, 系统供电是可靠性较高的。在系统中升高到相电压的3倍的非接地相的对地电压并要求较高的绝缘。当电压等级在电力系统中不高的时候, 对经济效益不会产生很大的影响的是不占主要成分的设备绝缘费用, 所以在6.6k V级及以下的低电压电力系统中, 多应用中性点非直接接地方式。经电阻接地系统情况:在直接接地系统中单相接地故障发生时, 短路回路构成且另一个接地点会出现, 相电流很大的接地相出现, 迅速切除三相及接地相。

6 结语

电阻接地技术第4篇

1 10 k V配网中性点小电阻接地技术

1.1 10 k V中性点小电阻简介

配网中性点小电阻接地主要由小电阻、接地变等组成。在10 k V配网中, 主变压器在10 k V侧的接线方式为三角接线, 因此, 需要利用接地变提供相应的系统中性点, 确保小电阻接地技术的有效应用。一般情况下, 10 k V中性点小电阻的接地变多采用“Z”型接地变, 就是将三相铁心芯柱上的绕组平均分成两部分, 然后将三相绕组按照“Z”型连接起来。

1.2 10 k V中性点小电阻的优势

1.2.1 能够及时调节电压

5次谐波电流在配网接地电容电流中占了5%~15%的比例, 其对维持电力系统的稳定有着不容忽视的作用。当消弧线圈在电网50 Hz的条件下工作时, 谐波电流值就会受到影响。利用小电阻接地技术能确保谐波电流值不发生变化, 从而有效确保电力系统运行的稳定性和可靠性。

1.2.2 确保供电安全

10 k V配网在实际运行过程中, 如果接地电流增加, 很可能会引发电压不稳、短路等故障, 影响供电安全。在这种情况下, 小电阻系统会根据检测到的数据信息, 自动启动相应的保护程序, 并对故障进行应急处理, 从而为工作人员的生命安全提供保障。

1.2.3 提高供电的可靠性

从目前来看, 我国在配电网中使用的电缆绝大部分属于铝芯电缆和铜芯电缆, 如果电缆发生接地现象, 由于其残余的电流较大, 电弧几乎不可能自行熄灭, 这就给配电网单相接地故障的排除造成了很大的困难。在发生单相接地故障后, 很难及时排查接地故障, 传统的故障排除手段是采用试拉接地法。采用该种方法进行故障检查时, 如果不能及时查找出故障线路, 就会造成故障的扩大。而通过小电阻接地技术, 可以准确、快速地定位和排除故障, 从而提高供电的可靠性。

1.3 10 k V中性点小电阻接地方式的体现

10 k V中性点小电阻能与线路零序保护配合, 从而快速、准确地判断出线路的故障, 避免在检查故障线路过程中, 由拉闸、合闸等操作引起过电压现象。当故障线路接地电弧熄灭后, 残余电流会通过中性点接地电阻释放出去, 当再次发生燃弧现象时, 不会引起过电压现象。

2 小电阻接地技术存在的问题

随着城市化建设步伐的推进, 城市配网中电缆的使用率越来越高, 一旦配网出现单相接地问题, 通信质量就会受到严重的影响, 且电路短路很难自行熄灭, 必须依靠手动切断电源的方式来防止故障扩大。在实际工作中, 因受各种因素的影响, 电缆的长度并不确定, 而且设计人员也不能对电缆参数进行准确的计算, 这对电力部门的工作造成了一定的影响。

目前, 受技术的限制, 电力系统对单相接地故障的控制比较差。单相接地故障经常会发展成相间短路故障。消弧线圈接入系统受到限制, 弧光燃烧会造成过电压, 进而对电网设备的绝缘性能造成破坏, 引起漏电事故。如果工作人员在工作中不注意, 就会发生触电事故, 加上电网系统不能自动调节, 因此, 如果不能将电源及时切断, 且触电人员不能自救, 就会造成人员伤亡事故。

3 小电阻接地技术的应用

3.1 降低电压

在电网系统中, 过电压水平会随着单相接地故障下通过中性点电阻额定电流的增加而降低。当单相接地故障下通过中性点电阻额定电流大于4IC后, 降低过压的作用已经不太明显, 并且需要投入比较大的资金。因此, 选用1台中性点电阻器来降低系统内部的过电压水平, 两段母线并列运行, 此时, 单相接地故障下通过中性点电阻额定电流为K×2×2IC, 其中, K为系统发展的裕度系数, 取值在1~1.5之间。在这种情况下, 单相接地故障下通过中性点电阻额定电流为400 A。

3.2 提高继电的灵敏度

中性点小电阻接地过度电阻会造成继电灵敏度的降低。一般来讲, 电阻值越高, 通过电阻的电流越小, 继电的输入量就越高。根据电力的需求, 每条线路的对地电容电流要小于单相接地故障电流, 以确保其能够满足继电保护灵敏度的实际要求。

3.3 保障人身安全

通过接地体的电流越大, 就越容易引起触电故障, 因此, 在设置中性点接地电阻的电流额度时, 要尽量设定小的电流值, 防止引起跨步电压, 导致电势值超出标准范围。根据相关规定, 接触电势和电阻电流的跨步电压要小于1 000 A, 因此, 400 A的电流额度对人体是没有危害的。当故障电流超过标准范围10 A后, 就必须排除故障, 同时停止电缆的持续运行。在选则电阻额度时, 要根据电路的承受力度、电压的额定值等确定, 以避免触电事故的发生, 保障人身安全。

3.4 提高通信质量

根据相关规定, 当通信电缆和大地中间没有安装放电间隙时, 危险影响电压要小于430 V, 高可靠线路的电压则要小于630 V。从这个角度考虑, 为确保通信质量, 通过电阻的电流值要适中, 不能过大。在城市配网建设过程中, 要根据当地的发展状况、人口密度等因素, 选择合适的电阻, 从而保证通讯线路的正常运行。

3.5 开发新产品

实际上, 我国目前的电网设备并不完善, 存在着一定的漏洞, 在实际应用中难以充分满足配网的需求。因此, 相关技术人员应该加大研发力度, 不断开发新的技术和产品, 以满足日益增长的电力需求, 确保电网接地方式的安全性和实用性。在现代通信技术的影响下, 我国部分10 k V配网的线路已经逐渐实现了自动化改造和远程监控。相信在不久的将来, 10 k V配网线路将会完全实现自动化。

4结束语

10 k V配网中性点小电阻接地技术能够及时调节电压、消除安全隐患、提高供电的可靠性, 因此, 电力企业在建设电网系统时, 要根据实际情况, 选择合理的电网中性点接地方式, 不断提高电网系统运行的稳定性, 从而有效地促进电力企业的快速发展。

摘要：配网系统的稳定运行对供电质量的提升和供电企业的快速发展有很大的影响。为确保配网系统的稳定运行, 必须选择一种安全、有效的接地装置, 减少配电网接地电流对通信网络的影响。重点介绍了10 kV配网中性点经小电阻接地技术及其应用。

关键词：10 kV配网,小电阻接地技术,电阻,电网

参考文献

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[3]邱源发.10 kV配网中性点小电阻接地技术与应用[J].科技与企业, 2013 (17) :292.

[4]李焕祥.10 kV配网中性点经小电阻接地的探讨[J].科技资讯, 2012 (09) :142-143.

电阻接地技术第5篇

1 接地电阻测量的原理

接地电阻的测量就是指当接地系统当中的短路电流经地网向电网当中传输时, 此时的地网设备当中的点位为V0, 短路电流则为I, 二者之间的比值就是接地电阻。而接地电阻的测量工作就是实时对地网的接地系统电阻值进行测量, 进而保证接地电阻值保持在规定范围内, 保证地网运行的稳定性。这种测量技术的原理就是假设电流能够被放到无限远的位置, 从而获得电阻值, 但是在实际操作过程中电流无法达到无限远的距离, 因为电网的传输线路距离是有限的。因此当前国内在对地网接地电阻进行测量时均采用的是电位降法, 其中电流通过接地系统流入, 并从电极处向电网中传输, 此时测量的接地电阻值为, 公式当中的I就是电流量, U0则指的是接地点与无穷远点之间的电位差。此时如果将电压极位置放在0点, 则所得到的电阻值并不是真实的接地电阻值, 这一情况出现的原因在于受到了辅助电流的影响, 此时的电阻值U0会下降, 因此测量的数值也具有一定的偏差[1]。由此可见, 不论接地网络当中电极的形态如何, 由于受到了辅助电流的影响, 其数值均存在一定的差异, 因此应该减小测量的距离, 从而使这种误差能够得到降低。

2 地网接地电阻短距测量方法

地网当中接地系统电阻的测量是保证地网运行状态的重要方式, 当前国内应用较为广泛的接地电阻测量方式为摇表法、等腰三角形法以及四极法等, 为了能够有效降低辅助电流的误差, 通常将电流极之间的距离控制在4D到5D之间, 其中的单位“D”指的是地网对角线的长度。如果此时采用了长距测量方式, 则不仅会导致测量工作量增加, 同时也容易受到外部和线路内电磁波的干扰, 应采用短距测量方法。

2.1 测量时引线起点的选择

根据现代研究显示, 可以将地网的结构归纳为一个圆形的接地系统, 因此在确定地网接地电阻进行短距测量位置实际就是对圆形电极进行短距测量。在这一体系当中将电流的注入点视为该圆形接地系统的中心, 也指的是测量引线的起始点位于接地系统的中心部位。但是在实际测量过程中这一中心点很难测定, 即便测量后得出该中心点, 但该位置也有可能无法使用电器设备进行测量, 由此可见测量时引线的起始点不够明确。从圆形测量理论出发, 当测量的引线长度较大时, 测量中心所在的测量曲线弧度较小, 而此时所产生的偏差能够被接受。而如果当测量的引线较短时, 则测量中心所在的曲线弧度也会增加, 就会直接导致测量结果出现较大的误差[2]。因此在利用短距测量地网接地电阻时不能以中心法选择引线的起点。而在实际测量过程中, 通常情况下将引线的起点选择在地网接地系统中导体的边缘部位, 这样就可以有效降低误差的产生。加之地网本身就是由若干个金属到底所构成, 因此可以将其看作等势体结构, 在电流注入方向上, 不论是在中心注入, 还是在边缘注入, 其所产生的电位分布情况基本相同, 因此可以对短距电阻测量法的引线起点进行合理选择。

2.2 短距测量位置的选择

从理论角度来看, 不论电极的引线长度如何选择, 总有一个测量位置的数据能够与真实电阻值相同。但是引线长度越短, 测量点的精确度要求也就越高。但是在实际情况下, 地网接地电阻的布置环境复杂程度较高, 大多会受到山地、电网设备本身等因素的制约, 过于强调测量点准确性会增加测量人员的工作量。为了有效降低测量人员的工作量, 应选择以ID法进行测量[4]。

2.3 长方形电网测量的纠正

与圆形电极测量方法类似, 长方形电网测量也是地网接地电阻测量的重要计算模式, 但这种模式所带来的误差问题较为明显, 因此需要对其进行适当的修正。设地网的形状为长方形, 其长边长度保持不变, 设以引线起点的地网长边长度为S, 其短边长度与长边长度的比值作为横轴坐标;接地电阻的误差率则作为纵轴坐标, 则可以获得一个曲线坐标图。当测量方向相同时, 在同一个横坐标下不同长边长度的电阻值误差率较小, 也就是说不论长方形长边长度具体数值是什么, 其地网接地电阻测量值误差率均趋向于0[5]。利用这种测量方法所获得的测量值误差率低于2%~10%, 对于电力工程来说这种误差值在能够接受的范围内。

3 地网接地电阻降阻新技术

在地网电阻率较高的地区, 规模较小的变电站的接地电阻无法达到地区地网的需求, 因此需要利用各类降阻技术来满足需求。例如自然接地法、填充剂降阻法、外引接地设备法等, 但这种技术均存在明显的问题, 不能对各种工程均满足, 因此应该选择空腹式接地设备技术。

这种接地设备的主体是由2个直径在80cm的空腹半球做组成, 在空腹铁球内需要填充如体积约为铁球内体积1/3的粘土, 然后将这一半空腹球体装入到直径约为200cm、长度为200cm的圆柱体当中。将圆柱体埋于地网之下, 并利用粘土对坑洞进行回填, 用水浇筑后夯实粘土。然后通过圆柱体顶部的引水管向圆柱体内注入大量的水, 直至圆柱体完全充满。需要注意的是, 在粘土回填以前需要在圆柱体上做多个渗水的小孔, 这样圆柱体内的水会不断向粘土当中渗透。最后将圆柱体与地网的接地引线焊接即完成安装[6]。这种空腹降阻设备可以随时向内部注水, 对干燥、山地、岩石等地形的地网作用更加明显, 并且还能够起到极好的防雷击作用。根据电阻基础知识可以了解到, 当电阻接触水后其电阻值会明显下降, 而空腹式接地装置就是利用缓慢渗水的方式, 降低周围土壤的电阻值, 同时对周围的地网接地体也产生影响, 进而降低地网整体的电阻值, 从而满足当地变电站的需求。

4 结语

地网的接地电阻在测量时可以利用短距测量法, 这种测量方式不仅能够降低测量人员的工作量, 同时还可以有效降低测量时产生的误差。

摘要：接地系统是保证变电站和发电站电力输出稳定的重要设施, 其不仅保障了电力供应的稳定, 同时也能够保障周围工作人员的个人安全。接地电阻是接地系统中主要的数据指标, 日常工作当中当电站的运行达到一定时间后就需要对其接地的电阻进行测量, 当前国内接地电阻的测量方式存在一定的问题, 测量引线长度过大容易受到外界电磁波的干扰, 导致电阻值检测物产。因此应该采取短距测量方法, 降低误差率, 保证测量结果的准确性。文章对地网接地电阻短距测量方法进行研究, 首先对短距测量技术进行了阐述, 并介绍了利用空腹式接地降阻技术, 以期能为相关工作提供参考。

关键词：地网接地系统,电阻短距测量法,降阻技术

参考文献

[1]王怡华, 王丰华, 金之俭, 等.有限元分析法在变电站接地电阻短距测量方法中的应用[J].高压电器, 2010 (7) :81-84.

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[3]周宁.关于大型地网接地电阻测试方法探讨[J].电工技术 (理论与实践) , 2015 (11) :102-103.

[4]谢威, 孙江玉, 王卫.接地网接地电阻测量新方法的研究[J].南方电网技术, 2012 (Z1) :11-14.

[5]冯能操, 吴琪.水情遥测站环形地网接地电阻测量原理与方法[J].气象水文海洋仪器, 2010 (2) :68-71.

工频接地电阻与冲击接地电阻分析第6篇

接地电阻分为工频、冲击接地电阻。日常用接地电阻测试仪测量出的接地电阻为工频接地电阻, 指工频电流流入接地体中所呈现的电阻值, 可以认为是接地体20m以内土壤的散流电阻, 距离接地体20m以外的大地是电气上的零电位点;冲击接地电阻是在冲击电流或者雷电流沿着接地体入地时呈现的电阻。

2 工频、冲击接地电阻的区别与关系

工频、冲击接地电阻有着一定的区别, 即工频接地电阻是针对工频电流流过接地装置时呈现的电阻, 冲击接地电阻是冲击电流或者雷电流流过接地装置时呈现的电阻。同时两者之间又存在着必然的关系, 依据《建筑物防雷设计规范》2010版附录C, 接地装置冲击接地电阻与工频接地电阻有着一定的换算关系, 即R~=A×Ri式中R~指接地装置各支线的长度取值小于或等于接地体的有效长度le, 或者有支线大于le而取其等于le时的工频接地电阻;A指换算系数, 其数值按下图确定;Ri指所要求的接地装置冲击接地电阻。流沿着接地体入地时呈现的电阻。2工频、冲击接地电阻的区别与关系工频、冲击接地电阻有着一定的区别, 即工频接地电阻是针对工频电流现的电阻, 冲击接地电阻是冲击电流或者雷电流流过接地装置时呈现的电又存在着必然的关系, 依据《建筑物防雷设计规范》2010版附录C, 接地与工频接地电阻有着一定的换算关系, 即R~=A×Ri式中R~指接地装置小于或等于接地体的有效长度le, 或者有支线大于le而取其等于le时的换算系数, 其数值按下图确定;Ri指所要求的接地装置冲击接地电阻。

注:l为接地体最长支线的实际长度, 其计量与l e类同;当它大于l e时注:l为接地体最长支线的实际长度, 其计量与l e类同;当它大于l e时, 取其等于l e。如图所述, 工频、冲击接地电阻随着接地体敷设的环境土壤电阻率改变而发生着巨大的变化, 当建筑物防雷装置接地体敷设与陶粘土、砂质粘土等土壤电阻率ρ≤100Ω的土壤内时, 其工频、冲击接地电阻在数值上是相等的。但当接地体敷设于砂砾、砾石、碎石等高土壤电阻率的环境时, 其工频接地电阻可能达到冲击接地电阻的2~3倍。因此, 在高土壤电阻率的环境下敷设接地体, 用接地电阻测试仪测出的工频接地电阻只要不超过设计要求的冲击接地电阻值2~3倍, 就应该是符合设计要求的, 不需要再采取降阻措施。

3 高山通信基站接地体冲击接地电阻检测

高山通信基站一般情况位于山顶, 很容易成为雷电接闪的对象, 近些年, 随着通信行业的迅速发展, 高山通信基站遍布电阻为工频接内土壤的散流各地。笔者亲身参加过一些高山通信基站防雷地网的验收过程, 大部分情况, 通信基站防雷地网所处的敷设环境都是土壤电阻击电流或者雷过接地装置时率较高的砾石、碎石等。当时通信基站防雷地网冲击接地电阻值要求还是小于等于10Ω, 验收人员按照正常的检测方法, 利用接地电阻测试仪 (摇表) 测量出接地体的接地电阻值为12.5Ω, 随即给出的结论就是接地电阻值偏大, 不符合设计要求, 需增设人工接地体将接地电阻值降至10Ω以下。在随即的验收过程中还有类似的情况发生, 最后的验收结论都是不符合设计要求, 需增设人工接地体。其实通过接地电阻测试仪 (摇表) 测量出接地体的接地电阻为工频接地电阻, 而并非测量出来的直接就是冲击接地电阻, 是需要通过换算才能确定冲击接地电阻是否符合要求的, 如第二点中所述, 当敷设于砂砾、砾石、碎石等高土壤电阻率的环境时, 其工频接地电阻可能达到冲击接地电阻的2~3倍。那么要是通过换算当时测得工频节点电阻12.5Ω应该都是符合设计要求的, 所以这样的验收结论还是值得思考的。

4 结论

日常的防雷检测通常是在土壤电阻率≤100Ω·m的市区, 工频、冲击接地电阻也通常被大部分检测技术人员所混淆, 认为接地电阻测试仪测出的接地电阻值符合《建筑物防雷设计规范》就是符合要求的, 不符合《建筑物防雷设计规范》的就是不符合要求, 需要整改的。当然土壤电阻率≤100Ω·m的市区工频接地电阻和冲击接地电阻值在数值上是相等的, 所以得出的检测结论恰巧是正确的, 这样的情况一定程度上影响了防雷检测技术人员对于工频、冲击接地电阻的深入认识, 一但接地体的环境发生了改变, 最终就容易导致得出错误的结论。同样, 对于防雷技术施工人员能够明晰工频、冲击接地电阻之间的关系也是非常重要的, 有些防雷施工人员不分析接地装置敷设地点的土质、接地环境等条件, 只是通过接地电阻测试仪测其等于l e。量值大于设计要求值, 就盲目的采用降阻措施或增加人工接地体来追求达到设计值, 造成了人力、财力、物力的浪费, 这种现象在现实生活中也是普片存在的。

摘要：工频、冲击接地电阻有着一定的关系, 同时也存在明显的区别, 随着接地装置敷设地点的土质、接地环境的改变, 它们之间的关系也在不断的发生改变, 部分各类工程技术人员不能深入了解两者之间的联系, 使得部分防雷工程的接地装置接地电阻已达到设计的要求, 仍然盲目的采取讲足措施, 增加了防雷工程的造价。

关键词：工频,冲击接地电阻,区别,关系

参考文献

[1]GB50057-94《建筑物防雷设计规范》 (2010版) .

[2]GB50343《建筑物防雷设计规范》.

[3]QX-T106-2009《防雷装置设计技术评价规范》.

变电站接地网接地电阻的方案分析第7篇

关键词：变电站,接地电阻,接地网

1概述

变电站接地网是变电站的重要组成部分, 是保证电力系统安全可靠运行必不可少的安全装置。变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地, 以及变电站维护检修时的一些临时接地。如果变电站接地网达不到要求, 会发生变电站继保系统误动作、设备损害以及人员安全等事故。由于接地网从设计到施工都不易达到精确控制, 特别是其一次性建设、隐蔽性及运行维护困难的特点, 使得接地网建设成为变电站工程建设中的难点之一。当前应该注意的是电力行业标准DL/T621《交流电气装置的接地》已经废止。

2某变电站的主要设备现状

2.1系统阻抗

正序阻抗:110k V侧, Z1=0.22778;

零序阻抗:110k V侧, Z0=0.4554。

2.2变压器阻抗计算

本所主变采用三相三线圈有载调压变压器, 型号SZ11-50000/110 (W) , 110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5k V, 接线方式Yn, Yn0, d11, 容量比:100/100/50, Ud12%=10.5, Ud13%=17.5, Ud23%=6.5。

由变压器三相额定容量Se=50MVA知, 可取视在功率基准标幺值Sj=100MVA (图1) 。

3零序及正 (负) 序的分析

根据相关的系统化简及计算可得图2。

发生接地故障时, 接地装置的电位、接触电位差和跨步电位差的计算本文不在敷述。

6结论

本文结合变电站实例仔细分析了变电站接的系统分析及复合地网的计算方法, 这是目前中型变电站的基本思路与方法, 不适用于大型的变电站设计。目前来看, 此方法的实际使用效果良好, 方案可行。