导航： >> 安全论文>> 电力安全论文>>正文

杆塔接地电阻及土壤电阻率测量中存在的问题分析及改进措施

文档作者：颜喜平许根养敬亮兵张杰江龙才李景禄文档来源： 1．长沙理工大学 2．安徽池州供电局		点击数：	更新时间： 2022年02月10日
下载地址：点击这里	文件大小： 304.17 KB 共4页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共4页]

本文件共4页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：304.17 KB 共4页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇：杆塔地网冲击电阻特性研究

上一篇：高土壤电阻率地区110kV变电站降低接地电…

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

2008年10月
第9卷第10期
电力设备
Electdcal Equipr,e~
Oc1 2008
VOI．9 N0．10
杆塔接地电阻及土壤电阻率测量中存在的
问题分析及改进措施 术
颜喜平 ，许根养 ，敬亮兵 ，张 杰 ，江龙才 ，李景禄
(1．长沙理Z-大学电气与信息Z-程学院，湖南省长沙市410076；2．安徽池州供电局，安徽省池州市247000)
摘要：文章针对安徽池州I供电局的4务l1O kV输电线路杆塔接地电阻和土壤电阻率的测量误差，采用数据对比、理论
计算的方法并配合电路模型，分析了测量误差的产生原因。结果表明：杆塔接地电阻的测量结果与辅助电压线、电流线
的有线长度、方向以及测量时的天气等密切相关；ZC29B‘1型接地电阻测量仪由于其内部结构特征，不适合作为测量土
壤电阻率的工具。
关键词：杆塔；接地电阻；土壤电阻率；接地电阻测试仪：测量误差
中图分类号：TM862
0 引言
接地电阻与土壤电阻率是接地工程的重要参数，
是设计、计算与维护接地装置时应首先重点考虑的因
素 。准确测量杆塔接地电阻与土壤电阻率，对线路设
计运行部门制定科学决策、降低输电线路改造成本及
降低输电线路雷击跳闸事故具有重要的意义l2 J。安徽
池州供电局的110 kV查泥439线、池潘429线、观查
43l线和潘查438线雷击跳闸率居高不下，部分原因为
杆塔接地电阻与土壤电阻率超标。因此，对杆塔接地
电阻及土壤电阻率进行准确测量并采取降阻措施加以
治理十分必要。安徽池州供电局将此项目委托给了长
沙理工大学。他们到达现场后发现，原测量人员使用
的测量方法和接地电阻测试仪使用不当，使测量数据
不准确，不能客观反映杆塔接地情况，故难以找出雷害
事故的真正原因。本文针对安徽池州供电局4条
l 10 kV输电线路杆塔接地电阻和土壤电阻率测量过程
巾发现的问题作出了系统分析，并提出了改进措施。
1 杆塔接地电阻及土壤电阻率测量
1．1 接地电阻测量仪
传统的接地电阻测量仪都是基于三极法
或者四极法原理设计而成的机械式接地兆欧表，
采用手摇发电机作为电源，一般有E、P、C 3个接
线端子或者C。、C：、P，、P 4个接线端子，国产的ZC一8
和ZC29B—l系列接地兆欧表都在现场得到广泛应
用。而近年来基于三极法或四极法原理的数字式接地
电阻测量仪，如日本产的MODEIAOI5接地电阻测量仪
等已广泛应用于现场测量，此外C．A6411钳形接地电阻
测量仪的应用也较为普遍。但据调查这些表计 的测
量精度普遍不高 7．1o]。
1．2 杆塔接地电阻的测量
现场对杆塔接地电阻的测量常采用三极法 ，两
辅助电极与被测接地体可采用三角形布置，也可以采
用直线布置。当采用三角形布线时，须经过复杂烦琐
的计算才能得出其测量结果，而且测量结果的精度较
低。而当采用直线布线时，测量结果简单直观明了，
精度也较高。所以在现场常采用直线三极法测量杆
塔接地电阻。但对用直接布置无法进行的某些特殊
地形地段则可采取三角形布线 法进行测量。
用直线三极法 测量杆塔接地电阻的接线示意
图见图1，其电极布置和电位分布示意图见图2i】 j。
图1 用直线三极法测量接地电阻的接线示意图
安徽省电力公司项目：池州电网输电线路防雷技术研究 项目编号为2007050。
图2 直线三极法电极和电位分布示意图
新成果与技术应用 颜喜平等：杆塔接地电阻及土壤电阻率测量中存在的问题分析及改进措施45
直线三极法中的三极是指被测接地体l、测量用
的辅助电压极2和电流极3。此种方法是将接地体视
作半球形，不论接地体的形状如何，当d ，足够大时，
接地体就越接近半球形，测量结果就越真实 ⋯。一
般，取d． =(4～5)D，d。2=(0．5—0．6)d13(D 为被测
接地装置最大对角线的长度⋯ )。通常辅助电压极离
接地体越远，其电位就越小，当距离超过20 m 时，电
位近似为零。此时辅助电压极2可以认为是处在实
际的零电位区内 吧’ “J。实际工程测量中，若地形复
杂使得放线有困难，常取d， =2D，此时可将测量误
差控制在0．498以内⋯ 。此外，为避免地下导体由
于分流对测量数据的影响，测量时需避开地下金
属网 ]。
1．3 土壤电阻率的测量
现场对土壤电阻率的测量有三极法和四极法。
采用三极法时，接地体附近的土壤起着决定性作用，
即用这种方法测出的土壤电阻率在很大程度上仅反
映了接地体附近的土壤电阻率。该方法的最大缺点
是在测量回路中测得的接地电阻R 中包括了可能会
相当大的接触电阻，从而可能引起较大误差 ，因而
这种方法在工程实际中很少采用。采用四极法测量
土壤电阻率的接线示意图如图3所示。
图3 四极法测土壤电阻率原理图
经过理论分析，考虑1年中的季节差异后可得土
壤的电阻率的测量表达式为
P =2订 (1)
式中，P为土壤电阻率，P 为1年中的最大土壤电阻
率，n ·II1；。为电极间的距离，rrl；U为P 、P：点的实
测电压，V；R，为实测土壤电阻，n； 为考虑到土壤
干燥的季节系数，为1．2～1．8，干燥季节取较小数值，
潮湿季节取较大数值⋯ 。
由上式可知，当n己知时，测量出P 、P，两极间
的电压值和电流值，由欧姆定律计算出土壤接地电阻
尺 ，即可算出土壤的电阻率。而当C 、P 短路时，就
不能有效测量P 、P：间的电压和电流了。
一般情况下，测量时应找出一块平地，将辅助电
极均匀布置在平地上，要求测量点的土壤结构与杆塔
基座所处土壤结构非常接近，若所处土壤结构不均
匀，可采取分块多处测量，取其平均值的办法。这样
测得的数据最能反映杆塔所处的地质面貌状况，同时
要求测量点尽量避开杆塔接地射线和其他地下金属
管道 J，若受现场条件的限制，应将辅助电极布置在
与金属管道垂直的方向上 。
2 测量杆塔接地电阻存在的问题及分析
池州供电公司的110 kV池潘429线3号铁塔位
于一平地上，其周围为一小片竹林，竹林周围为一片
水田，铁塔处土质为细沙粘土。其地下接地射线为
30 m，属于小型接地网，采用直线三极法对该杆塔的
接地电阻进行现场测量。分别用ZC一8和ZC29B两
种兆欧表测量，取d。2=20 In，dI3=40 m 和dl2：60 m，
d． =100 m，并改变布线方向与塔体基座垂线的夹角
，如图4所示。当 分别为0。、30。和45。时所测得
的接地电阻数据如表1所示。
图4 测量布线方向与塔体接地射线位置示意图
从表1中的数据可以发现：对于接地电阻的测
量，在布线长度和角度相同的情况下，ZC -8 和
ZC29B一1两种兆欧表的测量读数相差不大。但是对
于同一种兆欧表，当布线角度相同但布线长度不同
时，接地电阻的测量结果相差较大。特别是当布线方
向与接地射线方向相同时，其测量结果相差最大，达
到5倍之多。
为何会产生如此大的差别呢? 由于ZC-8和
ZC29B一1系列兆欧表的工作原理相同，均为贝仑特
补偿法 J，故只结合ZC一8型接地电阻测试仪的工作
原理图加以分析。其工作原理图如图5所示。
表1 接地电阻测量值
ZC 一8 ZC29B -1
布线方式
dl2=20 m，dl3=40 m dl2：60 m，d13=100 m dl2=20 m，d13=40 In dl2=60 in，d13=100 m
测量角度 (。) O 30 45 0 30 45 O 3O 45 0 30 45
接地电阻 g／n l5．5 l5．2 14．8 96．8 89．5 85．3 15．3 14．9 14．5 95．7 89．3 85．5
46 电力设备 第9卷第10期
接
图5 zc一8接地电阻测试仪工作原理图
测量时，手摇发电机产K生电流为，，，此电流经
内部互感器的一次绕组、大地、辅助电流极回到发电
机。同时可以通过调节滑动触头使检流计‘的指针位
于中心线，从而使互感器的一次绕组产生同样大小的
电流 ，使内部电位器的测量电压 与E、P之间的电
位Ul相等，即Ul=U2。又Ul=Il R 、U2=IzR、Il：12，
所以在滑动电阻上得到的电阻R 即为量取的接地电
阻值月 ，即尺= 。
当接地射线长度，J大于E、P之间距离时，南于接
地射线大多数为电阻率很小的导体材料，有着良好的
导电性能，此时相当于接地体E和电压极P在地
下已经接近短路，这就造成 的值大幅减小。因
U =Uz，即 值减小，又因手摇发电机为恒流源，即
发出的电流，，不变。闪，，=，：所以， 不变。由欧姆
定律 =U，／12，所以当测量达到电桥平衡时滑动电阻
尺上得到的电阻兄减小。即杆塔接地电阻的读数
尺 减小。
从表1叶1还丌r以发现：在杆塔接地电阻的测量
中，对于同一种兆欧表和布线方式，当布线的方向逐
渐偏离塔体基座的垂直方向时，测量的杆塔接地电阻
将逐渐减小，测量误差增大。所以在测量杆塔接地电
阻时要尽量避开地下接地射线的影响，即布线方向应
尽量和塔底基座垂直。
3 测量土壤电阻率存在的问题及分析
同样对池潘429线3号铁塔的土壤电阻率进行
丫现场测量，在铁塔周围的竹林里找出一片平地，按
陶3接线，取n：5 m，分别用ZC一8和ZC29B一1两种
仪兆欧表测得接地电阻尺 后，可由式(1)求得土壤电
阻率。土壤电阻率测量值如表2所示(取 =1．2)。
表2 土壤电阻率测量值
表2中的数据说明，分别用ZC一8和ZC29B一1两
种兆欧表测量土壤电阻率时，其结果相差巨大，达到
47．5倍。再者，ZC29B‘1的测量结果严重失真。凭经
验，类似3号铁塔的细沙粘土，其土壤电阻率参考值为
300 ft·m ，不可能超过1 000 n ·m。因此猜测可能
是ZC29B一1的内部结构的问题造成了如此大的误
差。为了验证这种猜测，进行了如下2 个论证性
试验。
实验一：用万用表的欧姆档测量ZC29B—l摇表
的C，、P 两接线端之间的电阻，其读数为0，万用表的
蜂鸣器呜叫，说明C 、P，之间已经导通。
实验二：另找一片土质均匀的平地，用四极法测
量其土壤电阻率，分别在其接线端C 、P。均接通或
C。、P，接线端分别解开的情况下测量接地电阻，测量
值如表3所示。
表3 接地电阻R 测量值
从表3可以看出，分别断开c，或P ，所得测量结
果相同，而C，、P 均正常接通时其测量结果是断开一
端测量值的一半，说明用四极法测量时所测量的是某
2个电阻的并联值。因为C。、P 两接线端在表计内部
已形成通路，所以在用四极法测量土壤电阻率时，实
际上变成了用三极法测量C．、P。两接线端，即两圆钢
的接地电阻的并联值。
4 减小测量误差的措施
为减小测量杆塔接地电阻和土壤电阻率的误
差，测量时应该注意以下几点：① 测量接地电阻宜
采用直线三极法，辅助电流极的长度应该达到杆塔
接地射线的4倍以上，辅助电压极的长度为辅助电
流极长度的0．618倍。② 测量接地电阻时布线方向
应尽量与塔体基座垂直，测量时应避开地下管道，
测量应尽量选择在晴天进行。③ 测量土壤电阻率时
应找土质相同且远离接地射线的地方进行，以便客
观反映杆塔处的土壤情况。④ 为了了解水平方向的
土壤分布情况，应在区域内找出4～6点进行土壤电
阻率的测量。⑤ 测量土壤电阻率时，应分别取
n=10、20、30、50 m 进行测量，最后取其平均值。
⑥ 使用土壤电阻率测量仪之前应该进行检查，看是否
为标准的四极表。
5 结束语
本文对安徽池州供电局4条1 10 kV输电线路杆
塔接地电阻和土壤电阻率的测量数据进行对比、计
算、分析，并结合电路模型找出了误差存在的真正原
因．得出以下结论：
新成果与技术应用 颜喜平等：杆塔接地电阻及土壤电阻率测量中存在的问题分析及改进措施 47
(1)杆塔接地电阻的测量结果和辅助电压线、电
流线的布线长度、角度以及测量时的天气等因素密切
相关。
(2)对于有4个接线端的接地电阻测量仪，其是
否适合用于测量土壤电阻率，要先查看其内部C。、P
两接线端是否发生了短路，若是，则其不适合再作为
测量土壤电阻率的工具。
6 参考文献
[1] 李景禄．接地装置的运行与改造[M]．北京：中国水利水电出
版社，2005．
[2] 李景禄．实用电力接地技术[M]．北京：中国电力出版
社，2001．
[3] 陈家斌．接地技术与接地装置【M]．北京：中国电力出版
社．2003．
[4] 沈培坤．防雷与接地装置[M]．北京：化学工业出版社，2006．
[5] 刘泽生．几种杆塔接地电阻测量仪器和方法的比较[J]．高电
压技术，2001，27(5)：76。80．
[6] 吴湘黔．杆塔接地电阻测量存在的问题及改善接地电阻的方
法[J]．贵州电力技术，2006，83(5)：23-26．
[7] 刘卫东．杆塔接地电阻测量方法浅析[J]．电气应用，
2005．24(2)：74—76．
[8] 侯仁保．杆塔接地电阻的正确测量[J]．供用电，1999，16(5)：
32—35．
[9] 李淳．接地电阻测量法的比较[J]．武汉水利电力大学学报，
2000，22(2)：149。152．
[10] 蔡成良．输电线路杆塔接地电阻测量方法的比较[J]．电测与
仪表，1997，34(384)：22-24．
[11] 徐彩利．特殊情况下接地电阻的测量[J]．安徽电力，2004(3)：
54—56．
[12] 徐建平．接地电阻测量方法的误差分析与工程实践[J]．浙江
电力，2004(4)：23—27．
收稿日期：2008—02—24
修回日期：2008—08—18
作者简介：
颜喜平(1978一)，男，硕士研究生，研究方向为电力系统防
雷与接地；
李景禄(1955一)，男，硕士生导师，高级工程师(教授级)，
主要研究方向为电力系统过电压保护、电力系统接地技术、电
力系统电磁兼容技术、配电网技术、电气设备的状态识别与检
测、电力系统节能技术、电力系统现场检测等。
(责任编辑罗翠兰)
Analysis of Existent Problems and Improving M easures in M easuring Tower’S
Grounding Resistance and Soil Resistivity
YAN Xi-ping。
，
XU Gen—yang ，JING Liang—bing ，ZHANG Jie ，JIANG Long—cai2， LI Jing．h
(1．School of Electric&amp;amp; Information Engineering，Changsha Univers of Science&amp;amp; Technology，Changsha 410076，China；
2．Chizhotl Power Supply Bureau，Chizhou 247000，China)
Abstract：It is important for designing and maintaining the grounding device to measure accurately the tower’S grounding resistance and
soil resistivity of the transmission line．The principles and measurement of the tower’s groun ding resistance and soil resistivity were
introduced in this paper，and the reasons ofmeasure error aiming at the four 110 kVtransmission lines in Chizhoa Power Supply Bureau
of An Hui province were analyzed by usnag data contrast，theoretical calculation and ckcu~mode~．The results indicate that measured
value ofthe tower’S grounding resistance and soil resistivity are nearly correlative to the weather，the length，the angle and the direction
of assistant current and potential leads．The grounding ohmmeter of ZC29B’1 is un suitable to measure soil resistivity because of its
inside confguratbn．
Keywords：tower；groun ding resistance；soil resistivity；groun ding ohmmeter；measurement error
·综合信息·
1 000 kV特高压输电线路开始验收
2008年9月6日，河南超高压输变电运检公司在
河南送变电建设公司承建的特高压线路第1 l标段全
面启动验收工作，从而在全线打响了1 000 kV特高压
输电线路工程竣工预验收及生产验收的第一枪。国
家电网公司特高部、国网交流建设公司、山东诚信监
理公司、河南送变电建设公司、河南超高压输变电运
检公司等相关单位的代表出席验收启动仪式。
特高压工程是我国电网建设史上具有里程碑意
义的示范工程，为建设好国内乃至世界范围内首条投
入商业运行的特高压工程，河南送变电建设公司举全
局之智，倾全公司之力，不断加大科技创新、管理创新
和人员设备的投入力度，推行精益化管理。在时间
紧，任务重，无既有经验的情况下，全体参建职工战酷
暑、斗严寒、不畏艰险，经过l4个月的艰苦奋战，圆满
完成了特高压线路11标段的施工任务，并顺利通过
公司三级验收。

网友评论 more

电力安全论文最新内容

03-05