十一月下旬的一个阴天,某220kV变电站扩建现场,地网接地阻抗验收测试正卡着壳。用异频法测试仪测主地网,数据在0.4Ω到0.8Ω之间来回飘,同一位置连测五遍,最大值差了一倍。测试班长盯着仪器屏幕皱眉头,昨天在另一个站还好好的,今天怎么就不稳了?几个人围着仪器议论,有人说该送接地阻抗测试仪维修了,有人说地网本身就有问题。
异频法测了一上午,数据就是稳不住
这台异频测试仪用的是45Hz/55Hz双频,避开50Hz工频干扰,按理说抗干扰能力不差。测试方法用的是三极法,电流极打在地网对角线延长线上,距离地网边缘约2.5倍对角线长度(D),电压极在0.618D位置。布线沿着站区围墙内侧走,两条线基本挨在一起。
上午测了三个多小时,换了量程、换了测试线夹、重启了两次仪器,漂移还是存在。有时候数据稳住十几秒,突然跳一下又回来,完全摸不着规律。
换个方向布线,数据突然稳了
午饭时有人提了一句,上次培训讲过布线夹角不能太小。大伙没当回事,觉得差几度能有多大影响。下午实在没辙,班长让人把电流极线改了个方向,从围墙的另一侧绕出去,跟电压极线拉开一个明显的角度。
重新接线开机,数字跳了两下就稳住了——0.52Ω。再测五遍,最大偏差不到0.03Ω,稳得不像话。在场的人都愣了,折腾了一上午,改了个布线方向就搞定了?
平行走线的互感,比想象的大
事情到这儿还没完。为什么夹角不够会引起这么大的漂移?异频法本来就是抗干扰的,怎么会栽在布线上?
其实道理不复杂。电流极线和电压极线如果长时间平行走线,两根线之间会产生互感。电流极回路里流过的异频电流,会在电压极回路上感应出额外的电动势。测试仪把这部分感应电压也当成了地网上的压降,结果自然偏大。而且这个感应量受线间距、地面土壤导电率、甚至附近金属围栏的影响,本来就不稳定,数据飘就不奇怪了。
很多人做地网接地阻抗测试,只盯着D和0.618D这些距离参数,对布线夹角不敏感。行业标准里写的是夹角不小于30°,这个数不是拍脑袋来的——夹角越小,互感干扰越大;30°是个经验阈值,低于这个角度,互感带来的误差可能超过5%。
三极法和大电流法,对布线的要求不一样
这里顺便澄清一个常见的混淆。接地阻抗测试常用两种方法:三极法(异频小电流)和大电流法(工频大电流)。三极法用异频电源,确实能把工频干扰滤掉,但它解决不了布线互感的问题——互感是测试回路自身产生的,跟外部工频干扰不是一回事。
大电流法因为注入电流大(通常几十到上百安),信号强度高,互感的相对影响反而小一些。但大电流法受场地和设备限制,现场用得更多的还是异频三极法。用异频法的人,反而更要注意布线方式。
现场条件受限时,实在没法拉开30°夹角怎么办?有两个应急办法:一是尽量增大两线间距,能隔多远隔多远;二是交叉布线,让两段平行的导线电流方向相反,互感相互抵消一部分。但这都是权宜之计,有条件还是按规范来。
几条容易忘但很管用的地网测试备忘
第一,布线前先踏勘地形,规划好电流极和电压极的方向,保证夹角≥30°,优先选垂直或接近垂直的方向。第二,平行走线的长度尽量控制,实在避不开的,线间距不小于5米。第三,数据漂移先查布线,别急着判定仪器故障,真要是硬件问题一般表现为固定偏差或完全测不出,很少忽大忽小。第四,对测试结果有疑问时,换个布线方向复测一次,两次结果一致再下结论。实在排查不出问题,再考虑接地阻抗测试仪维修的事。
⚠️ 安全提示:地网接地阻抗测试属于高压电气试验范畴,须由持证人员按DL/T 475规程操作,测试区域设置安全围栏,严禁雷雨天气作业。
