张明举 石峰

摘 要：场区地表电位梯度是用来表征接地装置运行状况的重要参数之一，测量变电站场区地表电位梯度能够为检测接地网是否可靠运行提供科学和客观的判据。现采用8000（S）设备对我市某变电站进行场区地表电位梯度测量，并从电位梯度的角度对该站接地系统给予评价。

关键词：变电站;接地网;差频测量;电位梯度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.152

1 电站场区地表电位梯度的目的

接地装置是变电站设计过程中要求最为严格的装置之一。电厂、变电站接地装置是厂区内所有电气设备的安全基石，与电力生产安全息息相关，是电力系统安全运行的重要防线。在近年来电力系统中发生的许多重大电气事故，究其原因都与接地装置的缺陷存在关联。

发电厂、变电站地网的主要功能有两个，其一是保障设备的安全稳定运行，其二是确保作业人员的安全。当发生接地短路时，短路电流就会经过接地系统流入大地。一方面接地系统会在短路电流的作用下产生地电位升，如果此时接地阻抗较大，就容易形成地网电位的异常升高;另外一方面，短路电流会在接地系统上引起不均衡的电位分布。如果接地系统设计不合理则会导致接地系统本身局部电位差超过安全值。检测变电站接地装置是否可靠运行是一项至关重要的试验项目。变电站场区地表电位梯度是当接地短路电流或试验电流流过接地装置时，被试接地装置所在的场区地表面形成的电位梯度。场区地表电位梯度是一个重要的表征接地装置状况的参数。

在《中华人民共和国电力行业标准》DL/T 475-2006《接地装置特性参数测量导则》中有如下参考规则，“场区地表电位梯度是一个重要的表征接地装置状况的参数，大型接地装置的状况评估及验收试验，都应测试接地装置所在场区的电位梯度分布曲线，中小型接地装置则应视具体情况尽量测试，某些重点关注部分也可测试。”因此，测量变电站场区地表电位梯度能够为检测接地网是否可靠运行提供科学和客观的判据。

2 接地装置特性参数测试系统8000（S）简介

8000（S）发电厂、变电站接地装置特性参数测量系统是由厦门红相电力设备股份有限公司开发的一套能够有效测量接地装置特性参数的测试系统。

8000（S）系统采用DL/T475-2006推荐的异频小电流测试方法，通过向被测地网注入一个非工頻信号来实现对接地装置特性参数的测试，一般是取在工频信号附近的几个赫兹的信号做为测量的输入信号。实验电流一般在3～20A，频率在40～60Hz，异于工频又接近工频。实际测试一般取45～55Hz。异频测量还可以避免噪音信号和工频信号的干扰，使测量结果更加精确。异频测量以其经济、安全的特点，已在国内外广泛使用。

3 测试方法

我公司于今年四月对我市某220kV变电站进行了变电站场区地表电位梯度测试，具体方法如下。

（1）将被试场区划分为220kV场区和66kV场区，场区电位分布用场区两宽的中点连线来表述。测量220主场区的对角线长度D，在距离主场区边缘4倍D距离以上的一点打一个地桩，此地桩为试验中的电流极。在场区南侧中心选择一个与主网连接良好的接地引下线作为电流注入点。

（2）用试验电源E连接电流极和之前选好的电流注入点。

（3）在电流注入点附近选择一点为参考点，用导线将该参考点连接到4025D的红色（黑色）电压端子，参见图2;然后将电位极至于该点，并用导线将电位极连接至4025D的黑色（红色）电压端子。

（4）从起点等间距d（d取2m）测试地表与参考点之间的电位梯度U，直至场区北侧中心。将这些数据绘制出U-X曲线，即场区地表电位梯度分布图。

（5）在66kV场区按照上述方法测量66kV场区的电位梯度。

4 结果与结论

如图所示，220kV场区在0～60m范围内存在很明显的电位差，点位波动也比较大大。由此可推断此区域地网存在缺陷，其原因可能是接地装置焊接不良、地网腐蚀老化，亦可能是此处土壤电阻率比较高，建议测量土壤电阻率进一步观察。66kV场区电位差不明显，电位分布比较均匀，曲线尾部上翘程度在正常范围内，接地状况比较理想。

参考文献：

[1]向婷.异频大电流接地装置测试系统设计与实现[D].电子科技大学，2014.

[2]朱宏法.变频技术在大型接地网阻抗测量中的应用[D].浙江大学，2011.

[3]赵闯，董超，彭绍迪，郭翔.接地网接地阻抗测量的优化[J].云南电力技术，2012（05）.