王建濤

浙江華東工程咨詢有限公司 浙江 杭州 311100

接地電阻是一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)，它直接影響著接地系統(tǒng)的安全性和有效性。接地網(wǎng)絡(luò)的接地電阻大小是評(píng)估接地系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵。要確保電站運(yùn)行安全可靠，應(yīng)盡可能降低接地電阻。大規(guī)模接地網(wǎng)的接地電阻檢測(cè)，因受地域、地形和環(huán)境因素等因素的影響，難以精確地進(jìn)行。在通常的情況下，接地電阻值較大是非常危險(xiǎn)的。為確保電廠在正常工作中的安全，采用地網(wǎng)接地電阻法對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保電網(wǎng)的正常工作。文章就相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行了探討，這是很有實(shí)際價(jià)值的。

1 水電站地網(wǎng)接地電阻測(cè)量技術(shù)背景

在實(shí)際操作中，我們注意到，幾乎每一座電站都需要經(jīng)過(guò)一系列的系統(tǒng)的科學(xué)的、系統(tǒng)的試驗(yàn)，所以在進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)候，一定要對(duì)電廠的接地電阻進(jìn)行充分的理解和掌握，以保證電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。除此之外，電廠在投產(chǎn)后，還要注意對(duì)電廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的接地電阻進(jìn)行檢查，以便對(duì)電廠網(wǎng)絡(luò)中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行全面的了解，從而有效地控制和控制電廠網(wǎng)絡(luò)中的安全隱患，從而減少發(fā)生安全事件的概率，從而保證電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。因此，在采用現(xiàn)代的電阻檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)電站地面網(wǎng)絡(luò)的接地電阻檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。水電站在建成后，將會(huì)在很短的一段時(shí)期內(nèi)投入使用，所以確保它的安全性是當(dāng)務(wù)之急，需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，加強(qiáng)管理，以確保電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。

另外，由于水電站一般都是在河谷或河流中修建，所以可以使用的接地網(wǎng)面積較大，而且由于土體的阻抗性較高，所以很難有效的減少其接地電阻。由于大部分的水力發(fā)電廠及山地變電站均處于雷擊發(fā)生的區(qū)域，因此，對(duì)電力系統(tǒng)及變電站的電力設(shè)施構(gòu)成了極大的威脅，因此對(duì)其接地的需求也相應(yīng)提高。尤其是在最近幾年，隨著計(jì)算機(jī)的廣泛使用和集成的自動(dòng)控制，對(duì)地面的影響越來(lái)越大，而對(duì)接地的要求也就越高。而水力發(fā)電廠因其絕緣等級(jí)較差，對(duì)避雷器的防護(hù)也較嚴(yán)格。因此，如何有效的減少電廠的地線電阻是一個(gè)十分關(guān)鍵的問(wèn)題。

比如，某水電工程主接地網(wǎng)的接地情況：某型電站的壩位區(qū)屬于一處地勢(shì)較低的河谷地帶，廠壩區(qū)的出露面多為玄武巖，而在右岸的底面則是以砂質(zhì)為主。河道底板厚度大，左岸淺表，右岸平緩的臺(tái)地厚度大。電廠所有工作接地，保護(hù)接地，防雷接地都與一個(gè)接地系統(tǒng)相連。水電站建設(shè)由重力壩、壩后式廠房、尾水渠、值班大樓等構(gòu)成.水電站的接地工程應(yīng)充分發(fā)揮壩前蓄水池和尾水道水下接地網(wǎng)，采用天然接地（門(mén)槽、土建鋼筋、壓力鋼管、尾水管和螺殼體），在壩體接地網(wǎng)、廠房接地網(wǎng)、導(dǎo)流明渠接地網(wǎng)及尾水渠接地網(wǎng)等人工接地系統(tǒng)。主要接地網(wǎng)為80x8mm2的平面鋼板，升壓站、 GIS開(kāi)關(guān)站、屋面出水場(chǎng)均壓網(wǎng)片為40x4mm2的接地銅排板；庫(kù)區(qū)、導(dǎo)流明渠、壩段基礎(chǔ)，廠房基礎(chǔ)、廠右臺(tái)地、尾水渠等均已設(shè)計(jì)基礎(chǔ)接地網(wǎng)，并在上下游各引兩根接地扁鋼延長(zhǎng)300 m。GIS室內(nèi)開(kāi)關(guān)站除了在電廠安裝的銅排式壓力網(wǎng)架之外，還有一個(gè)獨(dú)立的明敷銅排線。

在接地網(wǎng)中，以降阻為主的是水底接地網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)包括：水庫(kù)地下接地網(wǎng)、廠房基礎(chǔ)接地網(wǎng)、水槽接地網(wǎng)等。在電廠開(kāi)始運(yùn)行之前，測(cè)量了接地網(wǎng)的接地電阻，測(cè)量結(jié)果為0.8490Ω。為保證電網(wǎng)的正常工作，就必須增加附加接地網(wǎng)，使其工作頻率的電阻降低到設(shè)計(jì)的0.350Ω或以下。這就是整個(gè)測(cè)試接地電阻與減小接地電阻的測(cè)試[1]。

2 水電站地網(wǎng)接地電阻測(cè)量技術(shù)與技術(shù)要點(diǎn)綜述

2.1 水電站接地網(wǎng)情況分析

從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，在水電工程項(xiàng)目投產(chǎn)前，必須進(jìn)行系統(tǒng)化和科學(xué)化的網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)，特別是要對(duì)地網(wǎng)的接地電阻進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)，以達(dá)到電廠的正常工作需求。另外，在電廠投產(chǎn)后，要對(duì)電廠內(nèi)部的地網(wǎng)電阻進(jìn)行周期性的檢測(cè)，從而減少電網(wǎng)故障的可能性，確保電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這些工作都是通過(guò)比較成熟、嚴(yán)密的測(cè)試手段來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電廠在長(zhǎng)時(shí)間的使用中，電網(wǎng)的安全問(wèn)題一直是電力系統(tǒng)的頭等大事，而持續(xù)的對(duì)其進(jìn)行合理的測(cè)試和各種參數(shù)的精確控制，是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要因素。

2.2 技術(shù)核心方法概述

一般情況下，地線電阻的測(cè)定是一項(xiàng)非常繁瑣的工作，因?yàn)槠渖婕暗囊蛩睾芏啵虼?，其大小、形狀、阻值等都與周圍的電磁場(chǎng)、土壤中的金屬物質(zhì)、地電阻性等因素的作用，同時(shí)還會(huì)受測(cè)試方式和電位的排列等因素的制約。因此，如何準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便地測(cè)量水電站的接地網(wǎng)接地電阻，不僅有利于工程的順利進(jìn)行，而且也將對(duì)正確評(píng)估水電站的安全性、保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和員工的生命健康起到了至關(guān)重要的作用。

2.3 淺析電廠周圍地面網(wǎng)絡(luò)的接地狀況

電廠電網(wǎng)的安全生產(chǎn)和管理工作，由于各種事故的發(fā)生，可以看出電廠電網(wǎng)的安全生產(chǎn)和管理工作中的一些環(huán)節(jié)出現(xiàn)了一些問(wèn)題，這主要是由于電廠的地網(wǎng)接地過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)設(shè)置存在一些問(wèn)題，特別是地網(wǎng)接地電阻參數(shù)的設(shè)置，給以后的電廠的安全運(yùn)營(yíng)造成了隱患。要減少在電廠的使用中容易發(fā)生的故障，就必須采取科學(xué)的方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的測(cè)試。

2.4 電站地面網(wǎng)絡(luò)的接地電阻試驗(yàn)的基本要點(diǎn)與重要性

從我國(guó)電力網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，電力市場(chǎng)對(duì)電力的需求量越來(lái)越大，為了提高電力用戶在電力供應(yīng)和輸電過(guò)程中的服務(wù)品質(zhì)，必須通過(guò)多種技術(shù)和技術(shù)來(lái)提高電力用戶的安全與可靠性，而電廠環(huán)境中地網(wǎng)接地電阻測(cè)試方法是為其安全運(yùn)行保駕護(hù)航。特別是由于接地網(wǎng)是第一批在水電工程中建造的，所以對(duì)接地線的電阻等進(jìn)行檢測(cè)是必須要做的。同時(shí)，在電廠投產(chǎn)后，還應(yīng)對(duì)地網(wǎng)的地線進(jìn)行周期性的檢測(cè)。這是因?yàn)殡娏υO(shè)備的工作狀態(tài)對(duì)電力供應(yīng)的整體性能有很大的關(guān)系，因此必須對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的調(diào)節(jié)，以滿足電力生產(chǎn)的需要。目前國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)上使用的電力設(shè)備都比較老，必須定期檢測(cè)其絕緣電阻等，如果設(shè)備不符合要求，就要進(jìn)行替換或維修[2]。

3 淺談水電廠地網(wǎng)接地電阻試驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

在實(shí)際應(yīng)用中，由于受到多種原因的影響而產(chǎn)生的問(wèn)題，其原因如下：一、二次試驗(yàn)的電阻相差較大。在電站地網(wǎng)的接地電阻試驗(yàn)中，對(duì)地阻值進(jìn)行了實(shí)測(cè)，其中，地阻值是指在接地網(wǎng) CE電極與地線的接觸點(diǎn)間的距離，而在實(shí)測(cè)中，獲得真實(shí)的接地阻值是很困難的，只能在特定的距離內(nèi)進(jìn)行。若電壓極與電流極之間距越大，則測(cè)量到的電阻值與距離的變化越小，這是由于 P電極與 C E電極的位置密切相關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中，必須對(duì)電站 P極點(diǎn)的定位進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，在測(cè)量值與實(shí)際測(cè)量值基本一致時(shí)，才能得出相應(yīng)的結(jié)論。第二，在試驗(yàn)期間，儀表的指示器沒(méi)有被調(diào)整。在采用地網(wǎng)接地電阻試驗(yàn)技術(shù)時(shí)，常常會(huì)遇到指示器指示指示器的指針不停旋轉(zhuǎn)，不能保持在一個(gè)特定的地方，從而導(dǎo)致準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)誤差，這是由于地面網(wǎng)絡(luò)存在漏電現(xiàn)象，周圍的環(huán)境存在一定的不確定性，會(huì)對(duì)儀器造成一定的干擾；由于氣候因素，導(dǎo)致風(fēng)速太大，根據(jù)電源線的磁場(chǎng)原理，電表會(huì)發(fā)生抖動(dòng)。第三，其結(jié)果與現(xiàn)實(shí)不符。在檢測(cè)時(shí)，往往會(huì)有一些電阻值與真實(shí)的不一致，比如：在進(jìn)行地網(wǎng)的接地電阻試驗(yàn)時(shí)，與地面上的金屬物發(fā)生了摩擦，或是泥土太干，導(dǎo)致最后的測(cè)量結(jié)果為0Ω，甚至是接近0Ω[3]。

4 地網(wǎng)電阻法在水電站中的應(yīng)用研究

4.1 水力發(fā)電廠地面網(wǎng)絡(luò)的地線電阻測(cè)試技術(shù)要點(diǎn)

對(duì)水電站地網(wǎng)的接地電阻進(jìn)行檢測(cè)是一項(xiàng)非常繁瑣的工作，它的檢測(cè)會(huì)受到多種因素的干擾，包括地線的尺寸、地線的阻抗性、土壤中的金屬元素等，從而對(duì)電力系統(tǒng)的電阻進(jìn)行檢測(cè)。因此，必須要加強(qiáng)對(duì)電站地面電阻檢測(cè)技術(shù)的研究，并把握好其檢測(cè)的關(guān)鍵，從某種意義上說(shuō)，可以在某種意義上改善電阻的測(cè)量精度，從而促進(jìn)電站的實(shí)際工作。該方法可以對(duì)電廠的安全進(jìn)行精確評(píng)估，從而保證了電廠的相關(guān)電力網(wǎng)絡(luò)的安全與可靠性，同時(shí)也為相關(guān)工作人員的人身安全提供了有力的保證。

4.2 水電廠內(nèi)部地面網(wǎng)絡(luò)的接地狀況

從不同的角度對(duì)不同類型的安全事件進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)有關(guān)部門(mén)對(duì)其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的保養(yǎng)不夠，造成的危害有很多，其中有電廠地網(wǎng)接地的各種參數(shù)設(shè)置不合理而引起的安全事故，特別是水電站地網(wǎng)接地電阻各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)試，特別是水電站地網(wǎng)接地電阻各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)試，這使得水電站在具體運(yùn)行過(guò)程中的安全隱患有很大的提升。為此，應(yīng)主動(dòng)探討并尋求一種科學(xué)、合理的接地電阻的測(cè)量手段，從而降低其在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。在電站的整體內(nèi)，尤其是在其開(kāi)工初期，要注意對(duì)其進(jìn)行的接地，并對(duì)其進(jìn)行反復(fù)的安裝和處理，保證其與所制訂的規(guī)范相符合，從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

4.3 基于水電站的地網(wǎng)接地電阻的試驗(yàn)研究

通過(guò)對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)的具體施工情況進(jìn)行了深入的分析，發(fā)現(xiàn)在社會(huì)大背景下，人們和許多公司對(duì)電能的需求越來(lái)越大，所以，各發(fā)電公司都要加大對(duì)這些技術(shù)措施的研究和完善，從而提高發(fā)電公司的供電能力，從而提高供電部門(mén)的供電能力，提高供電部門(mén)的供電能力，就需要加大對(duì)電廠地面網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和完善，從而從源頭上保證電網(wǎng)的安全。我們都很清楚，在電站的施工中，接地網(wǎng)是目前為止最先進(jìn)的一種，因此，必須要對(duì)地網(wǎng)進(jìn)行測(cè)試。而且，在電廠建成之后，在投入運(yùn)行的時(shí)候，一定要注意到地網(wǎng)的接地電阻，并進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。此外，水電廠的電源設(shè)備的工作是否正常，會(huì)直接關(guān)系到電廠的電源設(shè)備的正常工作，所以，要對(duì)電廠的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使之符合相關(guān)的規(guī)范。由于目前國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的現(xiàn)狀，使用的設(shè)備都是相對(duì)落后的，因此需要加強(qiáng)對(duì)各種絕緣設(shè)備的檢測(cè)，如果出現(xiàn)故障，需要進(jìn)行維修和替換。

4.4 水電站地網(wǎng)接地電阻測(cè)試技術(shù)及在電廠的使用

根據(jù)對(duì)現(xiàn)有的地網(wǎng)接地的相關(guān)參數(shù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，發(fā)現(xiàn)在采用這種方法時(shí)，由于考慮了多種因素的干擾，導(dǎo)致了測(cè)量的精度降低，因此，在進(jìn)行地網(wǎng)接地電阻試驗(yàn)時(shí)，首先要將其運(yùn)用到實(shí)際工作中去。根據(jù)以前的試驗(yàn)成果，可以得出結(jié)論：如果能夠有效的防范和規(guī)避測(cè)量的影響因子，可以提高對(duì)地網(wǎng)的檢測(cè)精度，從而大大增加了測(cè)量的精度，大大減少了測(cè)量的勞動(dòng)強(qiáng)度[4]。

5 基于水電站地網(wǎng)接地電阻測(cè)試技術(shù)在應(yīng)用中需注意的問(wèn)題

5.1 對(duì)地線分流的排除

水電站的地面電阻與地面導(dǎo)線是相連的，很有可能在對(duì)地線和接地網(wǎng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，無(wú)法確保所有的電流都被檢測(cè)出來(lái)，這是因?yàn)榈鼐€與接地網(wǎng)是一個(gè)整體，從而導(dǎo)致了電力通過(guò)電纜流向其它地方，從而導(dǎo)致了基于地網(wǎng)的接地電阻的測(cè)試，與基于地線的接地電阻的檢測(cè)的不準(zhǔn)確，從而對(duì)電力系統(tǒng)的接地電阻的測(cè)量精度產(chǎn)生影響。因此，在排除了地線的分支因子后，要充分重視對(duì)電阻測(cè)量值的干擾，并從旁路的角度出發(fā)，將各接地電阻的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而提高了對(duì)地網(wǎng)的接地電阻試驗(yàn)的精度[5]。

5.2 電站電網(wǎng)失效狀態(tài)下的帝王接地電阻試驗(yàn)研究

由于電站建成后長(zhǎng)期處于使用狀態(tài)，在日常的維修和管理中經(jīng)常會(huì)遇到一些問(wèn)題，通常都是供電線路的相線為引起故障的供電通路，因此在進(jìn)行地網(wǎng)的接地電阻試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該將相導(dǎo)線當(dāng)作是一根電流引線。此外，相導(dǎo)線與接地線在幾何上存在著一種相互平行的聯(lián)系，地線與相導(dǎo)線間存在著極為顯著的電感。因此，當(dāng)一個(gè)水電站發(fā)生了事故時(shí)，由于線路可以提供短路的原因，那么在它們的感應(yīng)作用下，很小的一部分會(huì)被分配到地線上，從而導(dǎo)致了對(duì)地線的測(cè)量精度的下降，從而導(dǎo)致測(cè)量的精度提升。為了提高對(duì)電站地面電阻的檢測(cè)精度，應(yīng)充分考慮電網(wǎng)的短路電流，并將其引入到電阻測(cè)量中。

6 基于試驗(yàn)技術(shù)在水電站地網(wǎng)接地的應(yīng)用實(shí)踐

鑒于目前的狀況，隨著人民群眾的生產(chǎn)和生產(chǎn)對(duì)電能的需求不斷增加，因而，水電廠的施工速度也是與日俱增，在實(shí)際運(yùn)行中，很有可能會(huì)有一些不滿足標(biāo)準(zhǔn)的情況發(fā)生，而且，對(duì)水電站地網(wǎng)接地相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試過(guò)程中也會(huì)有操作不規(guī)范這種現(xiàn)象產(chǎn)生，通過(guò)對(duì)基于水電站地網(wǎng)接地電阻測(cè)試技術(shù)的研究和應(yīng)用使得這種不利的現(xiàn)象得以大大的改進(jìn)，進(jìn)而促使地網(wǎng)接地電阻測(cè)量結(jié)果的精確度也大大提高，從而有利于水電站的正常運(yùn)行。在進(jìn)行地網(wǎng)接地電阻檢測(cè)時(shí)，采用與地面網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的非破壞性電流檢測(cè)技術(shù)，極大地減少了電廠地網(wǎng)中的漏電，從而大大提高了對(duì)地網(wǎng)接地電阻試驗(yàn)的精度。此外，為了提高電力系統(tǒng)地網(wǎng)的接地電阻試驗(yàn)的質(zhì)量，還可以采用其他的方法，例如采用短時(shí)間的放線和設(shè)置電壓電極，這樣既可以提高測(cè)量的精度，又可以減少測(cè)量的工作量。在評(píng)測(cè)時(shí)，要充分考慮到電流的真實(shí)分布、流路、接地的情況，從而提高電阻的準(zhǔn)確度[6]。

7 結(jié)語(yǔ)

電廠地面網(wǎng)絡(luò)的接地電阻水平能否達(dá)到要求，將會(huì)對(duì)電廠的運(yùn)行產(chǎn)生重大的影響，因此，在選擇合適的接地電阻的方法時(shí)，要綜合考慮所處地理環(huán)境、地形地貌和土壤電阻率的高低、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和氣候條件等因素綜合分析，采用技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性的方法，結(jié)合工程實(shí)際，制定出合適的減阻方案或綜合減阻方案，達(dá)到設(shè)計(jì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的目的，確保了裝置的安全、穩(wěn)定、有效，有效地克服了大型水電工程接地網(wǎng)接地電阻不符合標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。