电杆接地电阻测量方法有哪些?老张用过多种方法,说不同方法有不同适用场景,选对了方法,测得准、效率高。电杆接地,是把电杆、横担、拉线等金属部件和大地可靠连接,防止雷击、感应电压、绝缘击穿时电杆带电,危及人身安全。接地电阻是衡量接地效果的指标,电阻越小,泄流能力越强,保护效果越好。测量接地电阻,是验收和巡检的必要项目。
接地电阻的标准要求,根据电压等级和接地类型不同。十千伏配电线路,电杆接地电阻一般要求不大于十欧姆。三十五千伏线路,不大于十欧姆,重要杆塔不大于五欧姆。一百一十千伏及以上,不大于五欧姆,重要杆塔不大于一欧姆。雷击多发区、高土壤电阻率地区,标准可能放宽,但要有其他防雷措施配合。测量结果如果超标,要查明原因,采取降阻措施。
测量方法,有三极法、钳形法、大电流法、变频法、土壤电阻率测试法等。三极法是最经典的方法,也叫电位降法或者补偿法。原理是向接地极注入电流,测量接地极和零电位参考点之间的电压,用欧姆定律计算电阻。三极法需要三个电极:被测接地极、电流极、电压极。电流极和电压极要布置在一条直线上,和被测接地极距离足够远,一般电流极距被测极四十米以上,电压极距被测极二十米以上。三极法的优点是原理简单、结果准确,是仲裁测量的标准方法。缺点是需要打辅助地极,在水泥地面、岩石地区、冰冻地区,打地极困难。测量时需要断开被测接地极和电杆的连接,单独测量接地极,操作麻烦。
钳形法,也叫钳形接地电阻测试法,用钳形表夹住接地引线,通过感应注入电流,测量回路电阻。钳形法不需要打辅助地极,不断开接地线,操作简便,适合现场快速测量。但钳形法有前提条件:必须是多极并联接地系统,有多条接地回路,钳形表才能形成感应回路。如果是单根接地极,没有其他回路,钳形法测不准。钳形法的精度一般比三极法差,适合巡检初筛,不适合验收仲裁。有些新型钳形表,结合多频技术和数据处理,精度有所提高,但仍不如三极法。
大电流法,是向接地回路注入大电流,比如五十安培以上,测量电压降计算电阻。大电流能克服干扰,抗杂散电流能力强,结果可靠。但设备笨重,操作危险,需要停电作业,一般只在重要杆塔或者故障排查时使用。普通电杆的常规测量,不用大电流法。
三极法适用于新建线路的接地验收、争议仲裁、精度要求高的情况。验收时,按规范要求,必须用三极法测量,数据才能作为验收依据。测量时,选择开阔地带,土壤均匀,避开地下金属管道、电缆。打电流极和电压极,极间距要够,一般电流极距离五倍接地极长度以上。如果接地极是放射形,电流极要沿放射线方向布置。测量时,电压极移动三个位置,每移动一次测一次电阻,取平均值,消除土壤不均匀影响。
钳形法适用于运行线路的巡检、大批量杆塔的快速筛查。城区线路,地面是水泥或者沥青,没法打地极,钳形法是唯一可行的方法。山区线路,岩石多,打地极也困难,钳形法方便。但用钳形法前,要确认接地系统是多极并联的。检查接地引下线,是否有多个接地极并联,或者和邻近电杆的接地线有连接。如果没有并联回路,钳形法不适用,测值不准。钳形法测量时,被测引线要位于钳口中央,避免和其他导线靠近,减少干扰。
变频法,是三极法的改进版。传统三极法用工频电流测量,容易受地中工频杂散电流干扰。变频法用异频电流,比如一百二十八赫兹,避开工频干扰,提高信噪比。变频法保留了三极法的高精度,同时抗干扰能力强。仪器自动计算,操作比传统三极法简便。适合电磁环境复杂的城区、变电站附近、工业区。缺点是仪器价格贵,一般单位买不起,只有专业检测机构或者大型供电企业配备。
土壤电阻率测试法,不是直接测接地电阻,而是测土壤的电阻率,用于接地设计。用四极法,四个电极等间距插入土壤,测量土壤电阻率。根据电阻率,设计接地极的形式和尺寸,预估接地电阻。这种方法在新建线路设计阶段使用,运行阶段一般不测。但运行中发现接地电阻超标,又没法做降阻改造时,可以测土壤电阻率,分析超标原因,为改造方案提供依据。
测量季节的影响。土壤电阻率随季节变化,雨季土壤潮湿,电阻率低,测量值小。旱季土壤干燥,电阻率高,测量值大。冰冻期土壤冻结,电阻率极高,测量值偏大。所以接地电阻测量,最好在干燥季节进行,测出的值偏保守,更能反映不利情况。如果雨季测量合格,旱季可能就不合格。同一批电杆,不同季节测量,数据不能直接对比,要注明测量季节。
测量前,要断开电杆上的所有电气连接,包括导线、避雷器、通信线,只保留接地极本身。如果不断开,测量的不是接地极的电阻,而是整个回路的并联电阻,结果偏小,不能反映接地极的真实状况。测量时,电流极和电压极的引线要远离被测接地极的引线,平行距离不小于十米,减少互感干扰。引线和地面接触的部分,要架空或者绝缘,防止漏电。
测量读数不稳定,是常见问题。原因可能是土壤不均匀、地下有金属管道、附近有强电磁干扰、接触不良。解决办法:检查接线,确保接触良好。改变电流极和电压极的位置,避开地下金属物。用变频法或者大电流法,提高信噪比。多次测量取平均值,剔除异常值。如果读数始终不稳定,怀疑接地极本身有问题,比如接地线断裂、接地极腐蚀、连接松动。
接地电阻超标后的处理。降低接地电阻的方法,有增加接地极数量、延长接地极长度、换用降阻剂、深埋接地极、利用自然接地体。增加接地极,多根并联,降低总电阻。但并联效果有极限,超过五根后,再增加效果不明显。延长接地极,打入更深的低电阻率土层。降阻剂,填充在接地极周围,降低接触电阻。深埋接地极,用钻孔法把接地极埋到地下几米甚至十几米。自然接地体,利用埋地金属管道、电缆外皮作为辅助接地,但要征得产权单位同意。
老张总结,电杆接地电阻测量方法对比,没有最好,只有最合适。精度要求高的用三极法,快速筛查的用钳形法,干扰大的用变频法,设计阶段的测土壤电阻率。关键是了解各种方法的特点和局限,因地制宜,选对方案。测量结果要真实、准确、有记录,为接地系统的安全运行提供依据。
总之,接地测量,方法要选对、操作要规范、季节要考虑、干扰要排除、超标要处理、记录要完整。接地是安全底线,测量是底线的守护者。