杆塔接地电阻测试作业指导书

前言

为提高电网公司供电企业输变电设备的运行、检修、试验水平，规操作方法，确保人身和设备安全，由电网公司生产技术部组织，编写了目前我公司输电线路杆塔接地装置接地电阻测试作业指导书。编写中遵循了我国标准化、规化和国际通用的贯标模式的要求。该指导书纳入公司生产技术管理标准体系。

本指导书由电网公司生产技术部提出。

本指导书由电网公司生产技术部归口。

本指导书由省电力试验研究院（集团）负责编写。

本指导书主编人：宇民

本指导书主要起草人：宇民

本指导书主要审核人：

本指导书审定人：

本指导书批准人：

本指导书由电网公司生产技术部负责解释。

目次

1 目的 (1)

2 适用围 (1)

3 引用标准 (1)

4 支持性文件 (1)

5 技术术语 (1)

6 安全措施 (1)

7 作业准备 (2)

8 作业周期 (2)

9 工期定额 (2)

10 设备主要技术参数 (2)

11 作业流程 (2)

12 作业项目、工艺要求及质量标准 (2)

13 作业中可能出现的主要异常现象及对策 (9)

14 作业后的验收与交接 (9)

输电线路杆塔接地电阻测试作业指导书

1目的

为规电网公司的供电企业输电线路杆塔的接地电阻测试作业方法，保证安全，提高试验质量。

2适用围

适用于电网公司供电企业输电线路杆塔的接地电阻试验作业。

3引用标准

下列标准所包含的条文，通过引用而构成本作业指导书的条文。本书出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本书的各方，应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB/T 17949.1-2000《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分：常规测量》DL/T 887-2004《杆塔工频接地电阻测量》

DL/T 475-2006《接地装置工频特性参数的测量导则》

DL／T 621-1997 《交流电气装置的接地》

Q/CSG 10007-2004《电力设备预防性试验规程》

4支持性文件

高压电气设备试验方法

《电力技术监督系统》（待批）

5技术术语

接地体：埋入地中并直接与接触的金属导体，称为接地体。接地体分为水平接地体和垂直接地体。

接地引下线：电力设备应接地的部位与地下接地体或中性线之间的金属导体，称为接地引下线。

接地装置：接地体和接地引下线的总和，称为接地装置。

接地电阻：接地体或自然接地体的对地电阻和接地线电阻的总和，称为接地装置的接地电阻。接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。

工频接地电阻：按通过接地体流入地中工频交流电流求得的电阻，称为工频接地电阻。

6安全措施

。

6.1试验应在干燥季节进行。进入工作现场的工作人员必须戴安全帽。

6.2测试应遵守现场安全规定，雷云在杆塔上方活动时应停止测试，并撤离现场。

6.3测量导线间的连接点必须用绝缘物包裹。当测量导线与公路、人行道交叉或并行时应防止导线绝

缘损坏。

7作业准备

7.1人员配备

工种：高压试验人员。

数量：至少2人。

素质要求：工作人员必须经安规考试合格，工作负责人由熟悉接地电阻试验工作和具有现场工作经验的人担任；

7.2资料、图纸准备

7.2.1接地装置敷设竣工图，确定被测杆塔所在线路避雷线直接接地情况是否满足钳表法测试要求；

确认被测杆塔接地装置放射线长度；

7.2.2接地装置历史测试报告

7.3设备准备

7.3.1接地电阻测试装置一套、钳型地阻仪一套。

7.3.2测试装置及钳表必须经过法定的检定单位检定并在有效期使用，其精度必须满足该项试验的要

求。

7.3.3测量导线根据需要准备，对讲机、皮尺、铁锤、接地电极、扳手、锉刀等及常用工具。

8作业周期

9工期定额

10设备主要技术参数

查阅接地装置设计图，确认接地装置的几何尺寸及

射线长度。

11作业流程

12作业项目、工艺要求及质量标准

12.1工艺要求及质量标准

12.1.1测量方法及工艺要求

在测量杆塔接地装置这类小地网时，0.618法与电

位降法测量值基本相同，0.618法可以满足工程测试精度的要求。为减轻现场测试的工作量，可采用0.618法测量杆塔接地电阻。该方法应作为确定接地装置接地电阻是否超标的最终测试方法。30度夹角法的测量原理及限制条件与0.618法一样，但考虑到山区地形复杂，杆塔附近难有平坦开阔地带，要确定30度夹角比较困难，建议不采用30度夹角法进行测量；钳表法与0.618法相比，具有工作强度小、效率高、能有效检测接地引下线、避雷线联结好坏的优点，在测试方确的前提下，测量值较0.618法偏大，因此钳表法可作为杆塔接地电阻普测的测量方法，若测量值超标，再用0.618法复测。

（1）0.618法工艺要求

0.618法试验接线如图13所示。

1）试验前应查阅被测杆塔接地装置型号，明确接地装置放射线长度L。电流极引线长度至少3L，鉴于目前110kV及220kV杆塔接地装置射线长度一般为50米，最大一般不超过60米，建议电流极引线长度为200米；由于互感对杆塔接地电阻影响较小，为方便工作，可将200米电流线与160米电压线并在一起收放线，以减小收放线工作量。

2）当采用三端子测试接线时，应注意从接地装置到接地电阻测试仪引线端子G的引线应尽可能短，以消除引线电阻带来的测量误差；

3）测量前应拆除被测杆塔所有接地引下线，把杆塔塔身与接地装置之间的电气连接全部断开；

4）应注意保持接地电阻测试仪各接线端子、电极和接地装置等电气连接位置的接触良好；

5）布线方向可根据杆塔所处位置，以便于布线为原则视实际情况确定。但若测试数据与历史数据或相邻同地质条件杆塔接地电阻值比较有较大差异时，应考虑更换布线方向进行复测。

（2）钳表法工艺要求

图1：0.618法测试接线图

钳表法测接线如图2所示。

1）测试前应明确被测杆塔所在的输电线路具有与杆塔连接良好的避雷线，且多基杆塔的避雷线直接接地。测试杆塔所在线路区段中直接接地的避雷线上并联的杆塔数满足表1的规定。不能满足表1规定的不能用钳表法测量；

2）被测杆塔的接地装置应只保留一根接地引下线与杆塔塔身相连，其余接地引下线均应与杆塔塔身断开。对于杆塔各脚接地装置未联在一起的，应用导线将断开的其它接地线与被保留的接地线并联，将杆塔接地装置作为整体进行测试。当测试值明显偏小（小于1 ）时，应注意确认其余接地引下线是否与杆塔塔身完全断开，因为当有两根接地引下线与杆塔塔身相连时，钳表法测到的是两接地引下线间的回路电阻，而非接地装置接地电阻；

3）测量前应使用标配精密环路电阻对钳表进行自检，测量时应注意保持钳口清洁，防止夹入野草、泥土等影响测量精度。测试时应注意使接地线居中，并尽可能垂直于钳口所在平面。

12.1.2作业流序

图2：钳表法测量接线示意图

作业流程见图3。

（1）步骤一：作业准备

包括测试设备准备及资料准备。

测试设备准备工作主要包括：检查测试设备是否在检定有效期；开机检查是否正常；测试线、接地桩、皮尺、工具等准备、使用标配精密环路电阻对钳表进行自检；

资料准备工作主要包括：确定被测杆塔所在线路避雷线直接接地情况是否满足钳表法测试要求；确认被测杆塔接地装置放射线长度；

（2）步骤二：使用钳表测量

若测量结果合格，则进行下一基杆塔测试，若不合格进行步骤三；

（3）步骤三：使用0.618法测量

若测试结果合格，则判断是接地引下线与杆塔连接处缺陷，应对接地引下线作除锈处理，并拧紧连结螺栓；处理完毕后再次用钳表进行测试，若合格则进行下一基杆塔测量，若仍不合格，则判断是避雷线与杆塔接触不良，应在适当时候登杆检查。

若测试结果仍不合格，则应更换塔角接地点再次测量，若合格则说明原塔角接地引下线与地网连接不良，应开挖检查并处理。若仍不合格，则确认该基杆塔接地电阻不合格。需采取措施对接地网进行改造

测试过程中应注重相邻同土壤构造杆塔接地电阻值的比较，若发现测试值有明显偏差，应改变布线方向，进行复测。

12.1.3测试结果误差分析

（1）放线长度对测试结果的影响

由0.618法及30度夹角法测试原理所决定，两种方法都有使用条件限制，即：

a. 有完全同质的土壤；

b. 有足够大的间距，以便电极可采取半圆的形式；

无论是0.618法还是30度夹角法，都要求有足够大的间距，以便电极可采取半圆的形式，才能保证测试精度满足工程精度要求。若放线长度过小，会造成测试值严重偏小，须引起高度重视。

按DL/T 887-2004 《杆塔工频接地电阻测量》要求：电流极长度D GC取4L，最小不得小于3L；（L 为杆塔接地装置放射形接地极的最大长度，如果被测杆塔无放射形接地极，则L按照不小于杆塔接地极最大几何等效半径选取。）建议电流极引线长度取200米。

（2）土壤不均匀对测量结果的影响

0.618法是基于理想半球形接地网、均匀土壤而得的。实际测量中，测量结果会受到土壤不均匀性的影响，造成不同布线方向测量值不同。土壤不均匀对于变电站、发电厂大型地网的影响较大，因此在进行大型地网接地电阻测试时一般不用0.618法直接测量，而是采用电位降法寻找零位区。对于杆塔接地电阻测量，由于杆塔接地装置较小，布线长度较短，土壤不均匀对测试结果影响较小，可直接采用0.618法直接测量。此处介绍土壤不均匀对测量结果的影响旨在使测试人员对测量结果偏差有所了解。（1）垂直地面方向两层土壤状况下0.618法测量误差

垂直地面方向两层土壤如图4所示：

图4：土壤垂直分层示意图

土壤垂直分层时，0.618法测量所产生的误差决定于：地网尺寸a与上层土壤厚度h的比值、上下层土壤电阻率差值。

图6：水平方向两层土壤状况下 0.618法测量误差与土壤结构关系

图5：土壤垂直分层下0.618法测量误差与土壤结构关系

其中：1

21

2ρρρρ+-=

k

从图5可以看出，当地网尺寸与上层土壤厚度可比时，误差较大；当两者相差较大时，误差较小。当下层土壤电阻率大于上层土壤电阻率时，测量结果偏小。当下层土壤电阻率是上层土壤电阻率的40倍以上时，测量结果偏小可达38%；当下层土壤电阻率小于上层土壤电阻率时测量结果偏大，最大偏差可达10%。

（2）水平方向两层土壤状况下0.618法测量误差

土壤水平分层时，0.618法测量所产生的误差决定于：分层界面到地网的距离b 与地网半径的比值及两层土壤电阻率的差值，见图6；及电流线与水平分界面的夹角，见图7。

地网距水平分层界面越近，0.618法测量误差越大；电流线与土壤分界面垂直时误差较大，与分界面平行时误差为零。当电流极处于高电阻率土壤区时，测量结果偏大；当电流极处于低电阻率土壤区时，测量结果偏小。

图7：0.618法测量相对误差与布线方向关系 （地网中心位于水平方向土壤分界面）

（3）布线方向对测试结果的影响

一般情况下，不同布线方向对测量结果影响小于10%，能够满足工程测量精度要求，测量杆塔接地电阻时，可不用考虑布线方向对测量结果的影响。

在个别情况下，如果地中有部分或完全埋地的金属物体（如铁轨、水管或其它工业金属管道等），可能出现不同方向测试值偏差较大的情况。因此，当测试结果与相邻同地质条件杆塔接地电阻值相比，明显偏大或偏小时，应考虑改变电极布置方式，使布线方向与金属垂直，消除金属物体对测量结果的影响。

（4）电压极、电流极引线间互感对测量结果的影响

两平行导线间的互感计算模型如图8所示，距离为D的两平行导体，土壤电阻率为ρ，则其中一根导线作为电流线以回流时，两导体之间的单位长度互感阻抗为：

)

/

(

10

)

ln

4

(4

2km

D

D

f

j

f

Z eΩ

?

+

=-

?

π

π

其中：ρ

80

=

e

D（m）称为等价镜像距离。

互感、土壤电阻率和导线间距三者间的关系如图9所示。两导线间的互感最大可达0.6Ω/km。

对于变电站、发电厂主接地网测量，由于地网接地电阻值较小（<0.5Ω），布线长度较长（数公里），必须考虑测量引线间的互感影响。但对于杆塔接地电阻测量，由于接地电阻值较大（几欧至几十欧），布线长度较短（100米至200米）其互感影响较小，可不用考虑。

因此，在进行杆塔接地电阻测试时，可将电流引线与电压引线并在一起收放线。一方面可以减少布线工作量，另一方面也在一定程度上减小了由于电流引线与电压引线曲折系数不一致而使电压极偏离0.618D GC所造成的测量误差。

图8：两平行导线互感感抗计算模型

图9：两平行导体互感感抗

与土壤电阻率、导体距离关系

（5）钳表法测量误差

由钳表法测量原理所决定，钳表法测量值比接地电阻真实值偏大。其增量来源于两部份：

其一：由于并联杆塔基数不够，造成测试回路附加电阻不可忽略。因此，在进行钳表法测量前，要确定测量所在线路区段中直接接地的避雷线上并联杆塔数量是否满足表1的要求。若不能满足表1要求，则不能用钳表法进行测量。

其二：测量值包括了杆塔接地引下线与接地装置的接触电阻、架空地线与杆塔的接触电阻、架空地线电阻、相邻杆塔的接地引下线与接地装置的接触电阻等。须说明的是，这些电阻也是雷电流泄放通道所经过的电阻，该值对杆塔耐雷水平评估更具指导意义，这是钳表法的优点之一；

13作业中可能出现的主要异常现象及对策

13.1 异常：测试值与历史数据或相邻同地质条件杆塔接地电阻值比较，明显偏小。

对策：

（1）首先确认测试方法是否正确，若采用钳表法测量，则应注意接地引下线是否完全拆除，只保留一根，若有两根或两根以上接地引下线与塔身相连，则测量值会严重偏小。若采用0.618法测量，则应注意放线距离是否足够、接地引下线是否完全与塔身分开。

（2）更换布线方向，再次测试；

13.2 异常：测试值与历史数据或相邻同地质条件杆塔接地电阻值比较，明显偏大。

对策：

（1）若采用钳表法测量，则应确认测试区段避雷线直接接地基数是否达到表1要求；

（2）检查接地引下线与杆身、接地装置连接是否良好，对于接地电阻大于100 的极有可能为接地引下线锈蚀，应开挖检查。

（3）更换塔腿再次测试，排除接地引下线接触不良造成的影响。

14作业后的验收与交接

详见《电力技术监督系统》相关文件。