全厂接地网参数测试方案

西藏阿里过渡电源项目

全厂接地网特性参数测试方案

批准：贺祥云

审核：肖中林

校核：王纯高

编写：陈瑜琨史博

葛洲坝集团股份有限公司西藏阿里过渡电源工程施工项目

部

二0一0年六月二十一日

西藏阿里过渡电源项目

全厂接地网特性参数测试方案

一概况

接地是为了保证接地装置内、外发生接地故障时，经接地装置流入地中的最大短路电流，所造成的接地电位升高及地面的电位分布不致于危及人员和设备的安全，将电站范围的接触电位差和跨步电位差限制在安全值之内。

阿里过渡电源接地网由主厂房接地网、综合水池接地网、综合水泵房接地网、燃油泵房接地网、含油污水处理车间接地网等部分组成。从接地网整体性来看，已完成的接地网已经有效的连为一个整体。整个接地网共敷设接地扁铁3500m，埋设接地模块150个，打下钢桩50根，经计算接地网总面积约为6190㎡，最大对角线长度为112 m。

为了检查截流前已完接地工程的施工质量及接地效果，通过对全厂接地装置进行接地电阻、接触电势、跨步电势、接触电压、跨步电压及两台避雷针的接地电阻的测试，以便为后续工程的接地施工提供有关技术参数和决策依据。

本方案编制依据为中华人民共和国国家标准《电气装置安装工程电气试验设备交接试验标准》GB50150 26.0.1。

二测试原理

1、接地电阻的测量：测量接地电阻的方法很多，这里对接地网

的接地电阻测试采用的方法是三极法，其测试接线原理图如图所示。

为了便于分析简化计算，把整个接地网视为半球形，设Rg 为球半径（m ），流入大地的电流为I （A ），则：

三极法测接地电阻的原理接线图

在距球心为x （m ）处球面上电流密度为：2

2x

I

J π= （A/m 2） 根据电场强度ρ?=J E （v/m ） 则距球心x(x ≥Rg)处所具有的电位为

x

x

x

x I

dx x

I Edx U ∞

∞

∞=-=-=??

πρπρ222

(V)

因此电极1使1、2之间所呈现的电位差为

)11(212

1d Rg I U -=

πρ (V) 电极3使1、2之间所呈现的电位差为

)11(

13

232d d U -= (V) U 1、U 2之间的总电位差为

)1111(213

231221d d d Rg I U U U -+-=

+=πρ (V) 则U 1、U 2之间呈现的电阻Rg 为

)1111(213

2312d d d Rg I U Rg -+-==

πρ (Ω) 而接地网的接地电阻实际等于

Rg

R πρ

2=

(Ω) 欲使测量的接地电阻Rg 与接地网的实际电阻R 两者是相等的，则必须有

011113

2312=-+-

d d d 设 1312d R d ?=，1323)1(d R d ?-= 则有 01111=--+-

R

R 即 012

=-+R R 得

618.02

5

1=±-=

R （负根舍去） 上述分析过程表明，如果电流极置于非无穷远处，则电压极将对电流极与被测接地网两者之间进行黄金分割，即放在距接地网0.618处，就可测得接地网的真实接地电阻。

事实上，一般将电流极与电压极布置成一直线，电流极与接地网边缘之间的距离d 13为接地网最大对角线D 的4～5倍，电压极到接地网的距离d 12 约为d 13的50%～60%即可。

2、跨步电势及接触电压的测量：

接触电势是当接地短路电流流过接地装置时，在地面上离电力设备的水平距离为0.8m 处(模拟人脚的金属板)，沿设备外壳、构架或墙壁离地的垂直距离为1.8m 处的两点之间的电位差；接触电压是指人接触上述两点时所承受的电压。

跨步电势是指当接地短路电流流过接地装置时，在地面上水平距离为0.8m 的两点指点的电位差；跨步电压是指人体两脚接触上述两点时所承受的电压。

如需测量接触电压和跨步电压，可根据下图进行测量。

接触电压和跨步电压测量原理图

S —电力设备架构，在测量中为测量点A 、B 、C 、D 、E 点；

V 1和V 2—高输入阻抗电压表；P —模拟人脚的金属板；Rm —模拟人体的电阻；

G —接地装置；C —测量用电流极

通过上图，可以推导出如下公式： 接触电势E j j

m

P

m j U R R R E 2+

=

(V) 接触电压U j 2

P

m j m j R R E R U +=

(V) 跨步电势E k k m P

m k U R R R E 2+=

(V) 跨步电压U k

P

m k

m k R R E R U 2+=

(V)

式中E j ，E k —接触电势和跨步电势；

U j，U k—接触电势和跨步电势；

R P—人一个脚的接地电阻；

R m—模拟人体的电阻，1500Ω。

三测试方法

1、接地网接地电阻的测量：

采用工频电流电压法（三线法）进行测量。测量接线如图所示，每个电压极测量三次，再取平均值，即：R=(R1+R2+R3)/3。通过比较最小的平均值即为本次接地电阻实测值。

在进行测量时，采用50㎜2橡皮绝缘多股铜芯软电缆作为电流测试线，10㎜2橡皮绝缘多股铜芯软电缆作为电压测试线，用L80×8㎜角钢作为电压探针桩。为了安全起见，测试加压电源的电压选择70～75V，估计被测接地网的接地电阻值在1～2Ω之间，那么测试最大电源容量在4KW左右，故选择BX1-500型交流弧焊机作为加压电源是完全可以满足要求的。同时准备6kVA试验调压器及3台2kVA 行灯变压器作为后备加压电源。

工频电流电压法接线图

2、接触电势、跨步电势、接触电压和跨步电压的测量：

接触电势、跨步电势、接触电压和跨步电压的测量与接地网接地电阻同时进行，共分5个测量点进行。步骤如下：

(1)、按照接触电压和跨步电压测量原理图配线，测量用电流极采用接地网接地电阻测量用电流极；模拟人脚的金属板采用0.125m ×0.25m 的长方形钢板，在放置金属块是为使金属块良好接地，应先将地面平整好后使用调和好的降阻剂敷设在地面上后再敷设金属块，并在金属板上放置15kg 的配重块，试验过程中应注意保持地面的湿度；模拟人体的电阻采用0～5000Ω的滑线变阻器，在接线时调整为1500Ω即可。

(2)、接触电势、跨步电势的测量：确认接线正确后，取下并联在电压表V1和V2上的电阻Rm 后，开始施加电流。电流值应尽可能的升高，电流值应＞20A 。在电流稳定后读取电压表V1和V2的值，V1的读数值即为接触电势，V2的读数值即为跨步电势。

(3)、接触电压、跨步电压的测量：完成接触电势和跨步电势的测量后，降电流。将电阻Rm 恢复接线，检查接线正确后，开始施加电流。电流值应尽可能的升高，电流值应＞20A 。在电流稳定后读取电压表V1和V2的值，V1的读数值即为接触电压，V2的读数值即为跨步电压。

(4)、通过测得的接触电压和跨步电压，可根据如下公式推断出，当通过接地装置入地的最大短路电流值为Imax 时，对应的接触电压和跨步电压的最大值。

I I U U j j max

max = I

I U U k

k max

max = U jmax —接触电压最大值； U kmax —跨步电压最大值；

I max —短路电流最大值，通过设计图F357S-D0101-04查的三相短路冲击电流峰值为34.41kA ；

U j —实测接触电压； U k —实测跨步电压； I —测量时的实际输入电流。

四现场布置

1、接地网的测试点位置选择：因为本接地网处于阿里35kV变电站及多处建筑物中，为避免建筑物中的金属接地体对测量结果的影响，本次测量点选择在厂区接地网中的接地井及接地网4个边角处，共计5个测量点，同时为测量避雷器接地电阻分别在1、2#避雷器旁加设两个测量点。见测量点布置图：

在测量点处用2m角钢与测试点接地扁铁连接，并垂直于地面竖立，作为接触电势和接触电压的测量点。

2、电流极位置的选择及布置：电流极的选择应沿上述5个测试点向各自不同方向延伸，距测试点560m处；并列打入4跟3m深L80×8㎜角钢作为试验电流极。

3、电压极位置的选择及布置：电压极沿每个测试点向电流极延伸至252m、280m、308m、336m、364m处分别打入3m深L80×8㎜角钢作为试验电压极。同时应注意电流极、电压极的打入深度应在冻土层以下打入，即应在1.5m土层以下打入。在电流极、电压极打入过程中应灌入降阻剂，从而使电流极、电压极与土壤良好接触，端头露出地面150—200 mm以便连接引线。

4、电流线、电压线的布置：电流线由测试点向电流极直线布置，电压线由测试点向电压极直线布置，在布置电压线时为避免与电流线之间发生互感干扰，应与电流线相隔至少5m平行布置。

五所需材料、仪表、设备及工具

（一）测试所需材料

1

50㎜2橡皮绝缘多股铜芯软电缆800 m .

2

10㎜2橡皮绝缘多股铜芯软电缆500 m .

3

4㎜2橡皮绝缘多股铜芯软电缆100 m .

4

3×25＋1×10橡皮绝缘电缆100 m .

5

L80×8㎜角钢（桩67根×3 m）200 m .

6

降阻剂（每个桩50㎏）2100㎏.

7

绝缘胶布10卷.

8

绝缘胶带10卷.

9

钢板(0.125m×0.25m) 4 块.

1

配重铁块60 kg 0.

（二）测试所需仪表、设备、工具

1

三相配电柜100A1台.

2

BX 1-500型交流电焊机1台.

3

6kVA试验调压器1台.

4

2kVA行灯变压器3台.

5

电流互感器（100/5）1只.

6

FLKE万用表2块.

7

TV-24 VA表4块.

8

0～5000Ω滑线变阻器 2 台.

9

自动空气开关（200A）2个.

1

自动空气开关（100A）1个0.

1

4P八角锤2把1.

1

12P八角锤2把2.

1

铁锹10把3.

1

挖掘机1台4.

（三）测试所需交通、通讯工具

1

对讲机5部.

2

交通工具车2辆.

六劳动力计划

1

现场管理人员3人.

2

测量人员2人.

3

电工4人.

4

测试人员3人.

5线路布置人员10人

.

七其它及注意事项

为了确保接地电阻测试工作的顺利进行，成立专门的接地电阻测试小组，在测试过程中，现场实行统一指挥、统一调度。

1．电缆连接应可靠，绝缘必须满足质量要求；

2．试验前应认真检查，保证接线准确无误；

3．试验过程中严禁电流互感器二次侧开路；

4．试验过程中严禁周边进行电焊施工，尽量排除一切干扰因素，以免对测试结果造成影响；

5．电流表和电压表在测试时应同时读数，并作好相对应的记录；

6．试验周围设置安全标志，无关人员不得入内。

二0一0年六月二十一日

附：试验记录表格

西藏阿里过渡电源项目电气试验现场记录表

记录编号：XZAL-D1001-001

电流

(A)电势

(V)

电势

(V)

电压

(V)

电压

(V)

安装承包商

制造承包商监理/业主

初检复检终检

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