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电力技术
大地网多功能接地阻抗检测装置
时间：2023-02-28
中试控股技术研究院鲁工为您讲解： 大地网多功能接地阻抗检测装置
ZSDW-5A大地网接地电阻测试仪
参考标准：DL/T 475-2017
ZSDW-5A大地网接地电阻测试仪用来做什么试验的：用于精确测量大型接地网接地阻抗、接地电阻、接地电抗、场区地表电位梯度、接触电位差、接触电压、跨步电位差、跨步电压、转移电位、接地引下线导通电阻、土壤电阻率等接地特性参数的软硬件系统。采用逐点变频，抗干扰极强，能在强干扰环境下准确测得工频50Hz下的数据。系统输出功率大（2-20KW），电压高(0-1000V)，输出电流大（0-50A），不会引起测试时接地装置的电位过高，同时它还具有极强的抗干扰能力，故可以在不停电的情况下进行测量
2.3 接地变压器与消弧线圈组合的温升试验
该类接地变压器的与上述接地变的不同之处在于，在变压器的中性点上直接集成了消弧线圈，如图四所示。对于该变压器温升试验接地变应和消弧线圈同时进行，如果消弧线圈是可调整的，则温升试验应在其Zui高损耗位置上进行。
温升试验的Zui大总损耗和额定电流的确定方法与2.1所述的变压器确定方法相同。此变压器的热电阻的测量应进行两次，一次是在一个线端和消弧线圈的接地端子间（通常为BO）进行,另一次在接地变两个线端（通常为AC）间进行，通过上述两次的测试，可以确定变压器主绕组的温差和消弧线圈绕组的温差。
3.结束语
接地变压器的温升是影响其安全运行和电气寿命的重要性能指标，由于该类变压器结构和运行方式的多样化，制造厂进行的温升试验如果方法有偏差，则可能得到完全错误的结果，本文针对几种常见结构的油浸式接地变压器的运行状态和温升试验方法进行了简要的分析和阐述，力求Zui大程度在制造厂模拟出接地变压器的运行状态，在试验阶段测得较为准确的温升数据。
中试控股详细讲解由于配电网直接接触用户，因此其出现故障后容易对人身财产安全造成威胁。我国的配电网大部分采用的是不接地与消弧线圈接地方式，统称为小电流接地方式。这种接地方式对于提高供电可靠性十分有效，在发生单相接地时，电网可以继续运行。但是，这种接地方式同时会导致故障的选线定位更加困难，对公共安生造成巨大威胁。例如，电缆线路发生弧光接地故障时，若不能及时处理，很容易发展成为相间短路故障。
随著配电网运行的安全问题越来越受重视，配电网接地故障的选线与定位技术不断发展。目前，实践应用中比较成熟的方式是将能够识别一定电气量信号的故障指示器挂在线路上，通过采集配电网下同线路、不同位置的电气量来判断故障线路与位置。
1中试控股详细讲解基于故障指示器的选线原理概述
故障指示器一般具备电流采集、电场测量和无线通信功能。基于故障指示器的配电网接地故障选线与定位的基本原理是通过在不同的线路、同一条线路的不同区段分别安装故障指示器，以采集故障发生时的某些特征量为判断依据来判断故障的发生，并完成故障的选线与定位。具体实现方式大致分为两种：一是人为制造个有明显特征的电气量，使其仅流过故障线路与接地点，从而选出故障线路并将故障点定位在该线路两个故障指示器之间的位置，称为外施信号法；另一种方法是直接利用故障发生时的一些特征量进行判断，同样将故障定位至故障线路上两个故障指示器之间，称为录波法。
2 外施信号法基本原理
外施信号法的故障选线需要引入信号发生装置，即信号源。该信号源应能够发出特征明显的信号。通常采用的信号源是3个单相开关与一个小电阻串联，如图1所示。3个开关的另一端分别街道三相母线上，电阻的另一端接地。此外，信号源中还有PT/CT等装置。
信号源结构示意图
圈1信号源结构示意图
中试控股详细讲解当故障发生时，通过反复闭合-断开接于非故障相的开关制造交流脉冲。在开关闭台时，系统实质上处于两相经电阻短路状态，因此能够产生较大的工频电流，位干线路上的故障指示器则通过检测该电流脉冲是否流过自身所在位置来判断故障线路与位置。 具体实现方式如图2所示。
外施信号法原理示意图
图2 外施信号法原理示意图
若出现2点F处C相发生接地故障，连接在母线上的信号源检测到中性点电压偏移后启动，并通过反复闭合-断开A（B）相接触器来发出交流脉冲信号。在开关断开时，流经故障点的电流仅为系统的电容电流；在开关断开时，A（B）相与C相经过接地电阻R0/过渡电阻R1与线路等效阻抗相连，流过的电流值明显大于系统电容电流与负荷电流。该电流脉冲会沿着图2中虚线所示部分流过，只会被线路2点3位置C相的故障指示器检测到，系统其他位置指示器则检测不到，故可以确定故障发生在线路2的C相，编号为3-C与4-C的故障指示器之间的位置。
3 录波法基本原理
录波法并不使用额外的信号源，而是通过故障前后的电气量变化来判断故障线路与位置。所采用的判断方法可分为暂态法和稳态法，此处以稳态法为例进行说明。
录波法原理示意图
图3 录波法原理示意图
以上述简单网络为例，F点发生故障后，有对称分量法将网络分为正序/负序和零序网络。以零序电流作为判据，单独分析零序网络，故障的发生相当于在故障点处引入了一个三相零序电源，由其产生的零序电流的分布如图3所示。
可以看出，流经故障点上游的故障指示器的电流方向与系统其他位置相反，由此可以确定故障线路与故障点的位置。
除了采用稳态量之外，还可以利用故障发生瞬间的电气量变化判断故障的位置。如在故障发生时刻，由于三相电压的变化会导致其对地电容有短暂的充电或放电过程，通过测量该电流在各条线路的方向，也能完成故障的选线定位。
录波法可以利用不同的判据适用于不接地系统或消弧线圈系统，优点在于无需安装信号源，也不会加重故障点的故障。但是，为了保证测量判断结果的准确性，该方法对故障指示器的采样频率/采样精度/时钟同步以及无线传输能力要求较高，增加了成本。此外，录波法中故障指示器一般要测量线路周围的电场分布，而空间电场分布受外界环境影响很大，容易造成误报。
4 结语
配电网面临的的运行环境十分复杂，各种故障呈现的特点也不尽相同，给配电网接地故障的定位带来了挑战，而目前尚未出现能够全面解决所有配电网接地故障的技术方法。本文介绍了的两种方法初步经过实践应用，被证明是有效的，且适用性较强。综上所述，两种方法虽然存在各自的局限，但随着技术水平的不断进步，都有广阔的发展前景。
中试控股详细讲解接地电阻是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限大远处的大地电阻。
ZSDW-5A大地网接地电阻测试仪
参考标准：DL/T 475-2017
ZSDW-5A大地网接地电阻测试仪用来做什么试验的：用于精确测量大型接地网接地阻抗、接地电阻、接地电抗、场区地表电位梯度、接触电位差、接触电压、跨步电位差、跨步电压、转移电位、接地引下线导通电阻、土壤电阻率等接地特性参数的软硬件系统。采用逐点变频，抗干扰极强，能在强干扰环境下准确测得工频50Hz下的数据。系统输出功率大（2-20KW），电压高(0-1000V)，输出电流大（0-50A），不会引起测试时接地装置的电位过高，同时它还具有极强的抗干扰能力，故可以在不停电的情况下进行测量
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ZSDW-5A大地网接地电阻测试仪
前在电力系统中，大地网接地电阻测试仪的测试目前主要采用工频大电流三极法测量。为了防止电网运行时产生的工频干扰，提高测量结果的准确性，绝缘预防性试验规程规定：工频大电流法的试验电流不得小于30A。由此，就出现了试验设备笨重，试验过程复杂，试验人员工作强度大，试验时间长等诸多问题。
大地网接地电阻测试仪（中试控股集团），采用了新型变频交流电源，并采用了微机处理控制和信号处理等措施，很好的解决了测试过程中的抗干扰问题，简化了试验操作过程，提高了测试结果的精度和准确性，大大降低了试验人员的劳动强度和试验成本。
本仪器适用于测试各类接地装置的工频接地阻抗、接触电压、跨步电压、等工频特性参数以及土壤电阻率。可测变电站地网（4Ω）、水火电厂、微波站（10Ω）、避雷针（10Ω）多用机型。本仪器采用异频抗干扰技术，能在强干扰环境下准确测得工频50Hz下的数据。测试电流最大5A，不会引起测试时接地装置的电位过高，同时它还具有极强的抗干扰能力，故可以在不停电的情况下进行测量。
二、性能特点
1、测量的工频等效性好。测试电流波形为正弦波，频率仅与工频相差为5Hz，使用45Hz 和55Hz 两种频率进行测量。
2、抗干扰能力强。本仪器采用异频法测量，配合现代软硬件滤波技术，使得仪器具有很高的抗干扰性能，测试数据稳定可靠。
3、精度高。基本误差仅0.005Ω，可用来测量接地阻抗很小的大地网。
4、功能强大。可测量电流桩，电压桩，接地电阻，跨步电压，接触电压。
5、操作简单。全中文菜单式操作，直接显示出测量结果。
6、布线劳动量小，无需大电流线。
三、技术指标
1、测量范围：0～150Ω（含电流桩阻抗）
2、分 辨 率：0.001Ω
3、测量误差：±（读数×2％+0.002Ω）
4、最大输出电压：AC 400V(45Hz、55Hz，双频，正弦波)
5、最大输出电流：AC 5A(45Hz、55Hz，双频，正弦波)
6、电流输出档位：共9档。
7、抗干扰能力：抗工频50Hz电压10V
8、土壤电阻率测量范围：0-999.9Ω/M，精度：±2%，分辨率：0.01Ω/M
9、测量线要求：电流线铜芯截面积≥1.5mm2
电压线铜芯截面积≥1.0mm2
10、供电电源：AC 220V±10％，50Hz
11、外形尺寸：440×350×210mm3
12、仪器重量：30kg
ZSDW-5A大地网接地电阻测试仪适用于测试各类接地装置的工频接地阻抗、接触电压、跨步电压、等工频特性参数以及土壤电阻率。本仪器采用异频抗干扰技术，能在强干扰环境下准确测得工频50Hz下的数据。测试电流大5A，不会引起测试时接地装置的电位过高，同时它还具有极强的抗干扰能力，故可以在不停电的情况下进行测量。
测量的工频等效性好。测试电流波形为正弦波，频率仅与工频相差为5Hz，使用45Hz 和55Hz 两种频率进行测量；抗干扰能力强。异频大地网接地电阻测试仪采用异频法测量，配合现代软硬件滤波技术，使得仪器具有很高的抗干扰性能，测试数据稳定可靠；精度高。基本误差仅0.005Ω，可用来测量接地阻抗很小的大型地网；功能强大。可测量电流桩，电压桩，接地电阻，跨步电压，接触电压；操作简单。全中文菜单式操作，直接显示出测量结果；布线劳动量小，无需大电流线。
2.3 接地变压器与消弧线圈组合的温升试验
该类接地变压器的与上述接地变的不同之处在于，在变压器的中性点上直接集成了消弧线圈，如图四所示。对于该变压器温升试验接地变应和消弧线圈同时进行，如果消弧线圈是可调整的，则温升试验应在其Zui高损耗位置上进行。
温升试验的Zui大总损耗和额定电流的确定方法与2.1所述的变压器确定方法相同。此变压器的热电阻的测量应进行两次，一次是在一个线端和消弧线圈的接地端子间（通常为BO）进行,另一次在接地变两个线端（通常为AC）间进行，通过上述两次的测试，可以确定变压器主绕组的温差和消弧线圈绕组的温差。
3.结束语
接地变压器的温升是影响其安全运行和电气寿命的重要性能指标，由于该类变压器结构和运行方式的多样化，制造厂进行的温升试验如果方法有偏差，则可能得到完全错误的结果，本文针对几种常见结构的油浸式接地变压器的运行状态和温升试验方法进行了简要的分析和阐述，力求Zui大程度在制造厂模拟出接地变压器的运行状态，在试验阶段测得较为准确的温升数据。
中试控股详细讲解由于配电网直接接触用户，因此其出现故障后容易对人身财产安全造成威胁。我国的配电网大部分采用的是不接地与消弧线圈接地方式，统称为小电流接地方式。这种接地方式对于提高供电可靠性十分有效，在发生单相接地时，电网可以继续运行。但是，这种接地方式同时会导致故障的选线定位更加困难，对公共安生造成巨大威胁。例如，电缆线路发生弧光接地故障时，若不能及时处理，很容易发展成为相间短路故障。
随著配电网运行的安全问题越来越受重视，配电网接地故障的选线与定位技术不断发展。目前，实践应用中比较成熟的方式是将能够识别一定电气量信号的故障指示器挂在线路上，通过采集配电网下同线路、不同位置的电气量来判断故障线路与位置。
1中试控股详细讲解基于故障指示器的选线原理概述
故障指示器一般具备电流采集、电场测量和无线通信功能。基于故障指示器的配电网接地故障选线与定位的基本原理是通过在不同的线路、同一条线路的不同区段分别安装故障指示器，以采集故障发生时的某些特征量为判断依据来判断故障的发生，并完成故障的选线与定位。具体实现方式大致分为两种：一是人为制造个有明显特征的电气量，使其仅流过故障线路与接地点，从而选出故障线路并将故障点定位在该线路两个故障指示器之间的位置，称为外施信号法；另一种方法是直接利用故障发生时的一些特征量进行判断，同样将故障定位至故障线路上两个故障指示器之间，称为录波法。
2 外施信号法基本原理
外施信号法的故障选线需要引入信号发生装置，即信号源。该信号源应能够发出特征明显的信号。通常采用的信号源是3个单相开关与一个小电阻串联，如图1所示。3个开关的另一端分别街道三相母线上，电阻的另一端接地。此外，信号源中还有PT/CT等装置。
信号源结构示意图
圈1信号源结构示意图
中试控股详细讲解当故障发生时，通过反复闭合-断开接于非故障相的开关制造交流脉冲。在开关闭台时，系统实质上处于两相经电阻短路状态，因此能够产生较大的工频电流，位干线路上的故障指示器则通过检测该电流脉冲是否流过自身所在位置来判断故障线路与位置。 具体实现方式如图2所示。
外施信号法原理示意图
图2 外施信号法原理示意图
若出现2点F处C相发生接地故障，连接在母线上的信号源检测到中性点电压偏移后启动，并通过反复闭合-断开A（B）相接触器来发出交流脉冲信号。在开关断开时，流经故障点的电流仅为系统的电容电流；在开关断开时，A（B）相与C相经过接地电阻R0/过渡电阻R1与线路等效阻抗相连，流过的电流值明显大于系统电容电流与负荷电流。该电流脉冲会沿着图2中虚线所示部分流过，只会被线路2点3位置C相的故障指示器检测到，系统其他位置指示器则检测不到，故可以确定故障发生在线路2的C相，编号为3-C与4-C的故障指示器之间的位置。
3 录波法基本原理
录波法并不使用额外的信号源，而是通过故障前后的电气量变化来判断故障线路与位置。所采用的判断方法可分为暂态法和稳态法，此处以稳态法为例进行说明。
录波法原理示意图
图3 录波法原理示意图
以上述简单网络为例，F点发生故障后，有对称分量法将网络分为正序/负序和零序网络。以零序电流作为判据，单独分析零序网络，故障的发生相当于在故障点处引入了一个三相零序电源，由其产生的零序电流的分布如图3所示。
可以看出，流经故障点上游的故障指示器的电流方向与系统其他位置相反，由此可以确定故障线路与故障点的位置。
除了采用稳态量之外，还可以利用故障发生瞬间的电气量变化判断故障的位置。如在故障发生时刻，由于三相电压的变化会导致其对地电容有短暂的充电或放电过程，通过测量该电流在各条线路的方向，也能完成故障的选线定位。
录波法可以利用不同的判据适用于不接地系统或消弧线圈系统，优点在于无需安装信号源，也不会加重故障点的故障。但是，为了保证测量判断结果的准确性，该方法对故障指示器的采样频率/采样精度/时钟同步以及无线传输能力要求较高，增加了成本。此外，录波法中故障指示器一般要测量线路周围的电场分布，而空间电场分布受外界环境影响很大，容易造成误报。
4 结语
配电网面临的的运行环境十分复杂，各种故障呈现的特点也不尽相同，给配电网接地故障的定位带来了挑战，而目前尚未出现能够全面解决所有配电网接地故障的技术方法。本文介绍了的两种方法初步经过实践应用，被证明是有效的，且适用性较强。综上所述，两种方法虽然存在各自的局限，但随着技术水平的不断进步，都有广阔的发展前景。
中试控股详细讲解接地电阻是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限大远处的大地电阻。
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- 三年质保,一年包换,三个月试用
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