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电力技术
变频抗干扰地网接地电阻检测装置
时间：2023-02-28
中试控股技术研究院鲁工为您讲解： 变频抗干扰地网接地电阻检测装置
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
（1）表头指针不动，包括检查电池电压及接地电阻测试仪测量时表头指针都不动，“OK”灯亮。故障原因由表头烧毁或连接表头与线路板连线断开引起，打开表头面板，用手拨动指针，如指针不能自动回零，表明表头已震坏；否则焊下表头，用万用表电阻档测量表头，如开路表明表头已烧坏。再用万用表电流电压档测量原连接表头接头，按下地阻仪检查电压按钮，如万用表有电压指示，表明仪表故障由表头损坏引起，更换新表头后即可修复；如表头完好，再打开仪器外壳，检查表头连线，如断开接上即可。电缆交流耐压试验装置适用于10kV、35kV等电缆的交流耐压试验。电缆交流耐压试验装置主要由变频电源（主机）、励磁变压器、谐振电抗器、电容分压器组成。
中试控股技术博士为您解答：此类故障通常都是由于仪器使用或运输途中振动过大引起，因此本仪器在使用和运输途中应注意防震，以免造成不必要的损坏。
（2）检查电池电压正常而不能进行接地电阻测量。此故障通常是由于开关电源、交直流转换、以及恒流输出部分故障，用频率计测量C端口。无820Hz交流输出，可逐步检查该部分电路，从输出变压器，开关管，振荡电路等找出故障部分，更换新零件即可修复。
（3）检查电池电压正常而进行接地电阻测量时测量数据不准，误差大。此故障通常是由于检测信号滤波及调效电路故障引起，常见是滤波电感T1损坏引起，更换T1电感即可修好。
（4）进行接地电阻测试仪测量时测量数据飘浮不定，时准时不准等。此现象“KYORITSU 4102A”地阻仪通常无故障，问题出在电阻仪与地桩（辅助电极）及被测接地体连接不好引起，常见有三条连接导线有断开或接头地方松，导致导电性能不好。如使用过程中发现导线与两端的接头金属片断开，一定要用焊锡重新把它焊牢，才能保证仪器的正常测量工作。
一、概述
近些年来，国内多处变电站因雷击形成扩大事故，多数与地网接地电阻不合格有关，接地网起着工作接地和保护接地的作用,当接地电阻过大则: 发生接地故障时,使中性点电压偏移增大,可能使健全相和中性点电压过高,超过绝缘要求的水平而造成设备损坏。在雷击或雷电波袭击时,由于电流很大,会产生很高的残压,使附近的设备遭受到反击的威胁,并降低接地网本身保护设备(架空输电线路及变电站电气设备）带电导体的耐雷水平,达不到设计的要求而损坏设备。同时接地系统的接地电阻是否合格直接关系到变电站运行人员、变电检修人员人身安全；但由于土壤对接地装置具有腐蚀作用，随着运行时间的加长，接地装置已有腐蚀，影响变电站的安全运行；中试控股技术博士为您解答：因此，必须大力加强对地网接地电阻的定期监测；运行中变电站地网接地电阻的测量，由于受系统流入地网电流的干扰以及试验引线线间的干扰，使测试结果产生较大的误差。特别是大型接地网接地电阻很小（一般在0.5Ω以下），即使细微的干扰也会对测试结果产生很大的影响；如果对地网接地电阻测试不准确，不仅损坏设备，而且会造成诸如地网误改造等不必要的损失，结合我对接地网接地阻抗测试方法的研究，现总结如下：CVT检验用谐振升压装置利用串联谐振的原理，采用了无极手动调感的技术以及节电抗器串联的方式，使得所需电源、试验设备体积和重量大幅下降。
二、接地电阻测试原理及方法：
测试接地装置的接地阻抗时电流极要布置的尽量远，通常电流极与被试接地装置边缘的距离dcG应为被试接地装置大对角线长度D的4～5倍（平行布线法），在土壤电阻率均匀的地区可取2倍及以上（三角形布线法），电压引线长度为电流引线长度0.618倍（平线布线法）或等于电流线（三角形布线法）。
1、电位降法
电位降法测试接地装置的接地阻抗是按图1布置测试回路，且符合测试回路的布置的要求。
G—被试接地装置；C—电流极；P—电位极；D—被试接地装置大对角线长度；dCG—电流极与被试接地装置边缘的距离；x—电位极与被试接地装置边缘的距离；d—测试距离间隔；
流过被试接地装置G和电流极C的电流I使地面电位变化，电位极P从G的边缘开始沿与电流回路呈30°~45°的方向向外移动，每间隔d（50m或100m或200m）测试一次P与G之间的电位差U，绘出U与x的变化曲线。曲线平坦处即为电位零点，与曲线点间的电位即为在试验电流下被试接地装置的电位升高U,接地装置的接地阻抗为：
Z=Um/I
如果电位测试线与电流线呈角度放设确实困难，可与之同路径放设，但要保持尽量远的距离。
中试控股技术博士为您解答：如果电位将曲线的平坦点难以确定，则可能是受被试接地装置或电流极C的影响，考虑延长电流回路；或者是地下情况复杂，考虑以其他方法来测试和校验。
2、电流—电压表三极法
a）直线法
电流线和电位线同方向（同路径）防设称为三极法中的直线法，示意图2；dcG符合测试回路的布置的要求, dPG通常为(0.5~0.6) dcG.电位极P应在被测接地装置G与电流极C连线方向移动三次，每次移动的距离为dcG的5％左右，当三次测试的结果误差在5％以内即可。
大型接地装置一般不宜采用直线法测试。如果条件所限而必须采用时，应注意使电流线和电位线保持尽量远的距离，以减小互感耦合对测试结果的影响。
G—被试接地装置；C—电流极；P—电位极；D—被试接地装置大对角线长度
dCG—电流极与被试接地装置边缘的距离；dPG—电位极与被试接地装置边缘的距离；
b)夹角法
只要条件允许，大型接地装置接地阻抗的测试都采用电流——电位线夹角布置的方式。dcG符合测试回路的布置的要求,一般为4D~5D，对超大型接地装置则尽量远；dPG的长度与dcG相近。接地阻抗可用公式（2）修正.
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
中试控股始于1986年 ▪ 30多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商
ZSDW-5A大地网接地电阻测试仪
介绍一种地网接地电阻异频测量方法，该方法在试验电流频率与系统工频相当的条件下，可获得稳定可信的测量结果。分析了外界干扰的来源及特点，结合模拟试验和现场实测结果，研究讨论试验电流频率以及测量引线的布置方式对测试结果的Z,R和X的影响。
测量地网接地电阻有工频电流法和异频电流法。前者是传统方法，工频试验电流、试验电源容量、电流线截面都大，设备笨重。近十年来应用的异频测量法试验电流的频率范围约在40-250Hz。因试验频率越近工频，测量仪器在硬、软件上的技术难度越大，故多数异频测试仪器的试验频率远离50Hz，异频测试结果与工频测试结果的等效性令人关心。先研究出一种独特的硬、软件抗干扰方法，使试验频率与工频相当接近，可获得稳定可信的测量结果。
性能特点
1.电源技术：采用最新电源技术，输出10电流，能长时间连续工作，克服了脉冲式电源瞬间电流的弊端，可以有效的击穿触头氧化膜，得到良好的测试结果。
2.抗干扰能力强：在严重干扰条件下，液晶屏最后以为数据能稳定在±1个字范围内，读书稳定，重复性好。
3.使用寿命长：全部采用高精度电阻，有效的消除环境温度对测量结果的影响，同时军品接插件的使用增强了抗振性能。
4.操作简单：只需按下测量键即可得到测量结果。测量结果采用液晶背光显示，读书直观，重复性好。
5.携带方便：采用便携式设计，体积小、重量轻。面板与机箱成一体化结构，具有很好的抗震性。
技术指标
1.测量范围：1-1999
2.分辨率：1
3.测试电流：1、2、5、10四个固定电流档位
4.测量半径：50米
5.显示方式：背光显示
6.工作电源：220±10% 50
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等工频特性参数以及土壤电阻率。大地网接地电阻测试仪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
一、大地网接地电阻测试仪测试操作步骤
1.1、首先检查用于试验的电流线、电压线和地网线是否有断路现象（可以用万用表测量），地桩上的铁锈是否清除干净，其埋进深度是否合适（>0.5米），同时检查测试线与地桩的连接是否导通，如未导通，请处理后重新连接。
1.2、电流测试线与电压测试线的长度比为1：0.618，电流测试线的长度应是地网对角线的3—5倍。
1.3、电流测试线和电压测试线按规定的长度将一端与仪器相接后平行放出。另一端分别接在两支地桩上（如图2所示）。
1.4、将已放好的测试线检查一遍，将万用表一端接电流线或电压线，另一端接地网线如无阻值显示即为断路，确认完好再进行测试。
1.5、检查连线无误后，给仪器接上AC220V/50HZ电源，对仪器进行通电。
1.6、按测量键，开始测量
1.7、仪器显示测试结束后，记录测试数据。
1.8、关掉仪器电源后，拆除连线，测试过程结束。
二、大地网接地电阻测试仪测试过程中仪器自诊说明
2.1、“请开机重启”时候 ，可能是仪器内部电源保护，关机重启。
“电源模块错误，请联系厂家”时候，把光标移动到“地网”上，按十下“确认”键，听到仪器喇叭响一声，并且在屏幕的左下角出现一个反色的打印机符号。然后关机重启。如果继续无法测试，请联系厂家。
2.2、测试电流为0.0A时候，可能“电流线”连线与“电流极”地桩接触不良或地桩太少，需增加地桩，减少回路电阻。地桩深度不少于0.5m。电流桩电阻应该小于200Ω.
2.3、若仪器显示的测量值极低（<0.01Ω）则可能是电压线未连接上。
三、大地网接地电阻测试仪注意事项
1、 为使测试顺利进行，测试前请先用万用表检查测试导线与地桩的接触点是否完好，并测量已放好的线是否有断路现象。
2、 四极法测量时仪器会自动消除接线误差。
3、 当光标在电流上时候，按一下“确认”键,在屏幕左下角会出现或消失打印机小符号,代表选择或取消自动打印功能
经过这些分析，我们不难看出来，关于大地网接地电阻测试仪的中试控股该如何选择,我们心里有了自己的答案!
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。
之前受测试设备技术水平的限制，对于接地网的测试往往仅局限于测量接地电阻的大小。实际上对于大型地网，“接地电阻”呈现出较明显的“复数阻抗”性质，即包含电阻分量、电抗分量，所以应当采用“接地阻抗”的概念取代“接地电阻”。另外，接地阻抗也不是判断接地网是否安全为唯一指标。如在高土壤电阻率地区，欲降低变电所地网的接地阻抗值，不仅十分困难，而且往往很不经济、也很不合理。而在低土壤电阻率地区，即使地网的接地阻抗值达到了电力行业标准DL/T621-1997“交流电气装置的接地”规定的要求，变电所内的接触电压和跨步电压，也不一定处处都能满足人身安全和设备安全的要求。随着人们对地网科学认识和评判水平进一步提高，不能仅以接地阻抗作为接地系统的安全判据已成为行业专家共识。
在电压等级较高的电力系统中，单相接地故障电流显著增大。众多行业专家认为，对于大型地网来说，应把对“接触电压”和“跨步电压”的要求提到首要上来。这样，无论从保证人身安全和设备安全、还是从经济技术指标方面考虑，都会更加适用与合理。至于接地阻抗的绝对值，根据变电所当地的具体土壤条件，可以而且应当允许在一定的范围内变动。所以，新版DL/T475－2006《接地装置特性参数测量导则》规定了要测量“场区地表电位梯度”，“接触电压”，“跨步电压”等项目。
利用工频信号对大型地网的接地阻抗进行准确测量，历来是个难题。除了人工劳动强度大之外，更为麻烦的是，难以排除地网中杂散电流对测量结果所带来的干扰影响，测试结果的可信度大大降低。同时，为提高信噪比需采用大电流方式测量，DL/T475－2006规定采用工频方式测量电流不小于50A，现场准备工作多，劳动强度大，且不安全，也无法测量接触电压，跨步电压等参数。而ZS9000变频大电流多功能地网接地特性测量系统能很好地解决这个问题。
随着人们对地网科学认识和评判水平进一步提高，不能仅以接地阻抗作为接地系统的安全判据已成为行业专家共识。在电压等级较高的电力系统中，单相接地故障电流显著增大。众多行业专家认为，对于大型地网来说，应把对“接触电压”和“跨步电压”的要求提到首要上来。这样，无论从保证人身安全和设备安全、还是从经济技术指标方面考虑，都会更加适用与合理。至于接地阻抗的绝对值，根据变电所当地的具体土壤条件，可以而且应当允许在一定的范围内变动。所以，新版DL/T475－2006《接地装置特性参数测量导则》规定了要测量“场区地表电位梯度”，“接触电压”，“跨步电压”等项目。利用工频信号对大型地网的接地阻抗进行准确测量，历来是个难题。除了人工劳动强度大之外，更为麻烦的是，难以排除地网中杂散电流对测量结果所带来的干扰影响，测试结果的可信度大大降低。同时，为提高信噪比需采用大电流方式测量，DL/T475－2006规定采用工频方式测量电流不小于50A，现场准备工作多，劳动强度大，且不安全，也无法测量接触电压，跨步电压等参数。 中试控股集团变频大电流多功能地网接地特性测量系统、中试控股集团大型地网变频大电流接地阻抗测量系统、中试控股集团变频抗干扰接地阻抗测量仪通过对接地网注入一个异于工频的电流，有效地避免了50Hz及其它干扰信号引起的测量误差，可精确、经济、安全的测量接地网接地阻抗，接触电压，跨步电压，场区地表电位梯度等参数，同时使得测量过程变得方便而安全。
（1）表头指针不动，包括检查电池电压及接地电阻测试仪测量时表头指针都不动，“OK”灯亮。故障原因由表头烧毁或连接表头与线路板连线断开引起，打开表头面板，用手拨动指针，如指针不能自动回零，表明表头已震坏；否则焊下表头，用万用表电阻档测量表头，如开路表明表头已烧坏。再用万用表电流电压档测量原连接表头接头，按下地阻仪检查电压按钮，如万用表有电压指示，表明仪表故障由表头损坏引起，更换新表头后即可修复；如表头完好，再打开仪器外壳，检查表头连线，如断开接上即可。电缆交流耐压试验装置适用于10kV、35kV等电缆的交流耐压试验。电缆交流耐压试验装置主要由变频电源（主机）、励磁变压器、谐振电抗器、电容分压器组成。
中试控股技术博士为您解答：此类故障通常都是由于仪器使用或运输途中振动过大引起，因此本仪器在使用和运输途中应注意防震，以免造成不必要的损坏。
（2）检查电池电压正常而不能进行接地电阻测量。此故障通常是由于开关电源、交直流转换、以及恒流输出部分故障，用频率计测量C端口。无820Hz交流输出，可逐步检查该部分电路，从输出变压器，开关管，振荡电路等找出故障部分，更换新零件即可修复。
（3）检查电池电压正常而进行接地电阻测量时测量数据不准，误差大。此故障通常是由于检测信号滤波及调效电路故障引起，常见是滤波电感T1损坏引起，更换T1电感即可修好。
（4）进行接地电阻测试仪测量时测量数据飘浮不定，时准时不准等。此现象“KYORITSU 4102A”地阻仪通常无故障，问题出在电阻仪与地桩（辅助电极）及被测接地体连接不好引起，常见有三条连接导线有断开或接头地方松，导致导电性能不好。如使用过程中发现导线与两端的接头金属片断开，一定要用焊锡重新把它焊牢，才能保证仪器的正常测量工作。
一、概述
近些年来，国内多处变电站因雷击形成扩大事故，多数与地网接地电阻不合格有关，接地网起着工作接地和保护接地的作用,当接地电阻过大则: 发生接地故障时,使中性点电压偏移增大,可能使健全相和中性点电压过高,超过绝缘要求的水平而造成设备损坏。在雷击或雷电波袭击时,由于电流很大,会产生很高的残压,使附近的设备遭受到反击的威胁,并降低接地网本身保护设备(架空输电线路及变电站电气设备）带电导体的耐雷水平,达不到设计的要求而损坏设备。同时接地系统的接地电阻是否合格直接关系到变电站运行人员、变电检修人员人身安全；但由于土壤对接地装置具有腐蚀作用，随着运行时间的加长，接地装置已有腐蚀，影响变电站的安全运行；中试控股技术博士为您解答：因此，必须大力加强对地网接地电阻的定期监测；运行中变电站地网接地电阻的测量，由于受系统流入地网电流的干扰以及试验引线线间的干扰，使测试结果产生较大的误差。特别是大型接地网接地电阻很小（一般在0.5Ω以下），即使细微的干扰也会对测试结果产生很大的影响；如果对地网接地电阻测试不准确，不仅损坏设备，而且会造成诸如地网误改造等不必要的损失，结合我对接地网接地阻抗测试方法的研究，现总结如下：CVT检验用谐振升压装置利用串联谐振的原理，采用了无极手动调感的技术以及节电抗器串联的方式，使得所需电源、试验设备体积和重量大幅下降。
二、接地电阻测试原理及方法：
测试接地装置的接地阻抗时电流极要布置的尽量远，通常电流极与被试接地装置边缘的距离dcG应为被试接地装置大对角线长度D的4～5倍（平行布线法），在土壤电阻率均匀的地区可取2倍及以上（三角形布线法），电压引线长度为电流引线长度0.618倍（平线布线法）或等于电流线（三角形布线法）。
1、电位降法
电位降法测试接地装置的接地阻抗是按图1布置测试回路，且符合测试回路的布置的要求。
G—被试接地装置；C—电流极；P—电位极；D—被试接地装置大对角线长度；dCG—电流极与被试接地装置边缘的距离；x—电位极与被试接地装置边缘的距离；d—测试距离间隔；
流过被试接地装置G和电流极C的电流I使地面电位变化，电位极P从G的边缘开始沿与电流回路呈30°~45°的方向向外移动，每间隔d（50m或100m或200m）测试一次P与G之间的电位差U，绘出U与x的变化曲线。曲线平坦处即为电位零点，与曲线点间的电位即为在试验电流下被试接地装置的电位升高U,接地装置的接地阻抗为：
Z=Um/I
如果电位测试线与电流线呈角度放设确实困难，可与之同路径放设，但要保持尽量远的距离。
中试控股技术博士为您解答：如果电位将曲线的平坦点难以确定，则可能是受被试接地装置或电流极C的影响，考虑延长电流回路；或者是地下情况复杂，考虑以其他方法来测试和校验。
2、电流—电压表三极法
a）直线法
电流线和电位线同方向（同路径）防设称为三极法中的直线法，示意图2；dcG符合测试回路的布置的要求, dPG通常为(0.5~0.6) dcG.电位极P应在被测接地装置G与电流极C连线方向移动三次，每次移动的距离为dcG的5％左右，当三次测试的结果误差在5％以内即可。
大型接地装置一般不宜采用直线法测试。如果条件所限而必须采用时，应注意使电流线和电位线保持尽量远的距离，以减小互感耦合对测试结果的影响。
G—被试接地装置；C—电流极；P—电位极；D—被试接地装置大对角线长度
dCG—电流极与被试接地装置边缘的距离；dPG—电位极与被试接地装置边缘的距离；
b)夹角法
只要条件允许，大型接地装置接地阻抗的测试都采用电流——电位线夹角布置的方式。dcG符合测试回路的布置的要求,一般为4D~5D，对超大型接地装置则尽量远；dPG的长度与dcG相近。接地阻抗可用公式（2）修正.
增值服务
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