目次 前言 前言 目的 范围 测试内容 定义 接地网测试时的安全措施 有关测量的一般性规定 土壤电阻率测量 接地阻抗 地面电位 冲击接地阻抗 模型试验 测量仪器 有关测量的其他事项 附录提示的附录非同质土壤的地电参数 附录提示的附录两层土壤模型参数的确定 附录提示的附录电位降法的原理 前言 本导则是根据美国标准 接地系统的土壤电阻率 接地阻抗和地面电位 测量导则第部分常规测量制定的在技术内容上与该标准等同 编写格式也与该标准一致 美国电气和电子工程师学会 制定了大批有关电工和电子方面的标准 这些标准均以这些领 域的研究成果为依据 具有先进性和实用性的特点在国际电工界和电子界享有 盛誉 的内容涉及接地系统各种 参数的测量被纳入美国国家标准编号我国的国家标准对接地系统的 设计和施工涉及较多而对接地系统参数的测量涉及较少 引入 可充实这方面的 内容迄今该标准尚未修订 本标准的附录 附录附录均为提示的附录 本标准由国家机械工业局提出 本标准由全国建筑物电气装置标准化技术委员会归口 本标准由电力工业部信息研究所东北电管局北京供电局等单位起草 本标准由电力工业部信息研究所负责解释 本标准主要起草人 戴耀基孟庆波陈淑芳 前言 为提高本导则的实用性本导则分为两部分第部分常规测量其内容包括不需要特殊高精设 备测量技术和没有特殊困难在大型接地系统或存在异常高的交直流杂散电流等情况时会有这种困 难的大多数现场测量第部分曾作重大修改第部分特殊测量将在以后制定该部分意在提供一 些测量方法以便当存在一些特殊困难按常规测量方法难于测量或测量不准时使用特大的电站接地 网和架空线路接地极就属于这种难于测量的接地系统 本导则由电力系统仪器和测量委员会 分会土壤电阻率接地阻抗和地面电位测量工作组编 制 中华人民共和国国家标准 接地系统的土壤电阻率 接地阻抗和 地面电位测量导则 第部分常规测量 国家质量技术监督局 批准 实施目的 制定本标准的目的在 于介绍接地电阻 接地阻抗土壤电阻率地电流形成的地面电位梯度 等的测 量技术现状和用比例模型试验预测接地电阻和地面电位梯度 的方法本标准还介绍影响仪器选择 和各 种测量技术的因素这些因素是测量的目的所要求的准确度现有的仪器类型误差产生的原因所测 的地或接地系统的特性等 本标准可帮助技术人员取得准确可靠的数据并正确分析这些数据本导则所提供的测试步骤 有利于人身和财产安全并可防止对相邻运行设备的干扰 范围 本标准的测试方法 包括 测量从小型接地棒接地板到电站大型接地系统等各种 接地极的接地电阻和接地阻抗 测量地面电位包括测量跨步电压接触电压和等电位线 为完善工程设计按比例模型试验法 在试验室内预测接地电阻和地面电位梯度 测定土壤电阻率 本标准所列测试方法仅限于使用直流电流周期性换向直流电流正弦交流电流和冲击电流用于 测量冲击接地阻抗 本导则没有包括所有可能的测试手段和测试方法 由于测试中的可变因素很多测试难以做到高度准确因此要用现有的最合适的测试方法仔细地 做试验还要彻底了解误差产生的原 因 测试内容 测量接地电阻或接地阻抗 和测量由于地电流形成的地面电位梯度 的目的为 验证新装接地系统的合适性 检查现有接地系统的变化情况 测定危险的跨步电压和接触电压 测定地面电位升 以便为电力线路和通信线路设计保护措施 比例模型试验法有 助于研究新式的接地系统由于复杂的接地方式和复杂的土壤构造 用分析法 难以充分研究这种新式的接地系统 测量土壤电阻率有 助于 估算拟建变电站或输电线路铁塔的接地电阻 估算地面电位梯度 跨步电压和接触电压 计算相邻近的电力线路和通信线路间的电感耦合 设计阴极保护系统 进行地质勘察 定义 本章列出有关本导则的术 语定义由其他组织制定或批准的术语定义与本导则有关者 也尽可能采 用 此处列出的定义仅适用于本导则术语的其他解释见 电工和电子术 语标准辞典 接地 一种有意或非有意的导电连接由于这种连接可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的 某种较大的导电体 注使用地的目的是 使连接到地的导体具有等于或近似于大地或代替大地的导电体 的电位引导地电流 流入和流出大地或代替大地的导电体 接地的 指将有关的系统 电路或设备与地连接 地回电路 利用大地形成回路的电路 接地电流 在大地或在接地极中流过的电流 接地导体 指构成地的导体 该导体将设备电气器件布线系统或其他导体通常指中性线与接地极连接 接地极 构成地的一种导体 接地连接 用来构成地的连接系由接地导体接地极和围绕接地极的大地土壤或代替大地的导电体组成 接地网 由埋在地中的互相连接的裸导体构成的一组接地极用以为电气设备和金属结构提供共同的地 注为降低接地网电阻接地网可连以辅助接地极 接地均压网 位于地面或地下连接到地或接地网的一组 裸导体用以防范危险的接触电压 注接地均压网的通常形状是适当面积的接地板和接地格栅 接地系统 在规定区域内由所有互相连接的多个接地连接组成的系统 接地极地电阻 接地极与电位为零的 远方接地极之间的欧姆律电阻 注所谓远方是指一段距离在此距离下两个接地极的互阻基本为零 接地极互阻 指以欧姆为单位表示的一个接地极直流电流变量在另一接地极产生的电压变量 电位 指某点与被认为具有零电位的某等电位面通常是远方地表面间的电位差 注比零电位面高的点称为正电位比零电位面低的点称为负电位 等电位线 在给定时间内具有等电位诸点的 轨迹 电位曲线 指沿规定路径上电位与距离的函数关系曲线 表面电位梯度 电位线的斜率其轨迹与等电位线正交 接触电压 接地的金属结构和地面上相隔一定 距离处一点间的电位差此距离通常等于最大的水平伸臂距离 约为 跨步电压 地面一步距离的两点间的电位差此距离取最大电位梯度方向上的长度 注当工作人员站立在大地或某物之上而有电流流过该大地或 该物时此电位差可能是危险的 在故障状态时尤 其如此 材料电阻率 有效电阻率 指一种系数其值等于材料内的电场强度除以传导电流密度 耦合 在两个或两个以上电路或系统间可进行一电路系统到另一电路系统功率或信号转换的效应 注耦合分为紧耦合和松耦合两种在紧耦合时各元件的诸变量间相位移较小紧耦合各系统间有大的相互效应 这种效应可用系统矩阵的矢积表示 电容耦合 在两个或两个以上电路间借助电路间电容的耦合 电阻耦合 在两个或两个以上电路间借助电路间电阻的耦合 直接耦合 在两个或两个以上电路间借助电路共同的自感电容电阻或三者集合而形成的耦合 电感耦合 对于通信电路本术语指两个或两个以上电路间借助电路间互感而形成的耦合 注电感耦合这一术语通常指互感所形成的耦合而直接电感耦合这一术语指诸电路共同的自感所形成的耦合 对于电力和通信电路指相邻的电力电路和通信电路间因电感应磁感应或电磁感应而形成的 相互关系 架空线防雷保护用接地极 指一个导体或一组导体装设在输电线路下方位于地面或地面上方但绝大多数在地下并与铁塔 或电杆基础相连 接地网测试时的安全措施 变电站接地网测试 在进行接地网测试时如果电力系统发生涉及该接地网的故障则在该接地网与远方零电位点间会 有致命的电位差存在 由于接地网测试内容之一是为电流极和电位极选定远方零电位点的位置因此在选择电极引线时 应考虑该引线能承受引线和接地网任何一点间可能出现的电位差此电位差的大小可如此考虑即在比 较大的变电站里其接地网的接地阻抗应 为的数量级假定通过该接地网的接地 故障电 流在的数量级则对远方零电位点的电位地电位升可达 的数量极如接地阻抗及 故障电流更高则接地网电压的升高可超过 上述情况表明在手触试验引线时应倍加小心决不允许通过人的两手或人体其他部分使可 能具有 高电位差的两点构成回路虽然在人触及试验引线的同时发生接地故障的可能性极少但不应忽视这 种可能性的存在因此在测量运行中的变电站接地网时应使用绝缘鞋绝缘手套绝缘垫及采用其 他防护手段 在所有的情况下应遵守有关专业组织所制定的安全程 序和安全方法 避雷器接地极测试 由于避雷器接地极通过的是时间很短的高幅值雷电流这种接地极属于特殊的 类型雷电流幅值可 能超过对于一个有缺陷的避雷器还要考虑其故障电流由于避雷器断开接地极后其底座 电位可能升到线电位因此不应断开避雷器接地极进行测量只有在采取措施使避雷器放电电流减至最 小时才可测试其接地极 小型独立接地极 这一措施涉及电流极周围可能出现的高电位梯度如果像电位降法那样使测量电流流入安放在远 处的电流极则在测试过程中应不使好奇的人停留在电流极附近在乡村不应使放牧的牲畜走近电流 极 有关测量的一般性规定 复杂性 测量土壤电阻率 接地阻抗和地面电位梯度 要比测量其他种类的电阻阻抗和电位更为复杂 可能需要进行多次测量并绘制曲线杂散电流及其他因素通常会干扰测量工作 由于电站附近地区的开发和工业的发展为测量接地电阻而选择测棒的合适安放位置就越来越困 难此外架空地线地下水管电缆外皮等都可能使接地网畸变或扩大 注架空地线可因有意处置或因接触腐蚀而对地绝缘因此低电压的测试结果与真实故障时的测试结果可能不同 接地阻抗的测量应在接地网安装 完毕后立即进行以确定应接入接地网的接地部件无漏接要考虑 到以后安装的装置如水管铁轨等将会改变所测的数据 还要考虑到在接地网安装一年以后由于土壤 变得均匀坚实接地阻抗通常会降低 试验电极 在接地阻抗测量中 要用到电流极和电位极 如果所采用的接地阻抗测量方法是两点法或三点法则对两点法来说试验电极的阻抗与待测接地 极的接地阻抗值相比较应可予以忽略而对三点法来说试验电极的阻抗与待测接地极的接地阻抗值应 属于同一数量级否则测试结果就可能不正确 显然以上的限制使上述的测量方法仅适用于像住宅游泳池 和小型低压配电变电站那样相对来说