农村变电站防雷保护测试实践探讨

农村变电站防雷保护测试实践探讨

摘要 对山西省兴能发电有限责任公司接地阻抗、电气完整性、土壤电阻率、防雷装置常规检测等相关项目进行检测，提出了电流注入点的选择、试验电源的选择、降低电流极接地电阻、测试线回路的监护及线路铺设等方法，对发电厂防雷测检有一定的指导意义。

关键词 发电厂；接地装置；性能参数；检测

山西省兴能发电有限责任公司位于山西省古交市木瓜会村，东经112°5′25″，北纬37°53′27″，地处山西电网调度中心枢纽和电力负荷中心区域，是晋中电网中心的主要电源支持点。整个电厂的雷电防护措施、接地装置是否良好，是安全生产的关键之一。为了准确掌握兴能发电公司接地装置的工频特性参数，了解该电厂内一次设备、主控室与主地网的电气导通性能，依据《山西省气象防灾减灾条例》有关规定，古交市避雷设施检测站对该公司接地装置进行了全面的检测。检测期间天气晴，气温17 ℃左右。兴能发电公司升压站最大运行方式下500 kV母线上最大单相接地短路电流为30 kA，地网对角线约604 m。

1 检测仪器的选择 根据《接地装置特性参数测量导则（DL/T475-2006）》6.1.1和6.5的要求[1]，试验电流宜在3～20 A，频率宜在40～60 Hz，异于工频又接近工频，且检测仪器的准确度不低于1.0级，采用异频电源时，测试仪表的选频性能良好。根据上述要求，选定上海大帆电气有限公司研制的DF9001变频大电流多功能地网接地特性测量系统。

2 接地装置特性参数检测

2.1 测试回路布置

该电厂采用直线法布置回路。电厂最大对角线在1 200 m左右，电流极在发电厂场区外约大地网对角线长度的2倍处，电压极在发电厂场区外约电流级的0.618倍处，电压线与电流线同方向平行放设，两线间距>2 m，电流注入点为该发电厂主变区，回路布置如图1所示。

2.2 电气完整性检测

对主厂房内设备及升压站内一次设备接地引下线与主地网之间的电气导通进行了检测，测量方法如图2所示。首先选定一个与主地网连接良好的设备的接地引下线为参考点，再测试周围电气设备接地引下线与参考点之间的直流电阻。

从检测结果可以看出，主厂房内设备及升压站内一次设备接地引下线与主地网连接均良好，均20 h。试验电流流入外侧两个电极，接地阻抗测试仪通过测得

试验电流和内测2个电极间的电位差，得到R，通过如下公式得到被测场地的土壤电阻率ρ：

土壤电阻率（ρ）=2πaR。

土壤电阻率是决定接地体电阻的重要因素，其大小将直接关系到接地装置接地电阻的大小，而要求接地电阻越小越好，因而要求土壤电阻率也要越小越好。经测试，土壤电阻率>500 Ω·m，土壤电阻率较大，对接地电阻的影响较大。

2.5 防雷装置常规检测

对发电厂场区内所有防雷装置进行常规检测，检测发现所有防雷装置均符合《建筑物防雷设计规范（GB50057-2010）》要求[4]。

2.6 检测结论

检测表明，山西省兴能发电有限责任公司厂区接地装置的接地阻抗为0.375 Ω，主厂房内主要设备、升压站内各设备接地引下线和主地网连接情况良好，厂区内各防雷装置接地电阻均合格，符合《建筑物防雷设计规范（GB50057—2010）》。

3 体会

3.1 电流注入点选择

进行大型地网工频特性参数测试时，试验电流的注入点要选择在单相接地短路电流大的场区里电气导通测试中结果良好的接地引下线处。对于发电厂，电流注入点可选择主变压器高压侧接地引下线处，也可选择500、220 kV母线附近接地良好的接地引下线处；对于降压变电所，电流注入点可选择220、110 kV母线附近接地良好的接地引下线处。

3.2 试验电源选择

山西地区山区面积较大，土壤电阻率大且不均匀，在这种地理环境复杂的情况下，进行大地网特性参数的检测，要选择输出功率≥5 kW的测试仪器，才能保证注入地网的测试电流在3～20 A。

3.3 电流极接地电阻降低方法

降低电流极的接地电阻是降低回路阻抗的首选方法，当检测仪器输出功率一定时，要提高测试电流，须设法降低回路阻抗，而电流极的接地电阻是回路阻抗的重要组成部分。

降低电流极的接地电阻方法是：用3根Φ50×1 000 mm的钢管，连接成边长

为2 m的等边三角形，并打入地下900 mm，组成等边三角形的小地网作为电流极，在必要时可以再浇一些水，按这种方法处理后电流极的接地电阻明显减小[5]。

3.4 测试线回路监护

测量接地阻抗时，电流极及电流线上有几百电伏的交流电压。因此，一定要派人全程监护，以保证人身安全。

3.5 线路铺设

辅助电压极的铺设应尽量避免与输电线路平行，以防感应过高的工频电压。所有布线都应避免多圈盘绕，以防附加电感影响测量结果。电流线、电压线布线时注意金属导体部分不要接触地面。

4 参考文献

[1] DL/T475-2006接地装置特性参数测量导则[S/OL].[2013-01-20].http：//www.standard.cn/index.php？doc-view-3161.html.

[2] DL/T621-1997交流电气装置的接地[S/OL].（1998-01-01）[2013-01-20].http：//wenku.baidu.com/view/c877023443323968011c9/282.html.

[3] GB//T17949.1-2000接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则[S/OL].[2013-01-20].www.standard.cn/index.php？doc-view-5165.html.

[4] GB50057-2010建筑物防雷设计规范[S/OL].[2013-01-20].http：//baike.com/view/2969539.html.

[5] GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范[S/OL].（2004-06-01）[2013-01-20].http：//wenku.baidu.com/view/75455602de80d4d8 d15a4f13.html.