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摘要：随着电力系统规模不断扩大，出现了许多大型、超大型的接地网。传统测量大地网的方法已远远不能满足新形式下对地网的分析要求，伴随着变频电压技术的迅速发展，把变频技术运用在大地网测试当中，能减少电网对测试地网的干扰，改进了对大地网测试的方法，下面主要讨论如何采用变频大地网测试设备进行变电站大地网测试方法。
关键词：大地网；变频；干扰；变电站
Discussion on Method of Frequency Conversion Resistance Test on
Grounding Grid
ZENG Zhiwei
（China Energy Engineering Group Guangdong Power Engineering CO，.LTD，Guangzhou 510735，China）
Abstract：With continuous expansion on electric power system throughout the country，large and super-large ground grid have been employed more and more frequently in power substations. And traditional testing method on earthing resistance is considered to be insufficient in terms of such resistance test and analysis. Thanks to rapid development of variable frequency voltage technology，it becomes possible to complete the above-mentioned work，during which the testing method has been improved and disturbance has been reduced effectively from power grid against the earth screen. The purpose of this paper is to discuss and illustrate the way of resistance test on grounding grid in power substation using variable frequency testing equipment.
Keywords：Grounding grid，variable frequency，disturbance，power substation
前言
大型接地装置的特性参数测试应该包括以下内容：电气完整性测试，接地阻抗测试，场区地表电位梯度测试，接触电位差、跨步电位差测试及转移电位的测试等项目，通过科学合理的分析大型地网接地各种重要参数，准确评估接地网的安全状态，接地网的工作安全状况直接关系到人身安全、电力设备和电力系统的安全运行。
1 变频大地网测试技术的特点
近几年变电站的地网设计越来越复杂，系统对地网的要求逐步的提高，传统的工频测试方法受电网干扰较大，而工频大电流测试方法试验过程复杂且耗时长。因此采用由异频电源、选频电流电压设备及微电脑测控系统等仪器组成的大地网测试方法，可有效地提高测试的精准度。该组仪器通过测量接地装置的电位升高与流入接地装置的电流之比来测量接地阻抗。异频恒流电源可输出频率为45Hz或55Hz的正弦波测试电流，输出频率受微电脑系统控制，其输出经过隔离后通过仪器面板上的E、C两个端子输出电流，然后把选频电流电压表的P1和P2两端测量电压经放大后送给滤波器获得电压信号，利用选频电流电压表的电流互感器测得的电流进行放大给滤波器获得电流信号，实现将过滤后的电流信號和电压信号转换为数字信号，给微机电脑系统处理。主要特点如下：
1.1抗干扰能力强，测量准确
大地网测试采用的变频抗干扰技术，能将工频干扰抑制到万分之一以下。同时又采用大电流测量，这种情况下可以基本忽略干扰的存在。仪器采用45Hz～70Hz、50±1Hz、60±1Hz变频测量。其中45Hz～70Hz为单频率测量；50±1Hz为49Hz/51Hz自动变频，适合50Hz电网工频干扰下测量；60±1Hz为59Hz/61Hz自动变频，适合60Hz电网工频干扰下测量。采用50±1Hz变频测量数据，数据与50Hz完全等效，并且采用了全数字信号处理技术，测量数据准确、可靠、稳定。采用标准四极法测量，消除了导线引起的测量误差。
1.2变频大地网测试对数据分析更方便
利用变频大地网装置测试测量接地阻抗、导通和土壤电阻率，能同时给出接地装置的接地阻抗、电阻、电流、电压相角等数据。通过输入接地极和辅助极的距离和夹角，或者直接输入它们的GPS坐标，便可以按夹角法的公式自动修正阻抗、电阻数据，并能检测辅助极接地电阻，以此判断辅助极接地的状况。利用选频电压表，可以测量接触电压、跨步电压、电压梯度等数据。
2 变频大地网测试技术工作原理
2.1测量接地阻抗
2.1.1直线法
电流桩、电压桩与待测接地装置呈直线。通常电流桩C与被试接地装置边缘的距离dCG应为地网对角线长度的4～5倍，电压桩P与被试接地装置边缘的距离dPG通常为（0.5～0.6）dCG。在放线时，应使电流线和电压线保持尽量远的距离，以减小电磁耦合对测试结果的影响。
应尽量减小电流桩电阻，可采用降阻措施使电流桩土壤接触良好。用仪器“电流桩”或“电压桩”方式测量，电流桩电阻应小于80Ω，电压桩小于200Ω。 2.1.2夹角法
一般情况下，大型接地装置接地阻抗的测试都采用电流电压线夹角布置的方式。通常电流桩C与被试接地装置边缘的距离dCG应为地网对角线长度的4～5倍，dPG的长度和dCG相近。接地阻抗公可用下式修正。
式中：θ—电流线和电压线的夹角；
Z'—接地阻抗的测试值。
如果土壤电阻率均匀，可采用dPG和dCG相等的等腰三角形布线，此时θ约为30°，dPG=dCG=2D接地阻抗的修正计算式仍为上式。
2.2测量接地导通
C1/P1接一个接地装置，C2/P2接另外一个接地装置。应注意测量引线不要盘绕，且电压线尽量远离电流线。接地夹两侧都应压紧待测地线，防止油漆锈蚀引起接触不良。
2.3测量土壤电阻率
2.3.1四极等距法（enner法）
四根地桩布置在一条直线上，地桩之间距离相等均为a。地桩打入地中的深度h不大于a的二十分之一，a可取5，10，20，30，40m等等，当被测场地的面积较大时，间距应大一些。电阻率通过地电阻R求得：ρ=2πaR。
2.3.2四极非等距法（Schlumberger-almer法）
当电极距离很大时，P1、P2的电压很低。此时可以增大电压桩距离b，当打桩深度可以忽略时，电阻率按下式计算：ρ=2πaR（a+b）/b。
3 施工工藝流程及操作要点
3.1试验工艺流程
大地网接地电阻测试流程图3-1所示。
3.2测试流程准备
3.2.1测试条件：
现场条件：接地网已按设计要求制作完。
天气条件：晴天。
3.2.2测试方法：
在一个电压等级的场区以每个间隔汇控箱接地引下线为参考点，用地网导通电阻测试仪测试以下直流电阻：
本间隔电气设备接地部分与参考点之间。
相邻间隔汇控箱接地引下线之间。
汇控箱与母线设备接地引下线之间。
（4）不同电压等级的场区以一台主变接地引下线为参考点，测试其它主变与参考点、不同电压等级母线接地引下线与参考点的直流电阻。
3.2.3测试步骤
（1）测量同一电压等级每一间隔电气设备接地引下线与参考点的直流电阻。
（2）测量同一电压等级相邻间隔汇控箱接地引下线之间的直流电阻。
（3）测量同一电压等级控制母线设备与汇控箱的接地引下线的直流电阻。
（4）测量以一台主变为参考点，其它主变与参考点、不同电压等级母线与参考点接地引下线的直流电阻。
3.3操作要点
3.3.1测量时间的选择
接地装置的接地阻抗与土壤的潮湿程度有密切相关，因此接地装置的状况评估和验收测试应尽量在干燥季节和土壤未冻结时进行，不应在雷、雨、雪中或雨、雪后立即进行。
3.3.2试验电源的选择
采用变频电流法测试大型接地装置的工频特性参数，试验电流宜在3A～20A，频率宜在40Hz～60Hz范围，异于工频又尽量接近工频，且仪器设备符合测试要求。
3.3.3测试回路的布置
（1）测试接地装置工频特性参数的电流极应布置得尽量远，参见图3-1，通常电流极与被试接地装置边缘的距离dCG应为被试接地装置最大对角线长度D的4～5倍；对超大型的接地装置的测试，可利用架空线路做电流线和电位测试线；当远距离放线有困难时，在土壤电阻率均匀地区的dCG可取2D，在土壤率不均匀地区可取3D。
（2）测试回路应尽量避开河流、湖泊；尽量远离地下金属管路和运行中的输电线路，避免与之长段并行，与之交叉时垂直跨越；注意减小电流线与电位线之间的互感影响。
3.3.4电流极和电位极
（1）电流极的电阻应尽量小，以保证整个电流回路阻抗足够小，设备输出的试验电流足够大。
（2）可采用人工接地极或利用高压输电线路的铁塔作为电流极，但应注意避雷线分流的影响。
（3）如电流极电阻偏高，可尝试采用多个电流极并联或做相应降阻措施。
（4）电位极应紧密而不松动地插入土壤中20cm以上。
3.3.5试验电流的注入
大型接地装置工频特性参数测试时，试验电流的注入点宜选择单相接地短路电流大的场区里，电气导通测试结果良好的设备接地引下线处。
3.4测量方法
3.4.1接地阻抗测试
（1）测量接地网最大对角线长度
根据设计图纸中的接地网尺寸，计算接地网最大尺寸，再采用便携式GPS设备，对接地网最大对角线长度进行精确测量。
（2）布线并放置电流电压极
条件允许时优先采用夹角法布线，一般布线长度4D～5D为宜。
电压极的布置在理论上没有要求，但在DL/T 475-2006中规定电位极插入土壤中10～20cm，且应紧密而不松动地。
（3）仪器接线及测量
变频法测试接地特性选择45～55Hz之间的对称频率作为测试电流的频率，一般地，干扰电压较小时选择49Hz与51Hz、48Hz与52Hz两组对称频率进行测量。接地阻抗测试时的各仪器接线如图3-2所示。
仪器接线完成后再次检查安全措施是否到位，安全措施全部到位后开始通电测量。
（4）测试操作
打开选频表，选择相应的频率49Hz，进入“阻抗测量”选项。
调节变频电源频率，使之输出频率为49Hz，缓慢增大变频电源输出电压，观测选频表中电流数值，当电流升至合适值时记录接地阻抗值停止测试，同样方法在49Hz的对称频率51Hz下进行测量。 3.4.2 跨步电压、接触电压测试
（1）电流线、电压线布置
一般地，异频电流增大至30A左右能获得较好的电压响应，考虑裕量要求，选择10mm?明线敷设塑胶绝缘铜芯线作为电流线。电流极与地网边缘直线距离应足够远，最好选择4D～5D。
（2）仪器接線
使变频双并列电源的输出电压、频率、相位均一致并把不一致控制在极小的时间范围内，使变频双电源作为一个整体输出高保真线性功率放大电源。仪器接线如下图3-3图3-4所示。
（3）测试操作
升压变压器使用最大抽头，使匹配后的电流回路阻抗最小。选择变频电源输出频率及选频表测量频率，同时调节两台变频电源的输出电压，观察选频表电流、电压读数，当电压读数到达稳定的几十毫伏时，记录电流读数I（一般30A左右），以此电流作为跨步电压、接触电压、场区地表电位梯度测量电流，若此电流得到的电压响应小于10毫伏，应适当增大测量电流使电压响应大于10毫伏。在某测试点完成接触电压测量后，进行该点的跨步电压测量，分别在该点垂直和平行于场站围墙方向测量得到两个正交分量U+和U-。该点某频率下接触电压、跨步电压测试完成后在其对称于工频的另一频率下进行重复测试。某点测试完成后，降压关闭变频电源，进行下一个点测试，在各个设备场区选择5个以上有代表性的设备处注入测试电流。
3.4.3 电气完整性测试
首先选定一个最能代表主接地网的参考点，通过接地导通测试仪测量周围电气设备接地部分与参考点之间的回路电阻（直流电阻），如果开始就有很多设备测试结果不良，宜考虑更换参考点。
选定参考点0后，分别检测该参考点附近场地（第一区域）各设备的接地引下线（1、2、…、n）与主接地网的连接情况。
在待测场地（第二区域）选定一台设备的引下线M，若M同第一区域内的主接地网连接良好的引下线n连接情况良好，认为M与主接地网连接良好，则选定其为第二个区域的参考点，测试该区域设备与M的连接情况，判断其与主接地网的连接情况。
3.4.4安全注意事项及措施
（1）测试时注意二次侧电流稳定。
（2）电流、电压线沿线做好警戒措施，试验过程中电流线沿线要有人看守。
（3）做好设备装卸过程事故预防措施。
（4）正确佩戴安全手帽和手套，起吊设备前检查吊带或钢丝绳，确定完好。
（5）设备起吊过程中严禁站在设备或吊臂下方。
（6）布线要避免车压，保证电流线和电压线完好，不能放入水中或沾水，以防漏电。
（7）试验过程中保持通讯畅通，各分布点要配备对讲机以便随时通话。
（8）设置安全围栏，防止无关人员进入。
4 结束语
通过上述采用变频大地网测试技术能有效的抗除电网对测试的干扰影响，且测试过程简单、便捷、高效，结合《JJG 984-2004接地导通电阻测试仪检定规程》和《DL/T 475-2006接地装置特性参数测量导则》，该测试方法适用于发电厂、变电站、配电站、建筑物等在建或运行接地系统的测试，测试中能获得较为准确的数据，进一步保障了电网的安全、稳定运行。
参考文献：
[1]朱晓辉，邹淮，刘志红，顾铁利.接地网测试中的抗干扰技术研究[J].天津电力技术.2006（01）
Zhu Xiaohui，Zou Huai，Liu Zhihong，Gu Tieli. Study on Anti-interference Technology in the Grounding Grid Test [J]. Tianjing Electric Power Technology. 2006（1）
[2]邹建明，蒋静坪，李阳春.大型地网接地电阻测试方法的探讨[J].电力建设.2003（03）
Zou Jianming，Jiang Jingping，Li Yangchun. Discussion of Resistance Test Method of Large Grounding Grid [J]. Electricity Power Construction. 2003（03）
[3]李进扬.大型地网接地电阻的测量[J].高电压技术.2006（10）
Li Jinyang. Measurement of Earthing Resistance of Large Grounding Grid [J]. High-voltage Technology. 2006（10）
作者简介：
曾志伟（1978），男，本科，高级工程师，主要从事输变电施工技术及管理工作。 摘要：随着电力系统规模不断扩大，出现了许多大型、超大型的接地网。传统测量大地网的方法已远远不能满足新形式下对地网的分析要求，伴随着变频电压技术的迅速发展，把变频技术运用在大地网测试当中，能减少电网对测试地网的干扰，改进了对大地网测试的方法，下面主要讨论如何采用变频大地网测试设备进行变电站大地网测试方法。
关键词：大地网；变频；干扰；变电站
Discussion on Method of Frequency Conversion Resistance Test on
Grounding Grid
ZENG Zhiwei
（China Energy Engineering Group Guangdong Power Engineering CO，.LTD，Guangzhou 510735，China）
Abstract：With continuous expansion on electric power system throughout the country，large and super-large ground grid have been employed more and more frequently in power substations. And traditional testing method on earthing resistance is considered to be insufficient in terms of such resistance test and analysis. Thanks to rapid development of variable frequency voltage technology，it becomes possible to complete the above-mentioned work，during which the testing method has been improved and disturbance has been reduced effectively from power grid against the earth screen. The purpose of this paper is to discuss and illustrate the way of resistance test on grounding grid in power substation using variable frequency testing equipment.
Keywords：Grounding grid，variable frequency，disturbance，power substation
前言
大型接地装置的特性参数测试应该包括以下内容：电气完整性测试，接地阻抗测试，场区地表电位梯度测试，接触电位差、跨步电位差测试及转移电位的测试等项目，通过科学合理的分析大型地网接地各种重要参数，准确评估接地网的安全状态，接地网的工作安全状况直接关系到人身安全、电力设备和电力系统的安全运行。
1 变频大地网测试技术的特点
近几年变电站的地网设计越来越复杂，系统对地网的要求逐步的提高，传统的工频测试方法受电网干扰较大，而工频大电流测试方法试验过程复杂且耗时长。因此采用由异频电源、选频电流电压设备及微电脑测控系统等仪器组成的大地网测试方法，可有效地提高测试的精准度。该组仪器通过测量接地装置的电位升高与流入接地装置的电流之比来测量接地阻抗。异频恒流电源可输出频率为45Hz或55Hz的正弦波测试电流，输出频率受微电脑系统控制，其输出经过隔离后通过仪器面板上的E、C两个端子输出电流，然后把选频电流电压表的P1和P2两端测量电压经放大后送给滤波器获得电压信号，利用选频电流电压表的电流互感器测得的电流进行放大给滤波器获得电流信号，实现将过滤后的电流信號和电压信号转换为数字信号，给微机电脑系统处理。主要特点如下：
1.1抗干扰能力强，测量准确
大地网测试采用的变频抗干扰技术，能将工频干扰抑制到万分之一以下。同时又采用大电流测量，这种情况下可以基本忽略干扰的存在。仪器采用45Hz～70Hz、50±1Hz、60±1Hz变频测量。其中45Hz～70Hz为单频率测量；50±1Hz为49Hz/51Hz自动变频，适合50Hz电网工频干扰下测量；60±1Hz为59Hz/61Hz自动变频，适合60Hz电网工频干扰下测量。采用50±1Hz变频测量数据，数据与50Hz完全等效，并且采用了全数字信号处理技术，测量数据准确、可靠、稳定。采用标准四极法测量，消除了导线引起的测量误差。
1.2变频大地网测试对数据分析更方便
利用变频大地网装置测试测量接地阻抗、导通和土壤电阻率，能同时给出接地装置的接地阻抗、电阻、电流、电压相角等数据。通过输入接地极和辅助极的距离和夹角，或者直接输入它们的GPS坐标，便可以按夹角法的公式自动修正阻抗、电阻数据，并能检测辅助极接地电阻，以此判断辅助极接地的状况。利用选频电压表，可以测量接触电压、跨步电压、电压梯度等数据。
2 变频大地网测试技术工作原理
2.1测量接地阻抗
2.1.1直线法
电流桩、电压桩与待测接地装置呈直线。通常电流桩C与被试接地装置边缘的距离dCG应为地网对角线长度的4～5倍，电压桩P与被试接地装置边缘的距离dPG通常为（0.5～0.6）dCG。在放线时，应使电流线和电压线保持尽量远的距离，以减小电磁耦合对测试结果的影响。
应尽量减小电流桩电阻，可采用降阻措施使电流桩土壤接触良好。用仪器“电流桩”或“电压桩”方式测量，电流桩电阻应小于80Ω，电压桩小于200Ω。
关键词：大地网；变频；干扰；变电站
Discussion on Method of Frequency Conversion Resistance Test on
Grounding Grid
ZENG Zhiwei
（China Energy Engineering Group Guangdong Power Engineering CO，.LTD，Guangzhou 510735，China）
Abstract：With continuous expansion on electric power system throughout the country，large and super-large ground grid have been employed more and more frequently in power substations. And traditional testing method on earthing resistance is considered to be insufficient in terms of such resistance test and analysis. Thanks to rapid development of variable frequency voltage technology，it becomes possible to complete the above-mentioned work，during which the testing method has been improved and disturbance has been reduced effectively from power grid against the earth screen. The purpose of this paper is to discuss and illustrate the way of resistance test on grounding grid in power substation using variable frequency testing equipment.
Keywords：Grounding grid，variable frequency，disturbance，power substation
前言
大型接地装置的特性参数测试应该包括以下内容：电气完整性测试，接地阻抗测试，场区地表电位梯度测试，接触电位差、跨步电位差测试及转移电位的测试等项目，通过科学合理的分析大型地网接地各种重要参数，准确评估接地网的安全状态，接地网的工作安全状况直接关系到人身安全、电力设备和电力系统的安全运行。
1 变频大地网测试技术的特点
近几年变电站的地网设计越来越复杂，系统对地网的要求逐步的提高，传统的工频测试方法受电网干扰较大，而工频大电流测试方法试验过程复杂且耗时长。因此采用由异频电源、选频电流电压设备及微电脑测控系统等仪器组成的大地网测试方法，可有效地提高测试的精准度。该组仪器通过测量接地装置的电位升高与流入接地装置的电流之比来测量接地阻抗。异频恒流电源可输出频率为45Hz或55Hz的正弦波测试电流，输出频率受微电脑系统控制，其输出经过隔离后通过仪器面板上的E、C两个端子输出电流，然后把选频电流电压表的P1和P2两端测量电压经放大后送给滤波器获得电压信号，利用选频电流电压表的电流互感器测得的电流进行放大给滤波器获得电流信号，实现将过滤后的电流信號和电压信号转换为数字信号，给微机电脑系统处理。主要特点如下：
1.1抗干扰能力强，测量准确
大地网测试采用的变频抗干扰技术，能将工频干扰抑制到万分之一以下。同时又采用大电流测量，这种情况下可以基本忽略干扰的存在。仪器采用45Hz～70Hz、50±1Hz、60±1Hz变频测量。其中45Hz～70Hz为单频率测量；50±1Hz为49Hz/51Hz自动变频，适合50Hz电网工频干扰下测量；60±1Hz为59Hz/61Hz自动变频，适合60Hz电网工频干扰下测量。采用50±1Hz变频测量数据，数据与50Hz完全等效，并且采用了全数字信号处理技术，测量数据准确、可靠、稳定。采用标准四极法测量，消除了导线引起的测量误差。
1.2变频大地网测试对数据分析更方便
利用变频大地网装置测试测量接地阻抗、导通和土壤电阻率，能同时给出接地装置的接地阻抗、电阻、电流、电压相角等数据。通过输入接地极和辅助极的距离和夹角，或者直接输入它们的GPS坐标，便可以按夹角法的公式自动修正阻抗、电阻数据，并能检测辅助极接地电阻，以此判断辅助极接地的状况。利用选频电压表，可以测量接触电压、跨步电压、电压梯度等数据。
2 变频大地网测试技术工作原理
2.1测量接地阻抗
2.1.1直线法
电流桩、电压桩与待测接地装置呈直线。通常电流桩C与被试接地装置边缘的距离dCG应为地网对角线长度的4～5倍，电压桩P与被试接地装置边缘的距离dPG通常为（0.5～0.6）dCG。在放线时，应使电流线和电压线保持尽量远的距离，以减小电磁耦合对测试结果的影响。
应尽量减小电流桩电阻，可采用降阻措施使电流桩土壤接触良好。用仪器“电流桩”或“电压桩”方式测量，电流桩电阻应小于80Ω，电压桩小于200Ω。 2.1.2夹角法
一般情况下，大型接地装置接地阻抗的测试都采用电流电压线夹角布置的方式。通常电流桩C与被试接地装置边缘的距离dCG应为地网对角线长度的4～5倍，dPG的长度和dCG相近。接地阻抗公可用下式修正。
式中：θ—电流线和电压线的夹角；
Z'—接地阻抗的测试值。
如果土壤电阻率均匀，可采用dPG和dCG相等的等腰三角形布线，此时θ约为30°，dPG=dCG=2D接地阻抗的修正计算式仍为上式。
2.2测量接地导通
C1/P1接一个接地装置，C2/P2接另外一个接地装置。应注意测量引线不要盘绕，且电压线尽量远离电流线。接地夹两侧都应压紧待测地线，防止油漆锈蚀引起接触不良。
2.3测量土壤电阻率
2.3.1四极等距法（enner法）
四根地桩布置在一条直线上，地桩之间距离相等均为a。地桩打入地中的深度h不大于a的二十分之一，a可取5，10，20，30，40m等等，当被测场地的面积较大时，间距应大一些。电阻率通过地电阻R求得：ρ=2πaR。
2.3.2四极非等距法（Schlumberger-almer法）
当电极距离很大时，P1、P2的电压很低。此时可以增大电压桩距离b，当打桩深度可以忽略时，电阻率按下式计算：ρ=2πaR（a+b）/b。
3 施工工藝流程及操作要点
3.1试验工艺流程
大地网接地电阻测试流程图3-1所示。
3.2测试流程准备
3.2.1测试条件：
现场条件：接地网已按设计要求制作完。
天气条件：晴天。
3.2.2测试方法：
在一个电压等级的场区以每个间隔汇控箱接地引下线为参考点，用地网导通电阻测试仪测试以下直流电阻：
本间隔电气设备接地部分与参考点之间。
相邻间隔汇控箱接地引下线之间。
汇控箱与母线设备接地引下线之间。
（4）不同电压等级的场区以一台主变接地引下线为参考点，测试其它主变与参考点、不同电压等级母线接地引下线与参考点的直流电阻。
3.2.3测试步骤
（1）测量同一电压等级每一间隔电气设备接地引下线与参考点的直流电阻。
（2）测量同一电压等级相邻间隔汇控箱接地引下线之间的直流电阻。
（3）测量同一电压等级控制母线设备与汇控箱的接地引下线的直流电阻。
（4）测量以一台主变为参考点，其它主变与参考点、不同电压等级母线与参考点接地引下线的直流电阻。
3.3操作要点
3.3.1测量时间的选择
接地装置的接地阻抗与土壤的潮湿程度有密切相关，因此接地装置的状况评估和验收测试应尽量在干燥季节和土壤未冻结时进行，不应在雷、雨、雪中或雨、雪后立即进行。
3.3.2试验电源的选择
采用变频电流法测试大型接地装置的工频特性参数，试验电流宜在3A～20A，频率宜在40Hz～60Hz范围，异于工频又尽量接近工频，且仪器设备符合测试要求。
3.3.3测试回路的布置
（1）测试接地装置工频特性参数的电流极应布置得尽量远，参见图3-1，通常电流极与被试接地装置边缘的距离dCG应为被试接地装置最大对角线长度D的4～5倍；对超大型的接地装置的测试，可利用架空线路做电流线和电位测试线；当远距离放线有困难时，在土壤电阻率均匀地区的dCG可取2D，在土壤率不均匀地区可取3D。
（2）测试回路应尽量避开河流、湖泊；尽量远离地下金属管路和运行中的输电线路，避免与之长段并行，与之交叉时垂直跨越；注意减小电流线与电位线之间的互感影响。
3.3.4电流极和电位极
（1）电流极的电阻应尽量小，以保证整个电流回路阻抗足够小，设备输出的试验电流足够大。
（2）可采用人工接地极或利用高压输电线路的铁塔作为电流极，但应注意避雷线分流的影响。
（3）如电流极电阻偏高，可尝试采用多个电流极并联或做相应降阻措施。
（4）电位极应紧密而不松动地插入土壤中20cm以上。
3.3.5试验电流的注入
大型接地装置工频特性参数测试时，试验电流的注入点宜选择单相接地短路电流大的场区里，电气导通测试结果良好的设备接地引下线处。
3.4测量方法
3.4.1接地阻抗测试
（1）测量接地网最大对角线长度
根据设计图纸中的接地网尺寸，计算接地网最大尺寸，再采用便携式GPS设备，对接地网最大对角线长度进行精确测量。
（2）布线并放置电流电压极
条件允许时优先采用夹角法布线，一般布线长度4D～5D为宜。
电压极的布置在理论上没有要求，但在DL/T 475-2006中规定电位极插入土壤中10～20cm，且应紧密而不松动地。
（3）仪器接线及测量
变频法测试接地特性选择45～55Hz之间的对称频率作为测试电流的频率，一般地，干扰电压较小时选择49Hz与51Hz、48Hz与52Hz两组对称频率进行测量。接地阻抗测试时的各仪器接线如图3-2所示。
仪器接线完成后再次检查安全措施是否到位，安全措施全部到位后开始通电测量。
（4）测试操作
打开选频表，选择相应的频率49Hz，进入“阻抗测量”选项。
调节变频电源频率，使之输出频率为49Hz，缓慢增大变频电源输出电压，观测选频表中电流数值，当电流升至合适值时记录接地阻抗值停止测试，同样方法在49Hz的对称频率51Hz下进行测量。 3.4.2 跨步电压、接触电压测试
（1）电流线、电压线布置
一般地，异频电流增大至30A左右能获得较好的电压响应，考虑裕量要求，选择10mm?明线敷设塑胶绝缘铜芯线作为电流线。电流极与地网边缘直线距离应足够远，最好选择4D～5D。
（2）仪器接線
使变频双并列电源的输出电压、频率、相位均一致并把不一致控制在极小的时间范围内，使变频双电源作为一个整体输出高保真线性功率放大电源。仪器接线如下图3-3图3-4所示。
（3）测试操作
升压变压器使用最大抽头，使匹配后的电流回路阻抗最小。选择变频电源输出频率及选频表测量频率，同时调节两台变频电源的输出电压，观察选频表电流、电压读数，当电压读数到达稳定的几十毫伏时，记录电流读数I（一般30A左右），以此电流作为跨步电压、接触电压、场区地表电位梯度测量电流，若此电流得到的电压响应小于10毫伏，应适当增大测量电流使电压响应大于10毫伏。在某测试点完成接触电压测量后，进行该点的跨步电压测量，分别在该点垂直和平行于场站围墙方向测量得到两个正交分量U+和U-。该点某频率下接触电压、跨步电压测试完成后在其对称于工频的另一频率下进行重复测试。某点测试完成后，降压关闭变频电源，进行下一个点测试，在各个设备场区选择5个以上有代表性的设备处注入测试电流。
3.4.3 电气完整性测试
首先选定一个最能代表主接地网的参考点，通过接地导通测试仪测量周围电气设备接地部分与参考点之间的回路电阻（直流电阻），如果开始就有很多设备测试结果不良，宜考虑更换参考点。
选定参考点0后，分别检测该参考点附近场地（第一区域）各设备的接地引下线（1、2、…、n）与主接地网的连接情况。
在待测场地（第二区域）选定一台设备的引下线M，若M同第一区域内的主接地网连接良好的引下线n连接情况良好，认为M与主接地网连接良好，则选定其为第二个区域的参考点，测试该区域设备与M的连接情况，判断其与主接地网的连接情况。
3.4.4安全注意事项及措施
（1）测试时注意二次侧电流稳定。
（2）电流、电压线沿线做好警戒措施，试验过程中电流线沿线要有人看守。
（3）做好设备装卸过程事故预防措施。
（4）正确佩戴安全手帽和手套，起吊设备前检查吊带或钢丝绳，确定完好。
（5）设备起吊过程中严禁站在设备或吊臂下方。
（6）布线要避免车压，保证电流线和电压线完好，不能放入水中或沾水，以防漏电。
（7）试验过程中保持通讯畅通，各分布点要配备对讲机以便随时通话。
（8）设置安全围栏，防止无关人员进入。
4 结束语
通过上述采用变频大地网测试技术能有效的抗除电网对测试的干扰影响，且测试过程简单、便捷、高效，结合《JJG 984-2004接地导通电阻测试仪检定规程》和《DL/T 475-2006接地装置特性参数测量导则》，该测试方法适用于发电厂、变电站、配电站、建筑物等在建或运行接地系统的测试，测试中能获得较为准确的数据，进一步保障了电网的安全、稳定运行。
参考文献：
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Zhu Xiaohui，Zou Huai，Liu Zhihong，Gu Tieli. Study on Anti-interference Technology in the Grounding Grid Test [J]. Tianjing Electric Power Technology. 2006（1）
[2]邹建明，蒋静坪，李阳春.大型地网接地电阻测试方法的探讨[J].电力建设.2003（03）
Zou Jianming，Jiang Jingping，Li Yangchun. Discussion of Resistance Test Method of Large Grounding Grid [J]. Electricity Power Construction. 2003（03）
[3]李进扬.大型地网接地电阻的测量[J].高电压技术.2006（10）
Li Jinyang. Measurement of Earthing Resistance of Large Grounding Grid [J]. High-voltage Technology. 2006（10）
作者简介：
曾志伟（1978），男，本科，高级工程师，主要从事输变电施工技术及管理工作。 摘要：随着电力系统规模不断扩大，出现了许多大型、超大型的接地网。传统测量大地网的方法已远远不能满足新形式下对地网的分析要求，伴随着变频电压技术的迅速发展，把变频技术运用在大地网测试当中，能减少电网对测试地网的干扰，改进了对大地网测试的方法，下面主要讨论如何采用变频大地网测试设备进行变电站大地网测试方法。
关键词：大地网；变频；干扰；变电站
Discussion on Method of Frequency Conversion Resistance Test on
Grounding Grid
ZENG Zhiwei
（China Energy Engineering Group Guangdong Power Engineering CO，.LTD，Guangzhou 510735，China）
Abstract：With continuous expansion on electric power system throughout the country，large and super-large ground grid have been employed more and more frequently in power substations. And traditional testing method on earthing resistance is considered to be insufficient in terms of such resistance test and analysis. Thanks to rapid development of variable frequency voltage technology，it becomes possible to complete the above-mentioned work，during which the testing method has been improved and disturbance has been reduced effectively from power grid against the earth screen. The purpose of this paper is to discuss and illustrate the way of resistance test on grounding grid in power substation using variable frequency testing equipment.
Keywords：Grounding grid，variable frequency，disturbance，power substation
前言
大型接地装置的特性参数测试应该包括以下内容：电气完整性测试，接地阻抗测试，场区地表电位梯度测试，接触电位差、跨步电位差测试及转移电位的测试等项目，通过科学合理的分析大型地网接地各种重要参数，准确评估接地网的安全状态，接地网的工作安全状况直接关系到人身安全、电力设备和电力系统的安全运行。
1 变频大地网测试技术的特点
近几年变电站的地网设计越来越复杂，系统对地网的要求逐步的提高，传统的工频测试方法受电网干扰较大，而工频大电流测试方法试验过程复杂且耗时长。因此采用由异频电源、选频电流电压设备及微电脑测控系统等仪器组成的大地网测试方法，可有效地提高测试的精准度。该组仪器通过测量接地装置的电位升高与流入接地装置的电流之比来测量接地阻抗。异频恒流电源可输出频率为45Hz或55Hz的正弦波测试电流，输出频率受微电脑系统控制，其输出经过隔离后通过仪器面板上的E、C两个端子输出电流，然后把选频电流电压表的P1和P2两端测量电压经放大后送给滤波器获得电压信号，利用选频电流电压表的电流互感器测得的电流进行放大给滤波器获得电流信号，实现将过滤后的电流信號和电压信号转换为数字信号，给微机电脑系统处理。主要特点如下：
1.1抗干扰能力强，测量准确
大地网测试采用的变频抗干扰技术，能将工频干扰抑制到万分之一以下。同时又采用大电流测量，这种情况下可以基本忽略干扰的存在。仪器采用45Hz～70Hz、50±1Hz、60±1Hz变频测量。其中45Hz～70Hz为单频率测量；50±1Hz为49Hz/51Hz自动变频，适合50Hz电网工频干扰下测量；60±1Hz为59Hz/61Hz自动变频，适合60Hz电网工频干扰下测量。采用50±1Hz变频测量数据，数据与50Hz完全等效，并且采用了全数字信号处理技术，测量数据准确、可靠、稳定。采用标准四极法测量，消除了导线引起的测量误差。
1.2变频大地网测试对数据分析更方便
利用变频大地网装置测试测量接地阻抗、导通和土壤电阻率，能同时给出接地装置的接地阻抗、电阻、电流、电压相角等数据。通过输入接地极和辅助极的距离和夹角，或者直接输入它们的GPS坐标，便可以按夹角法的公式自动修正阻抗、电阻数据，并能检测辅助极接地电阻，以此判断辅助极接地的状况。利用选频电压表，可以测量接触电压、跨步电压、电压梯度等数据。
2 变频大地网测试技术工作原理
2.1测量接地阻抗
2.1.1直线法
电流桩、电压桩与待测接地装置呈直线。通常电流桩C与被试接地装置边缘的距离dCG应为地网对角线长度的4～5倍，电压桩P与被试接地装置边缘的距离dPG通常为（0.5～0.6）dCG。在放线时，应使电流线和电压线保持尽量远的距离，以减小电磁耦合对测试结果的影响。
应尽量减小电流桩电阻，可采用降阻措施使电流桩土壤接触良好。用仪器“电流桩”或“电压桩”方式测量，电流桩电阻应小于80Ω，电压桩小于200Ω。