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      1、接地網(wǎng)測(cè)量的基本原理

      當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障短路時(shí)，巨大的短路電流經(jīng)接地網(wǎng)入地過(guò)程中會(huì)引起地網(wǎng)的電位升高，地網(wǎng)電位升高往往會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行構(gòu)成威脅，有時(shí)甚至導(dǎo)致系統(tǒng)二次設(shè)備的損壞，從而導(dǎo)致系統(tǒng)事故的擴(kuò)大。

      通常，把地網(wǎng)電位升高值U與經(jīng)地網(wǎng)入地電流值I的比值稱為地網(wǎng)的接地電阻（或接地阻抗），接地電阻是考核地網(wǎng)狀況的主要技術(shù)指標(biāo)之一。

      為了測(cè)量接地網(wǎng)的接地電阻，須在距地網(wǎng)比較遠(yuǎn)的地方設(shè)置一個(gè)電流極C（應(yīng)按規(guī)程要求），使試驗(yàn)電流由地網(wǎng)入地，經(jīng)電流極返回，此時(shí)地網(wǎng)與電流極之間必有一個(gè)區(qū)域是“零電位”（請(qǐng)參考相關(guān)理論）?！傲汶娢稽c(diǎn)”與接地網(wǎng)之間的電位差U與試驗(yàn)電流I的大小有關(guān)，但U/I是確定不變的，它反映了地網(wǎng)的特性。不過(guò)，此處的U/I與規(guī)程所定義的“地網(wǎng)接地電阻”有一定的差異，在此不作詳細(xì)論述。

       接地網(wǎng)測(cè)試常采用0.618法，即：電壓線和電流線平行布置，電壓極P與地網(wǎng)中心E的距離是電流極C與E之間距離的61.8%。但值得指出的是，此理論基礎(chǔ)是建立在“地網(wǎng)周圍的土壤電阻率均勻一致”。我們?cè)谑褂?.618法的實(shí)踐中，應(yīng)注意土壤率不均勻所導(dǎo)致的測(cè)量誤差。

       常用的測(cè)試線布置方法還包括：電流線和電壓線反方向布置，以及電流線和電壓線成一定夾角方式（請(qǐng)參考相關(guān)資料），此類布線方法的優(yōu)點(diǎn)在于電壓線和電流線之間的互感影響問(wèn)題不突出，從而避免了互感帶來(lái)的誤差問(wèn)題。

總之，大中型接地網(wǎng)測(cè)試要求足夠長(zhǎng)的電流線和電壓線，不僅測(cè)試工作的實(shí)施具有較大的難度，而且，現(xiàn)場(chǎng)條件的限制很可能導(dǎo)致較大的測(cè)量誤差（包括接線考慮不周所帶來(lái)的方法誤差，以及干擾誤差和儀器誤差）。因此，在開(kāi)展大中型地網(wǎng)測(cè)試時(shí)，必須認(rèn)真研究被測(cè)地網(wǎng)的環(huán)境條件，合理設(shè)計(jì)測(cè)試方案，并選用抗干擾性能優(yōu)良的測(cè)試儀器進(jìn)行測(cè)試，以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確可信。

       2、平行布線方式時(shí)引線間的互感影響

      常用的0.618法屬于平行布線法，在實(shí)際測(cè)試中，由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，電流線和電壓線之間的距離往往比較小，電流線中的試驗(yàn)電流所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)會(huì)在電壓線上感應(yīng)出比較大的干擾電壓。此時(shí)，儀器所測(cè)的電壓信號(hào)中不僅含有試驗(yàn)電流在地網(wǎng)接地電阻上形成的壓降，而且還包括了試驗(yàn)電流在電壓線上感應(yīng)的干擾電壓。顯然，簡(jiǎn)單的用U/I來(lái)給出結(jié)論是不對(duì)的，應(yīng)該想辦法剔除電壓線上的感應(yīng)電壓成分。否則，上述互感影響所帶來(lái)的誤差十分嚴(yán)重。測(cè)試線愈長(zhǎng)，線間距離愈小，則誤差愈大。

      我們認(rèn)為，互感影響所帶來(lái)的誤差屬于方法誤差的范疇，不屬于儀器誤差，技術(shù)人員可以想辦法避免之（后面繼續(xù)討論）。

      3、工頻電流法測(cè)量誤差的主要原因

       工頻電流法是傳統(tǒng)方法，在的接地網(wǎng)測(cè)量項(xiàng)目，由于外界工頻電磁干擾并不是特別強(qiáng)，再加上新建工程條件下我國(guó)電力系統(tǒng)中沿用了數(shù)十年，而且至今仍在使用，特別是對(duì)于新建變電站或發(fā)電廠的布線工作比較容易實(shí)施（例如采用反向布線和夾角布線）。但對(duì)于運(yùn)行中的變電站和發(fā)電廠，采用工頻電流法測(cè)量接地網(wǎng)過(guò)程中的誤差問(wèn)題就顯得格外突出，主要原因是：外界工頻電磁場(chǎng)以及地中零序性質(zhì)的電流等所產(chǎn)生效果與工頻試驗(yàn)電流所產(chǎn)生效果相比，已經(jīng)達(dá)到無(wú)法忽視（但又無(wú)法剔除）的程度。例如，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中，即使在施加試驗(yàn)電流為零的情況下，較長(zhǎng)的電壓線上外界干擾電壓（工頻為主要成分）已經(jīng)達(dá)到數(shù)伏，假若地網(wǎng)接地電阻為0.2歐姆的話，20A信號(hào)試驗(yàn)電流所產(chǎn)生的信號(hào)電壓降也僅4V。

倒相法、三相電流測(cè)試法等抗干擾措施在理論上可以消除外界工頻干擾的影響，但長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，其效果并不理想，測(cè)量數(shù)據(jù)的復(fù)現(xiàn)性差，難以得到滿意的測(cè)量結(jié)果。究其原因，此類抗干擾措施的假設(shè)前提條件是：外界干擾是純正的工頻信號(hào)，且在測(cè)試期間保持穩(wěn)定不變。顯然，實(shí)際系統(tǒng)情況并非如此。因此，測(cè)量誤差主因往往難以判定。

總之，由于工頻電流法的試驗(yàn)電流的頻率與外界工頻干擾的頻率相同，同頻率的外界工頻干擾信號(hào)難以被剔除，再加上干擾信號(hào)中的諧波、高頻和直流等成分的影響，必然導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。

      4、接地網(wǎng)異頻測(cè)量技術(shù)

      異頻測(cè)量法的主要優(yōu)點(diǎn)在于其試驗(yàn)電流的頻率避開(kāi)了50Hz的工頻而采用45Hz與55Hz兩種不同的頻率，因此就比較容易實(shí)現(xiàn)僅僅提取指定頻率的信號(hào)進(jìn)行分析，從根本上消除干擾的影響。

雖然異頻接地電阻測(cè)試儀采用了先進(jìn)的技術(shù)路線，但必須有配套的硬件技術(shù)和軟件分析技術(shù)為支撐，才可能達(dá)到預(yù)期的技術(shù)效果。否則，從復(fù)雜的干擾環(huán)境中提取幅值不大的異頻電流和電壓信號(hào)的難度是很大的。

      異頻地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀的主要技術(shù)特點(diǎn)體現(xiàn)在：

     1） 變頻電源模塊，輸出電源連續(xù)可調(diào)頻率十分穩(wěn)定（頻率為45Hz和55Hz）；

     2） 強(qiáng)勁的硬件支持，采用專業(yè)級(jí)的高速數(shù)字信號(hào)處理芯片，運(yùn)算速度快、精度高；

     3） 采用先進(jìn)的數(shù)字濾波軟件技術(shù)，測(cè)量數(shù)據(jù)精度有保證。

     正是由于以上技術(shù)優(yōu)勢(shì)，才使異頻地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀在應(yīng)用中表現(xiàn)出其優(yōu)良的性能，它能徹底剔除各種外界干擾信號(hào)（包括工頻、諧波、高頻、以及直流分量等成分），從而大大提高了接地網(wǎng)測(cè)試的精度。

     現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用和試驗(yàn)室考核結(jié)果表明，即使在強(qiáng)干擾電壓和干擾電流情況下，其測(cè)量結(jié)果仍具有很好的復(fù)現(xiàn)性，測(cè)試誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于DL/T845.2 中對(duì)準(zhǔn)確度為1級(jí)的測(cè)試儀的誤差限值。 

      異頻地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀的測(cè)量?jī)?nèi)容包括地網(wǎng)的接地阻抗Z、純電阻分量R和純感抗分量X，以供測(cè)試人員進(jìn)行技術(shù)分析，研究不同的布線方式下測(cè)量結(jié)果的差異。

      異頻地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀的試驗(yàn)電流頻率與工頻相當(dāng)接近，其測(cè)試結(jié)果可視為地網(wǎng)工頻特性參數(shù)。