柱上配变接地网接地阻抗的测试方法与流程

本申请涉及高压电技术领域，尤其涉及柱上配变接地网接地阻抗的测试方法

背景技术：

柱上配变安装在配电线路之间的配电柱上，是一种电压等级较低的变压器。柱上配变接地网是与柱上配变的变压器中性点工作接地端、避雷器等防雷接地端和配变外壳的保护接地端连接的接地装置。通常情况下，配电线路及配电变压器本身的绝缘水平较低，容易遭受雷击，产生雷击感应过电压而使得避雷器保护动作，避雷器保护动作需要有良好的接地网进行散流。接地网的接地阻抗是衡量接地网散流性能的重要指标之一，因此需要对柱上配变接地网接地阻抗进行测量和监控，以确保柱上配变及配电线路的安全运行。

现有技术中，测试柱上配变接地网接地阻抗的方法主要为三级法。参见图1，为现有技术中三级法测量接地阻抗的测试系统结构示意图。如图1所示，测量系统包括接地网10、电压极11、电流极12、电压表13、电流表14、电源15、接地引下线16、配变外壳17和避雷器18，其中，配变外壳17内设置有变压器，电压极11设置在接地网10与电流极12之间，测量方法包括：拆开接地引下线16，利用电源15向接地网11注入测试电流，利用电压表13和电流表14分别测量接地网10的电压和电流，根据电压和电流的比值确定接地网10的接地阻抗。

由于配变外壳17内变压器各相电源上的负载不可能完全对称，导致变压器的中性点n处产生不平衡电流，不平衡电流会经接地引下线16流过接地网10，在接地网10上产生电压降，干扰电流表14和电压表13的测量，因此在采用三级法进行测试时，规程中通常要求在接地阻抗测量前拆开接地引下线16。为保证拆开接地引下线16时的安全，需要在变压器停电后测量接地阻抗，而停电则会影响供电的可靠性，且流程复杂，需要大量的时间。

技术实现要素：

本申请提供了一种柱上配变接地网接地阻抗的测试方法，以解决现有测试技术中需要断开接地引下线的问题。

本申请提供了一种柱上配变接地网接地阻抗的测试方法，该方法包括：

获取柱上配变的接地网长度l和接地引下线数量n；

根据所述接地网长度l布置测试用电流极c、电压极p、所述电流极c与接地网之间的电流测试连接线、所述电压极p与所述接地网之间的电压测试连接线；

在所述电流极c和所述接地网任一接地引下线m之间注入频率大于或小于工频的测试电流i，m≤n；

采用选频电流表分别测量其他接地引下线k中流过的电流ik，其中，所述选频电流表的测量频率与所述测试电流i的频率相同，k≠m，k≤n-1；

采用选频电压表测量任一所述接地引下线与所述电压极p之间的电压v，其中，所述选频电压表的测量频率与所述测试电流i的频率相同；

根据所述电压v和电流ik确定所述接地网的接地阻抗z。

优选地，根据所述接地网长度l布置测试用电流极c、电压极p、所述电流极c与接地网之间的测试连接线、所述电压极与所述接地网之间的测试连接线，包括：

将所述电流极c和电压极p布置在接地网的两端，且所述电流极c与所述接地网之间的距离等于所述电压极p与所述接地网之间的距离；

将电流测试连接线的一端与所述电流极c连接、另一端与所述接地网中靠近所述电流极c的接地引下线连接；

将电压测试连接线的一端与所述电压极p连接、另一端与所述接地网中靠近所述电压极p的接地引下线连接。

优选地，所述电流极c与所述接地网之间的距离大于所述接地网长度l的两倍。

优选地，所述测试电流i大于100ma。

优选地，所述方法还包括：

获取所述柱上配变的变压器容量s，根据所述变压器容量s确定所述接地阻抗z是否在预设安全阻抗范围内。

优选地，所述接地网长度l为所述接地网在水平线上最远两点之间的距离。

本申请提供的柱上配变接地网接地阻抗的测试方法的有益效果包括：

本发明提供的柱上配变接地网接地阻抗的测试方法，通过向接地引下线上注入频率大于或小于工频的测试电流i，利用选频电流表和选频电压表分别测量接地网在该测试电流下的电压和电流，计算电压和电流的比值，得到接地阻抗。由于注入的测试电流与工频电流不同，测得的电压和电流不会受到柱上配变不平衡电流的影响，能够满足测试精度的要求，因此不需断开接地引下线。同时解决了部分老旧变压器施工不规范，接地引下线很难断开的难题，不需要停电，提高了供电可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中三级法测量接地阻抗的测试系统结构示意图；

图2为本申请提供的一种柱上配变接地网接地阻抗的测试方法的流程示意图；

图3为本申请提供的一种柱上配变接地网接地阻抗的测试系统的结构示意图；

图1-3中，符号表示为：

10-接地网，11-电压极，12-电流极，13-电压表，14-电流表，15-电源，16-接地引下线，17--配变外壳，18-避雷器，20-测试电源，21-选频电压表，22-选频电流表。

具体实施方式

参见图1，为本申请实施例提供的一种配变接地网接地阻抗测量方法。如图1所示，本申请实施例一种配变接地网接地阻抗测量方法。具体包括以下步骤：

步骤s110：获取柱上配变的接地网长度l和接地引下线数量n。

具体的，接地网长度l为接地网在水平线上最远两点之间的距离。本实施例中，获取的接地网长度l约10米，接地引下线数量n为2。

步骤s120：根据接地网长度l布置测试用电流极c、电压极p、电流极c与接地网之间的电流测试连接线、电压极p与接地网之间的电压测试连接线。

具体的，根据电压极和电流极布置的相关规程(例如dl/t475)中对电压极和电流极的布置要求，将电压极p和电流极c布置在距离接地网设定距离处，设定距离大于两倍的接地网长度l。本实施例中，将电压极p和电流极c布置在接地网的相反方向，且电流极c到接地网之间的距离与电压极p到接地网之间的距离相等。将电流测试连接线的一端与电流极c连接、另一端与接地网中靠近电流极c的接地引下线连接；将电压测试连接线的一端与电压极p连接、另一端与接地网中靠近电压极p的接地引下线连接。将电压极p和电流极c布置在接地网的相反方向并且到接地网的距离相等，能够避免电压测试连接线和电流测试连接线互感的影响，使后续步骤中测量的接地阻抗为最小值，因此如果本实施例中测量的接地阻抗不在预设安全阻抗范围内，则可判定所测量柱上配变的接地网接地阻抗不符合安全接地要求。

步骤s130：在电流极c和接地网任一接地引下线m之间注入频率大于或小于工频的测试电流i，m≤n。

具体的，在电流极c和接地网的任意一根接地引下线上施加小于50hz的测试电流i。本实施例中，测试电流i的频率为47hz、大小为103.4ma，满足异频电源注入的相关规程(如dl/t475)中对频率的要求，且测试电流i的大小能够满足测试精度要求。

步骤s140：采用选频电流表分别测量其他接地引下线k中流过的电流ik，其中，选频电流表的测量频率与测试电流i的频率相同，k≠m，k≤n-1。

具体的，采用的选频电流表为具有选频功能的电流表，将选频电流表的测量频率调节至测试电流i的频率，即47hz，则测得的电流为测试电流i的分流，避免了接地网内频率为工频的不平衡电流对电流测量的干扰，提高了测试精度。利用选频电流表分别测量其他接地引下线k，即除注入测试电流i之外的接地引下线k中流过的电流ik，其中，1≤k≤n-1，k≠m，且k为整数。本实施例中，接地引下线数量n为2，除了注入测试电流i之外的接地引下线之外，接地网还有另外一根接地引下线，测量得到另外一根接地引下线的电流为8.07ma。

步骤s150：采用选频电压表测量任一接地引下线与电压极p之间的电压v，其中，选频电压表的测量频率与测试电流i的频率相同。

具体的，采用的选频电压表为具有选频功能的电压表，将选频电压表的测量频率调节至测试电流i的频率，即47hz，则测得的电压为测试电流i流经接地网之后接地网产生的电压，避免了不平衡电流在接地网上产生的电压对电压测量的干扰，提高了测试精度。采用选频电压表，测量任意一根接地引下线与电压极p之间的电压v，本实施例中，测量得到电压v为700.7mv。

步骤s160：根据电压v和电流ik确定接地网的接地阻抗z。

具体的，根据得到柱上配变接地网的接地阻抗z为7.35欧姆。

进一步的，通过获取柱上配变的变压器容量s，根据变压器容量s确定接地阻抗z是否在预设安全阻抗范围内。本实施例中，柱上配变的变压器容量s小于100kva，接地阻抗的预设安全阻抗范围为0-10欧姆，而测得的接地阻抗z为7.35欧姆，因此，本实施例所测柱上配变接地网的接地阻抗在预设安全阻抗范围内，符合接地要求。

为对本申请提供的配变接地网接地阻抗测量方法进一步说明，本申请还提供了一种柱上配变接地网接地阻抗的测试系统，参见图3，为本申请提供的一种柱上配变接地网接地阻抗的测试系统的结构示意图。如图3所示，本申请提供的测试系统包括：配变外壳17、接地网10、避雷器18、设备接地线、中性点接地线、防雷接地线、接地引下线16、电流表14、电流极12、电压极11、选频电压表21和选频电流表22。

配变外壳17内设置有配电变压器，配电变压器的一次侧设置有a相、b相和c相电源，配电变压器的二次侧设置有对应的a相、b相和c相电源。a相、b相和c相电源和a相、b相和c相电源均连接有避雷器18。避雷器18经防雷接地线接地，二次侧中性点n通过中性点接地线接地，配变外壳17经设备接地线接地，设备接地线、中性点接地线和避雷器接地线26均通过接地引下线16与接地网10连接。

电流极12和电压极11分别布置在接地网10的相反方向，电流极12与接地网10之间的电流测试连接线上设置有测试电源36和电流表14，电压极11与接地网10之间的电压测试连接线上设置有选频电压表21。

在进行接地阻抗测试时，测试电源36注入的测试电流依次通过电流测试连接线和接地引下线流入接地网10中，流入接地网10的测试电流一部分流入大地内，另一部分经除注入测试电流之外的接地引下线流出接地网，通过电流表14测量流入接地网10的电流、选频电流表22测量流出接地网10的电流，计算二者差值可得到经接地网10流入大地的电流，利用选频电压表21测量接地网10在测试电流下的地电位升(电压)，根据欧姆定律可计算得到接地网10的接地阻抗。

由上述测试方法和测试系统可见，本申请实施例中，注入的测试电流为异于工频的电流，且利用了选频电流表和选频电压表的选频功能，避免了配变中性点不平衡电流对测试设备的干扰，测量结果准确；在整个测量过程中都无需拆开接地引下线，减少了传统测试方法中解开接地引下线的工作量，避免了一些老旧柱上配变接地引下下施工不规范很难解开的问题，同时，由于不需要拆开接地引下线，因此无需停电，提高了现场工作的可行性和测试效率；注入的测试电流幅值较小，对a相、b相和c相电源和a相、b相和c相电源的干扰较小，可忽略不计，不影响柱上配变的正常运行，安全性高。电流极和电压极布置在相反方向且与接地网距离相等，测得的接地阻抗为最小值，可靠性高。

以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。