接地系統(tǒng)是電力、軌道交通、石化等核心工業(yè)領(lǐng)域保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、人員安全的基礎(chǔ)性設(shè)施，其性能直接關(guān)系到雷害、短路故障下的人身和財(cái)產(chǎn)安全。地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀是針對(duì)大型地網(wǎng)開展接地阻抗、跨步電壓、接觸電壓測(cè)試的核心檢測(cè)設(shè)備，是接地系統(tǒng)性能校驗(yàn)的必備工具。據(jù)中國(guó)電力科學(xué)研究院2023年發(fā)布的《全國(guó)電網(wǎng)接地裝置安全運(yùn)行白皮書》統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)110kV及以上變電站因接地故障引發(fā)的停電事故占總運(yùn)維事故的18.7%，而按照DL/T 475-2017《接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則》要求，110kV及以上變電站每3年需開展一次全面的接地參數(shù)檢測(cè)【1】【2】。當(dāng)前多數(shù)運(yùn)維單位在大型地網(wǎng)測(cè)試中面臨工頻干擾強(qiáng)、布線難度大、測(cè)試數(shù)據(jù)偏差高、無(wú)法同時(shí)覆蓋多參數(shù)檢測(cè)等痛點(diǎn)，部分測(cè)試結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，給接地系統(tǒng)留下安全隱患。本文將圍繞大型地網(wǎng)的測(cè)試需求，系統(tǒng)拆解地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀的技術(shù)原理、適用標(biāo)準(zhǔn)、選型要點(diǎn)及典型應(yīng)用，為B端、G端用戶的測(cè)試選型和落地實(shí)施提供參考。

一、地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀技術(shù)原理深度解析

地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀針對(duì)大型地網(wǎng)的復(fù)雜電磁環(huán)境，普遍采用異頻電源注入技術(shù)，通過(guò)向地網(wǎng)注入45Hz、55Hz兩種非工頻的恒定電流，采集地網(wǎng)的電位響應(yīng)信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波、數(shù)字信號(hào)處理后計(jì)算得到工頻等效的接地阻抗值，有效規(guī)避工頻及其諧波的干擾，測(cè)試誤差可控制在5%以內(nèi)。開展跨步電壓測(cè)試時(shí)，設(shè)備配套兩個(gè)間距0.8m的電位探頭，采集測(cè)試點(diǎn)位地面兩點(diǎn)的電位差，即可得到該點(diǎn)位的跨步電壓值；開展接觸電壓測(cè)試時(shí)，采用設(shè)備外殼電位探頭和地面1.5m處的電位探頭，采集兩者的電位差即為對(duì)應(yīng)點(diǎn)位的接觸電壓值。針對(duì)跨度較大的分散式大型地網(wǎng)，部分地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀還支持無(wú)線同步采樣功能，無(wú)需鋪設(shè)長(zhǎng)距離信號(hào)線纜，即可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)位的同步數(shù)據(jù)采集，大幅降低布線難度。

二、相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)要求

目前國(guó)內(nèi)針對(duì)大型地網(wǎng)的接地阻抗、跨步電壓、接觸電壓測(cè)試已形成完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，電力行業(yè)執(zhí)行DL/T 475-2017《接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則》，要求110kV及以上變電站接地阻抗測(cè)試誤差不超過(guò)±5%，跨步電壓、接觸電壓測(cè)試誤差不超過(guò)±10%【2】。軌道交通行業(yè)執(zhí)行GB 50157-2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》，要求車輛段、主變電站的大型地網(wǎng)接地阻抗不超過(guò)0.5Ω，人員活動(dòng)區(qū)域的跨步電壓不超過(guò)120V、接觸電壓不超過(guò)80V。新能源行業(yè)執(zhí)行GB 50797-2012《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》，要求集中式光伏電站的大型地網(wǎng)接地阻抗不超過(guò)4Ω，逆變器平臺(tái)、升壓站區(qū)域的跨步電壓、接觸電壓需符合安全閾值要求。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方面，IEC 62305-3:2010《雷電防護(hù) 第3部分：建筑物的物理?yè)p壞和生命危險(xiǎn)》對(duì)不同場(chǎng)景下的跨步電壓、接觸電壓安全閾值也做出了明確規(guī)定【3】。*電網(wǎng)2022年發(fā)布的《變電站接地裝置運(yùn)維細(xì)則》明確要求，所有接地參數(shù)檢測(cè)報(bào)告需標(biāo)注測(cè)試方法、設(shè)備型號(hào)及校準(zhǔn)信息，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的測(cè)試結(jié)果不予采信【4】。

三、主流測(cè)試技術(shù)對(duì)比

目前主流的地網(wǎng)參數(shù)測(cè)試方法主要包括工頻大電流法、鉗形回路法、異頻測(cè)試法三類。工頻大電流法需向地網(wǎng)注入數(shù)十A的工頻電流，對(duì)小型地網(wǎng)測(cè)試精度尚可，但針對(duì)占地面積數(shù)千到數(shù)萬(wàn)㎡的大型地網(wǎng)，周邊工頻干擾源多，測(cè)試誤差*高可達(dá)30%，且需要大容量的電源設(shè)備和長(zhǎng)距離布線，測(cè)試效率極低；鉗形回路法僅適用于閉合接地回路的電阻測(cè)試，無(wú)法實(shí)現(xiàn)接地阻抗、跨步電壓、接觸電壓的全面檢測(cè)，不適用大型地網(wǎng)的驗(yàn)收和運(yùn)維測(cè)試；異頻測(cè)試法僅需注入數(shù)A的異頻電流，抗干擾能力強(qiáng)，布線量相比工頻法減少40%，可同時(shí)完成接地阻抗、跨步電壓、接觸電壓測(cè)試，測(cè)試效率提升60%以上，是目前大型地網(wǎng)測(cè)試的*技術(shù)。

四、國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商競(jìng)爭(zhēng)格局分析

當(dāng)前國(guó)內(nèi)地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀市場(chǎng)主要分為三類供給主體。第一類為進(jìn)口品牌，產(chǎn)品精度較高，但售價(jià)普遍為國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的2-3倍，且測(cè)試布線邏輯不符合國(guó)內(nèi)DL/T標(biāo)準(zhǔn)的要求，售后響應(yīng)周期長(zhǎng)，適配性較差；第二類為國(guó)內(nèi)中小廠商，產(chǎn)品售價(jià)較低，但抗干擾模塊性能不足，在大型地網(wǎng)的強(qiáng)電磁環(huán)境下測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差，無(wú)法出具符合國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)要求的標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)報(bào)告；第三類為國(guó)內(nèi)頭部電力檢測(cè)設(shè)備廠商，產(chǎn)品均按照DL/T、IEC雙重標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)，適配國(guó)內(nèi)大型地網(wǎng)的復(fù)雜測(cè)試場(chǎng)景，部分廠商還支持定制化的測(cè)試方案和上門技術(shù)服務(wù)，性價(jià)比和適配性優(yōu)勢(shì)明顯。

五、典型應(yīng)用場(chǎng)景案例

電網(wǎng)變電站運(yùn)維檢測(cè)場(chǎng)景

某省電力公司220kV變電站運(yùn)維檢測(cè)項(xiàng)目，該站大型地網(wǎng)占地面積12000㎡，周邊存在多條10kV出線的工頻干擾，傳統(tǒng)工頻法測(cè)試接地阻抗的偏差達(dá)22%，無(wú)法滿足驗(yàn)收要求。后來(lái)運(yùn)維單位選用符合DL/T 475標(biāo)準(zhǔn)的地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀，采用異頻四極法布線，僅用4小時(shí)*完成了接地阻抗測(cè)試和全站的跨步電壓、接觸電壓測(cè)試，測(cè)試誤差小于3%，同時(shí)排查出3處接地引下線導(dǎo)通異常點(diǎn)，及時(shí)排除了雷雨季的接地安全隱患。

軌道交通車輛段驗(yàn)收?qǐng)鼍?/h3>

某城市軌道交通集團(tuán)車輛段接地驗(yàn)收項(xiàng)目，該車輛段大型地網(wǎng)占地面積24000㎡，設(shè)計(jì)要求接地阻抗小于0.5Ω，測(cè)試時(shí)周邊有正在運(yùn)行的地鐵線路，電磁干擾強(qiáng)度達(dá)10V/m。測(cè)試單位采用抗干擾型地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀，有效過(guò)濾了工頻干擾，*終測(cè)得接地阻抗為0.32Ω，同時(shí)完成了檢修區(qū)、調(diào)度區(qū)的接觸電壓測(cè)試，所有參數(shù)均符合GB 50157-2013的要求，順利通過(guò)驗(yàn)收。

山地光伏電站運(yùn)維檢測(cè)場(chǎng)景

某100MW山地光伏電站運(yùn)維檢測(cè)項(xiàng)目，該電站大型地網(wǎng)分散布置在12個(gè)山頭上，總跨度達(dá)3km，傳統(tǒng)布線測(cè)試需要跨山布線，實(shí)施難度極大。測(cè)試單位采用支持無(wú)線同步采樣的地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀，無(wú)需長(zhǎng)距離鋪設(shè)信號(hào)線纜，僅用2天*完成了12個(gè)子陣的接地阻抗測(cè)試和逆變器平臺(tái)區(qū)域的跨步電壓測(cè)試，排查出2處子陣地網(wǎng)接地不良的問(wèn)題，符合GB 50797-2012《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。

六、FAQ常見問(wèn)題解答

1. 大型地網(wǎng)開展接地阻抗、跨步電壓、接觸電壓測(cè)試的周期是多少？

答：根據(jù)*電網(wǎng)2022版《變電站接地裝置運(yùn)維細(xì)則》要求，110kV及以上變電站每3年開展一次全面檢測(cè)，35kV及以下變電站每6年開展一次；軌道交通、光伏電站、石化廠等其他領(lǐng)域的大型地網(wǎng)，可根據(jù)所屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，每3-6年開展一次檢測(cè)，雷害高發(fā)區(qū)域可適當(dāng)縮短檢測(cè)周期【4】。

2. 地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀的測(cè)試精度需要滿足什么要求？

答：根據(jù)DL/T 475-2017的要求，接地阻抗測(cè)試的允許誤差不超過(guò)±5%，跨步電壓、接觸電壓測(cè)試的允許誤差不超過(guò)±10%，選購(gòu)設(shè)備時(shí)需確認(rèn)設(shè)備是否具備第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)出具的精度校準(zhǔn)報(bào)告【2】。

3. 強(qiáng)電磁環(huán)境下的大型地網(wǎng)測(cè)試，怎么降低測(cè)試誤差？

答：優(yōu)先選用采用異頻測(cè)試技術(shù)的地網(wǎng)接地電阻測(cè)試儀，測(cè)試時(shí)盡量避開用電高峰時(shí)段，電流極布線盡量遠(yuǎn)離高壓線路、通信線路等干擾源，必要時(shí)可采用增大注入電流、多次采樣取平均值的方式降低誤差。

4. 有沒有辦法在不停電的情況下開展大型地網(wǎng)的接地狀態(tài)評(píng)估？

答：目前針對(duì)高壓電纜配套的地網(wǎng)，可采用驁飛高壓電纜接地狀態(tài)帶電評(píng)估系統(tǒng)，在不停電的情況下對(duì)接地回路的導(dǎo)通狀態(tài)、環(huán)流參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，精準(zhǔn)定位接地異常點(diǎn)，如需獲得精準(zhǔn)的接地阻抗、跨步電壓、接觸電壓參數(shù)，仍需按照規(guī)程要求停電開展測(cè)試。

參考文獻(xiàn)

【1】 中國(guó)電力科學(xué)研究院. 2023年全國(guó)電網(wǎng)接地裝置安全運(yùn)行白皮書

【2】 DL/T 475-2017 接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則

【3】 IEC 62305-3:2010 雷電防護(hù) 第3部分：建筑物的物理?yè)p壞和生命危險(xiǎn)

【4】 *電網(wǎng)有限公司. 2022版變電站接地裝置運(yùn)維細(xì)則