了解接地系统的状况
接地系统对于电力系统的安全可靠运行至关重要。在发生故障时,故障电流与接地阻抗会导致电位升高(GPR/EPR),从而产生可能造成危险的跨步电压和接触电压。
系统化的测试可帮助您验证接地网能否安全地损耗故障电流,从而保护人员和资产安全。
通过测量接地阻抗、跨步电压和接触电压、土壤电阻率以及接地网导通性,可在规划、调试和维护过程中为您提供所需的信心。
确保人员安全与系统完整性
人身安全
一旦发生系统故障,地电位升高可能会导致危险的跨步电压和接触电压。如果没有经过验证的测量数据,就无法确保人员安全,特别是在变电站内及周边区域,或靠近存在电位转移的金属结构时。
老化的基础设施
腐蚀、断层活动期间的机械应力以及施工不当都可能导致接地阻抗增大或中断接地网的连续性。除非定期进行大电流导通测试和阻抗测量,否则这些劣化情况可能无法被察觉。
中性点处理的变更
当将谐振接地网络转换为实接地时(通常因地下的线缆比例较高而需要这样做),接地故障电流通常会显著增加。
通过测量,您可以验证由跨步电压和接触电压引起的电位是否仍处于允许范围内。
上升的故障电流
随着越来越多的可再生能源连接到电网中,分布式发电机与输电线路上的高负荷电流相结合,可能会导致故障电流增大。
这会加剧接地电位升高,从而导致跨步电压和接触电压升高,并可能造成危险。
测试方法
接地系统的测量过程
接地阻抗测量
接地阻抗测量
接地阻抗描述了接地系统与周围土壤的连接状况。数值增大表明接地性能下降。发生故障时,故障电流与接地阻抗的综合作用会导致接地电位升高(GPR)或大地电位升高(EPR)。
跨步电压和接触电压测量
跨步电压和接触电压测量
当变电站内出现电位差,或在输电线路或电力系统发生故障时,若人员过于靠近接地系统,便会产生跨步电压和接触电压。进行测量以确认是否存在危险电位差,可能会危及人身安全。
SRT
土壤电阻率测试
在建造接地系统之前,需进行土壤电阻率测试(SRT)。设计符合所有安全和功能标准的接地网时,必须测定土壤的电阻率。通常采用温纳法或施伦贝格法进行此类测量。
接地网导通测试
接地网导通测试
接地网必须能够可靠地导通全部故障电流。可通过大电流电阻测量来检查系统不同部分(如立管和接地点)之间的载流能力。该方法可及早发现施工缺陷和老化问题。
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安全合规
EN 50522、IEEE 81 和 IEEE 80/81 标准根据单相故障的持续时间,规定了最大接地电位上升值以及允许的跨步电压和接触电压。遵守这些标准有助于确保在实际故障发生时,变电站内及周边区域避免出现危险电压水平,从而保护人员和动物免受伤害。
什么是接地阻抗?它为什么重要?
接地阻抗描述了接地系统与周围土壤之间的连接质量。它直接影响故障期间的接地电位升高,从而影响人员安全。
如何评估跨步电压和接触电压?
测量工作在接地网内部及周边进行,测量结果根据 EN 50522 或 IEEE 80/81 安全限值进行评估。
电力线注入与电流探头注入有什么区别?
电力线注入需要一条已断开且远程接地的线路,以模拟真实的故障电流分布。该方法特别适用于大型变电站。在较小的接地系统和输电塔上,通常更容易采用电流探头注入法。
何时应测试接地系统?
应进行土壤电阻性测量,以获取规划新接地系统所需的电阻性数据。在调试阶段,应验证系统是否符合相关标准。在维护期间,应定期进行状态评估,以确保系统的长期安全性和可靠性。
什么是电位降法?
FOP测试通过测量接地系统与远端参考点之间在逐渐增加的距离下的电压,来测定实际接地电阻,并得出预期的电位升,即接地电位升(EPR)或地电位升(GPR)。
温纳法和施伦贝格法有什么区别?
文纳法将四个测试探头沿直线排列,且彼此间距相等,因此设置简单便捷。
施伦贝格法同样使用四个探头,但探头距离不等。测量不同深度时只需移动两个探头,因此该方法在进行详细土壤勘探时效率更高。
何时应测量土壤电阻性?
应在接地系统的规划和设计阶段,即施工开始前,测量土壤电阻性。这为正确确定接地网的尺寸,以及在接地故障情况下满足安全和功能要求提供了必要的数据。
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