带架空地线运行的变电站主接地网接地阻抗测量与分析

第１Ｏ卷第９期　南方电网技术　Ｖ０】。１０．Ｎｏ．９　２０１６年９月　ＳｏＵＴＨＥＲＮ　ＰＯＷＥＲ　ＳＹＳＴＥＭ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｓｅｐ．２０１６　文章编号：１６７４－０６２９（２０１６）０９—００７７—０６　中图分类号：ＴＭ８６３　文献标志码：Ａ　ＤＯＩ：１０．１３６４８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１６７４－０６２９．２０１６．０９．０１２　带架空地线运行的变电站主接地网接地阻抗　测量与分析　张义，蔡汉生，贾磊，刘刚，胡上茂，施健　（直流输电技术国家重点实验室（南方电网科学研究院），广州５１０６６３）　摘要：由于不同电压等级的输电线路架空地线的接入，带架空地线运行的变电站主接地网拓扑结构发生了很大变化，　其接地阻抗并不能简单照搬电力系统接地装置接地阻抗的测量方法。同时，生产运行中往往难以解开架空地线来测量　变电站主接地网的接地阻抗，必然会受到架空地线分流的影响。为了剔除架空地线分流的影响，需要测量与架空地线　相连的各个出线构架的分流电流。利用远离夹角法在某运行变电站开展了带架空地线的变电站主接地网接地阻抗测量　试验，并基于柔性Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈和可选频万用表，提出了一种测量架空地线分流的方法。结果表明，架空地线分流　比例可以达到４３．４％，且与作为参考的注入接地网的类工频电流的夹角为一１９．５。。计算了该运行变电站主接地网接　地阻抗，并与试验结果进行了对比，发现两者误差很小，验证了带架空地线的变电站接地网接地阻抗和架空地线分流　测量方法的正确性。　关键词：变电站；架空地线；接地网；接地阻抗；远离夹角法　Ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　Ｍａｉｎ　Ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　Ｇｒｉｄ　ｏｆ　Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　Ｏｖｅｒｈｅａｄ　Ｇｒｏｕｎｄ　Ｗｉｒｅ　ＺＨＡＮＧ　Ｙｉ，ＣＡＩ　Ｈａｎｓｈｅｎｇ，ＪＩＡ　Ｌｅｉ，ＬＩＵ　Ｇａｎｇ，ＨＵ　Ｓｈａｎｇｍａｏ，ＳＨＩ　Ｊｉａｎ　（Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　ＨＶＤＣ，Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｉｔｔｕｔｅ，ＣＳＧ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５　１０６６３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｃｃｅｓｓ　ｏｆ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｒｅｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｌｅｖｅｌ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅｓ，ｔｈｅ　ｔｏｐｏｌｏｇｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄ　ｏｆ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｗｉｈｔ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｒｅ　ｗｉｌｌ　ｃｈａｎｇｅ　ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔｌｙ，ａｎｄ　ｉｔｓ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ｃａｎｎｏｔ　ｂｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｂｙ　ｓｉｍｐｌｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｉｔ’Ｓ　ｕｓｕａｌｌｙ　ｈａｒｄ　ｔｏ　ｕｎｌｏｃｋ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｒｅ　ａｎｄ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ｉｎ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｗｉｌｌ　ｉｎｅｖ—　ｉｔａｂｌｙ　ｂｅ　ａｆｆｅｃｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　ｏｆ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｗｉｒｅ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔＯ　ｅｌｉｍｉｎａｔｅ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｒｅ，ｉｔ　ｉｓ　ｒｅ—　ｑｕｉｒｅｄ　ｔｏ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓｈｕｎｔｉｎｇ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｏｕｔｌｅｔ　ｌｆａｍｅ　ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｗｉｈｔ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｒｅ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ａ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｉｍ—　ｐｅｄａｎｃｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｔｅｓｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄ　ｏｆ　ａ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｒｅ　ｉｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ，ａｎｄ　ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｒｅ　ｓｈｕｎｔ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｒｏｇｏｗｓｋｉ　ｃｏｉｌ　ａｎｄ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅ—　ｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｒｅ　ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　ｒａｔｉｏ　ｃａｎ　ｒｅａｃｈ　４３．４％．ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｎｇｌｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｓｈｕｎｔ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｌａｓｓ　ｐｏｗｅｒ　ｒｆｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｉｎｊｅｃｔｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄ　ａｓ　ａ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｓ一１９．５。．Ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｒｒｏｒ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｒｅｓｕｌｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｓｍａｌ１．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ｏｆ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｒｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈ・　ｏｄ　ｏｆ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｒｅ　ｓｈｕｎｔｉｎｇ　ａｒｅ　ｃｏｒｒｅｃＬ　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ；ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｒｅ；ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄ；ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ；ｄｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｇｌｅ　ｍｅｔｈｏｄ　０　引言　容量的不断扩大，经接地网入地的故障电流随之增　大，电力设计和运行部门对接地网安全性的要求日　变电站接地网性能的好坏直接关系到变电站内　益提高　。　人身设备的安全和变电站的安全可靠运行　卜　，其　作为隐蔽性工程埋在土壤中的接地网ｎ　，其　设计施工和运行维护历来受到国内外学者的密切关　安全性能主要取决于周围土壤对故障电流的散流能　注和电力生产部门的高度重视　圳。随着电力系统　力　。长期以来，电力设计和运行部门将反映散　南方电网技术　第１０卷　流能力宏观效果的接地阻抗作为衡量变电站接地网　性能好坏的最主要和最基本的指标，交接验收和运　行维护中需要对变电站接地网的接地阻抗进行定期　测量、检查和评估＿８，“一　。　试验和分析论证了带架空地线运行的变电站接地网　接地阻抗和架空地线分流测量方法的正确性，能为　带架空地线运行的变电站主接地网接地阻抗的测量　分析提供指导。　在变电站投入运行后，不同电压等级输电线路　的架空地线通常与变电站内构架上端相连，而在构　１　带架空地线运行的变电站接地网接地阻　抗测量　带架空地线运行的变电站接地网拓扑结构发生　了很大变化，其最大对角线长度与输电线路架空地　线长度相关，长度达到数十千米至上百千米。现场　测量时，不可能按照ＤＬ／Ｔ　４７５—２００６（（接地装置特　性参数测量导则》　１４］的要求，将电流极布置到４～　５倍的带架空地线运行的变电站接地网最大对角线　长度。同时，采用夹角法测量得到的带架空地线运　架下端又与变电站主接地网多点连接，造成变电站　主接地网与输电线路架空地线电气导通性良好，带　架空地线运行的变电站接地网拓扑结构发生了很大　变化。所以，带架空地线运行的变电站接地网不同　于传统的变电站接地网，也不同于输电线路杆塔、　避雷针等小型接地体，其接地阻抗的测量不能简单　沿用传统电力系统接地装置接地阻抗的测量方　法　Ｉ２　。而生产运行中解开架空地线来测量变电站　主接地网接地阻抗往往难以实现，如何测量带架空　行的变电站接地网接地阻抗还需要经过修正，并与　待定的最大对角线长度相关。因此，带架空地线运　行的变电站接地网接地阻抗的测量与传统的变电站　接地网接地阻抗的测量有所不同，需要找到一种适　合带架空地线运行的变电站接地网接地阻抗的测量　的方法。　地线运行的变电站接地网接地阻抗是变电站接地网　状态评估中需要重点关注的一项新问题。　测量带架空地线运行的变电站接地网接地阻抗　时，架空地线会起到一定的分流作用。为了剔除架　空地线分流的影响，需要测量与架空地线相连的各　个出线构架的分流电流。目前，已有文献对架空地　线分流作用进行了研究。文献［１１］对２２０　ｋＶ变电　站在接地阻抗测量时的地线分流情况进行了现场实　根据接地阻抗的定义，带架空地线运行的变电　站接地网接地阻抗是电流，经过接地装置流人大地　时接地装置的地电位升　和，的比值。因此，带架　空地线的变电站接地网接地阻抗的测量，首先要设　置一个提供电流回路的电流极，能在带架空地线的　测，结果与模拟计算结果基本一致，指出地线分流　效果不能忽略，并提出在地线不易断开的变电站中　采用仿真计算进行修正，以提高接地阻抗测量准确　度。文献［１２］提出了基于无线传输相位差比较的变　电站接地网地线分流向量及接地阻抗测量的方法，　以测试电流为参考向量（基准向量），分别测量所有　架空地线和电缆外护套分流的模值以及与参考向量　的相位差，进行向量和处理而得到总分流向量，依　此剔除分流影响，得到更为准确的接地阻抗测量　值。文献［１３］基于场路结合的思想，提出了分步计　算带架空地线运行的变电站主接地网接地阻抗的方　变电站接地网注入一定的电流，该电流，可由电流　表测出。其次，还需要在无穷远零位面处设置一个　电压极，用电压表测出带架空地线的变电站接地网　电流注人点的地电位升　。由于电压极不可能设置　在真正的无穷远处，而电流极的存在又会使大地中　的电流场发生畸变从而影响到地面的电位分布，因　而带架空地线运行的变电站接地网接地阻抗的测量　会存在误差。合理地设置电流极和电压极是带架空　地线的变电站接地网接地阻抗测量的关键　ｊ。　根据上面的分析，利用接地阻抗的定义，采用　法，并得到了相应的计算公式。　本文综合总结上述文献并参考相关标准¨　，　利用远离夹角法在某带架空地线运行的变电站开展　了变电站主接地网接地阻抗测量试验，并基于柔性　Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈和可选频万用表，提出了一种测量架　远离夹角法进行试验（电流极和电压极布置的尽量　远），远离夹角法测量带架空地线运行的变电站接　地网接地阻抗的布置接线图如图ｌ所示（架空地线　未画出）。图１中，Ｇ为接地装置；Ｃ为电流极；Ｐ　为电压极；Ｄ为接地装置主接地网最大对角线长　度；　为电流线与电压线夹；　阶为电压极与接地装　置电流注人点的距离；ｄ　。为电流极与接地装置电　空地线分流的方法。借助接地分析软件ＣＤＥＧＳ，　对该运行变电站主接地网接地阻抗进行了计算，并　与试验结果进行了对比，发现两者结果误差很小。　流注入点的距离；　第９期　张义，等：带架空地线运行的变电站主接地网接地阻抗测量与分析　为减小电流极引线对电压极引线间的互感电　势，电流线和电压线之间的距离也应尽量远。借助　Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｃｈ软件和ＧＰＳ定位仪，现场测量带架空　地线的变电站接地网接地阻抗时电流极与电压极的　表１　变电站接地网接地阻抗测量结果　Ｔａｂ．１　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ｏｆ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄ　布置如图２所示，图中ｄ　＝８８０　ｍ，ｄ　。＝７６０　ｍ，　０＝９２。。被测量的ｌ　１０　ｋＶ变电站主接地网最大对　角线长度Ｄ约为ｌ３５．６　ｍ。　２　１　１０　ｋＶ变电站接地网地线分流测量　２．１　架空地线分流原理　Ｃ　测量带架空地线运行的变电站接地网的接地阻　抗时，注入测试电流由外加异频电流源产生，并不　由运行变电站进出线施加。不同电压等级的输电线　路架空地线将全部线路杆塔地网接人变电站主接地　图１　远离夹角法测量变电站接地网接地阻抗原理图　Ｆｉｇ．１　Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄ　ｂｙ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｇｌｅ　ｍｅｔｈｏｄ　网，两端接地的高压电缆铠装金属外护套相当于广　义地线，将相应的杆塔和配电变压器地网引入，这　使得带架空地线运行的变电站接地网的拓扑结构发　生了很大变化。测试其接地阻抗时，异频电流一部　分经过被测接地网流人大地；另一部分异频电流先　流过被测接地网，然后经过与接地网相连的构架流　入架空地线，再流出被测变电站，经过杆塔或对侧　变电站入地，然后经过大地返回外加异频电流源。　架空地线分流的原理与实际变电站发生站内短路接　地故障时的架空地线分流机理并不相同。　２．２地线分流测量方法　测量地线分流时，理论上应到出线构架顶端测　量普通架空地线和光纤地线对测试电流的分流。考　图２远离夹角法测量变电站接地网接地阻抗电极布置图　Ｆｉｇ．２　Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄ　ｂｙ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｇｌｅ　ｍｅｔｈｏｄ　虑到运行变电站作业安全性和试验的方便性，基于　电流连续性和广义节点的原理，从主接地网流人构　架的类工频电流等于通过构架流出到输电线路架空　地线的类工频电流。因此，在出线构架地面上，采　用柔性Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈¨　测量既与接地网相连，又　在构架上端至少有一点与架空地线相连的各基构架　带架窄地线的变电站地中及构架存在流向复杂　的幅值较大的工频电流，试验时会给测量设备带来　强烈的工频干扰。同时，测量架空地线分流时，由　于零序电流同样流经输电线路架空地线，区分零序　电流和注入接地网的工频电流难以实现。因此，带　架空地线的变电站接地网测量宜采用异频电流（接　近工频又异于工频）作为测试电流源来测量其工频　流过的测试电流分量。由于导体阻抗和环流的影　响，经过架空地线和流过各出线构架的类工频电流　相位不同，找到一个参考相位对于测量带架空地线　的变电站接地网的架空地线分流至关重要。本文选　取注入带架空地线运行的变电站接地网的类工频电　流作为参考。　为此，采用图２所示布置变电站站外电流线，　并在变电站内沿各出线构架和变压器中性点附近布　置站内电流线，对带架空地线的变电站主接地网注　特性参数，并采用对称频率求平均值的方法来消除　测量频率对测量结果的影响。测量结果如表ｌ所　示，通过测量结果计算得到带架空地线的变电站接　地网接地阻抗Ｚ．（Ｚ．为变电站主接地网和架空地线　及杆塔接地装置共同作用）为０．０９７　Ｌ２２．９。Ｑ。　入类工频电流（５５　Ｈｚ）。采用柔性Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈　南方电网技术　第１０卷　（变比为１倍／圈）测量电流线的类工频电流（３圈），　并利用可选频万用表（频率选为５５　Ｈｚ）转换为电压　信号作为参考。利用另一个Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈在地面　构架上测量所有与主接地网存在金属连接的各基构　架基脚的类工频电流（１圈），在可选频万用表里　３变电站主接地网接地阻抗计算　３．１　被测变电站主接地网简介　《、理馨蜒　１　ｌ０　ｋＶ变电站占地面积８　７１５　ｍ　，主接地网最　大对角线长度约为１３５．６　ｍ，接地网埋深为０．８　Ｉｎ，　采用直径ｌ４　ｍｍ的热镀锌圆钢敷设，包含８１根长　２．０　ｍ的５０　ｍｍ×５０］Ｔｉｍ×５　ｍｍ热镀锌角钢垂直接　地极，空心圆圈表示垂直接地极，如图５所示　接地　眦　¨　。（频率选为５５　Ｈｚ）与参考电压信号对比，得到两个　向量之间的夹角和流过构架基脚的类工频电流幅　值，如图３所示。将测量得到的这些电流矢量叠　加，即得到架空地线的分流矢量和。　网外缘各角应做成半圆弧形，圆弧半径不小于４　ｍ　．＿　一　０一、　．　．．　．删图３地线分流测量示意图　Ｆｉｇ．３　Ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉ　ｒｅ　ｓｈｕｎｔｉｎｇ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　ｄｉａｇｒａｍ　２．３分流系数测量结果　被测量的ｌ　ｌ０　ｋＶ变电站含有ｌ　１０　ｋＶ和１０　ｋＶ　两个电压等级，变电站正常运行时仅有一台主变压　亡了７一　■擅矗坶　器中性点直接接地。１ｌ０　ｋＶ有３回出线，三线位于　不同的方向，相互的影响较小。ｌ０　ｋＶ侧无两端接　地出线。站内有９基出线塔基，均为水泥双塔。　图５接地网示意图　Ｆｉｇ．５　Ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄ　ｓｋｅｔｃｈ　ｍａｐ　３．２　变电站站址土壤结构测量　采用图２的方法布置电流线，向带架空地线运　行的变电站接地网注入５５　Ｈｚ的类工频电流１２＝　３．８０／＿０。Ａ，并以此电流作为参考向量，变电站内　与架空地线相连的各基水泥塔分流的类工频电流矢　如图４所示　与接地网散流性能密切相关的土壤电阻率的准　确测量和土壤结构分析是变电站接地网特性参数数　值仿真和分析的基础，为了验证测量结果的准确　性，需要得到变电站站址的土壤结构参数。　根据电力行业标准ＤＬ／Ｔ　４７５～２００６（（接地装置　特性参数测量导则》㈠　，采用等距Ｗｅｎｎｅｒ四极法　测量变电站站址土壤电阻率，得到视在土壤电阻率　随测量极间距变化的结果如　６所示。借助　ＣＤＥＧＳ软件包ＲＥＳＡＰ模块，实际的土壤结构被处　理为４层土壤模型，如表２所示。　Ｉ　２　３　４　５　６　７　８　９　ｌ０　ｌｌ　Ｉ２　ｌ　３　１４　Ｉ５　ｌ６　ｌ７　Ｉ８　水　塔编　图４架空地线分流测量结果　Ｆｉｇ．４　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｒｅ　ｓｈｕｎｔｉｎｇ　将图４中的各电流矢量相加，得到架空地线分　流的类工频电流之和为，　＝１．６５／一１９．５。Ａ，架　空地线分流比例达到４３．４％。经测量还可知，经　变压器中性点流入系统的类工频电流为０　Ａ。　图６土壤电阻率测量结果　Ｆｉｇ．６　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ　第９期　张义，等：带架空地线运行的变电站主接地网接地阻抗测量与分析８１　表２站址土壤结构分析结果　Ｔａｂ．２　Ｓｏｉｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｓｉｔｅ　３．３带架空地线运行的变电站主接地网接地阻抗　计算　根据接地阻抗定义，带架空地线运行的变电站　主接地网接地阻抗Ｚ２为电流经接地电极流人大地　时接地电极的电位升（相对于无穷远处零位面）与注　入电流的比值。借助ＣＤＥＧＳ软件ＭＡＬＺ模块和测　量得到的土壤结构，以及图５的接地网示意图，计　算得到被测变电站主接地网的接地阻抗Ｚ２为０．１８０　／＿７．６。ｎ。　由第２．３节可知，经过接地网流人大地的类工　频电流为，４＝，２一Ｉ３＝２．３１　１３．８。Ａ。根据文献　［１２］第３节中的计算方法，计算得到不带架空地线　的变电站主接地网的接地阻抗Ｚ１为０．１８０／９．１。　Ｑ，具体公式如（１）所示。　￣／　Ｇ＋　；Ｇ一２　Ｘ　ｄｃＧ　Ｘ　ｄｐＧ×ｃｏｓ０　由此可见，两种方法的误差很小，为２．６７％，　说明本文架空地线分流的测量方法的准确性很高。　同时也说明远离夹角法适用于带架空地线的变电站　接地网接地阻抗的测量。造成误差的原因主要有土　壤电阻率的测量、土壤结构的不完全等效性，架空　地线分流测量时读数带来的测量误差，以及在仿真　过程中无法完全考虑的因素等。　４　结论　本文利用远离夹角法开展了带架空地线运行的　变电站主接地网接地阻抗测量试验，提出了一种测　量架空地线分流的方法，通过仿真计算与现场试验　对比，验证了测量方法的正确性。主要结论为：　１）测量带架空地线的变电站主接地网接地阻抗　时，一部分测试异频电流会通过输电线路架空地线　流出变电站，测量得到的接地阻抗值为带架空地线　的变电站接地网接地阻抗，它比变电站主接地网接　地阻抗小，严重影响接地阻抗测量准确度。　２）带架空地线的变电站接地网不同于传统的变　电站接地网，也不同于输电线路杆塔、避雷针等小　型接地体，其接地阻抗的测量不能简单沿用电力系　统接地装置接地阻抗的测量方法。本文提出采用远　离夹角法测量带架空地线的变电站接地网接地阻抗，　计算和试验对比表明，该方法测量的准确性很高。　３）架空地线分流的原理与实际变电站发生站内　短路接地故障时的架空地线分流机理并不相同。为　了剔除架空地线分流对变电站主接地网接地阻抗ｉ贝０　量的影响，需要测量与架空地线相连的各个出线构　架的分流电流矢量。本文基于电流连续性和广义节　点的原理，利用柔性Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈和可选频万用　表，提出了一种测量带架空地线的变电站接地网架　空地线分流的方法。计算和试验对比表明，本文方　法准确性很高，操作简单方便，能为带架空地线运　行的变电站主接地网接地阻抗的测量分析提供指导。　参考文献　［１］　解广润．电力系统接地技术［Ｍ］．北京：水利电力出版社，　１９９１．　［２］　何金良，曾嵘．电力系统接地技术［Ｍ］．北京：科学出版　社，２００７．　［３］　ＩＥＥＥ．ＩＥＥＥ　ｇｕｉｄｅ　ｆｏｒ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ＡＣ　ｓｕｂｓｔ￣ｉｏｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ：ＡＮ—　ＳＩ／ＩＥＥＥ　ｓｔａｎｄａｒｄ　８０－－２０００［Ｓ］．Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：Ｔｈｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅ．　１ｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｚｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｉｎｃ．，２０００．　［４］　张波，崔翔，赵志斌，等．计及两端接地电缆影响的接地网　数值分析方法［Ｊ］．中国电机工程学报，２００５，２５（１３）：１４４　—１４８．　ＺＨＡＮＧ　Ｂｏ，ＣＵＩ　Ｘｉａｎｇ，ＺＨＡＯ　Ｚｈｉｂｉｎ，ｅｔ　ａ１．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｎａａｌ—　ｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄ　ｗｉｈｔ　ｔｗｏ—ｅｎｄ　ｇｒｏｕｎｄｅｄ　ｃａｂｌｅｓ［Ｊ］．　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆｔｈｅ　ＣＳＥＥ，２００５，２５（１３）：１４４—１４８．　［５］　张波，崔翔，赵志斌，等．计及导体互感的复杂接地网的频　域分析方法［Ｊ］．中国电机工程学报，２００３，２３（４）：７７—　８０．　ＺＨＡＮＧ　Ｂｏ，ＣＵＩ　Ｘｉａｎｇ，ＺＨＡＯ　Ｚｈｉｂｉｎ，ｅｔ　ａ１．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄｓ　ｉｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｄｏｍａｉｎ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｍｕｔｕａｌ　ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆｔｈｅ　ＣＳＥＥ，２００３，２３（４）：７７—　８０．　［６］　鲁志伟，文习山，史艳玲，等．大型变电站接地网工频接地　参数的数值计算［Ｊ］．中国电机工程学报，２００３，２３（１２）：　８９—９３．　ＬＵ　Ｚｈｉｗｅｉ，ＷＥＮ　Ｘｉｓｈａｎ，ＳＨＩ　Ｙａｎｌｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｃａｌｃｕ－　ｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｒａｇｅ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄｓ　ｉｎ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆｔｈｅ　ＣＳＥＥ，２００３，２３（１２）：８９—９３．　８２　南方电网技术　第１Ｏ卷　［７］　张波，吴锦鹏，肖红，等．变电站内短路电流分流系数影响　因素分析［Ｊ］．高电压技术，２０１２，３８（３）：７２０—７２８．　ＺＨＡＮＧ　Ｂｏ，ＷＵ　Ｊｉｎｐｅｎｇ，ＸＩＡＯ　Ｈｏｎｇ，ｅｔ　１．Ａｎａｌａｙｓｉｓ　ｏｆ　ａｆ－　［１２］　李谦，邵建康，张波．基于无线传输相位差比较的变电站接　地网地线分流向量及接地阻抗准确测量［Ｊ］．高电压技术，　２０１４，４０（８）：２２７１—２２７８．　ＬＩ　Ｑｉｎ，ＳＨＡＯ　Ｊｉａａｎｋａｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｂｏ．Ａｃｃｕｒａｔｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｒｅｓ　ｃｕ￣ｅｎｔ　ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｖｅｃｔｏｒｓ　ｎｄ　ｇｒａｏｕｎｄ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ｉｎ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｐｈａｓｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｆｅｃｔｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｎ　ｆａｕｌｔ　ｓｈｕｎｔ　ｃｏｅｆｉｃｉｆｅｎｔ　ｉｎ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｈｉｇｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１２，３８（３）：７２０—７２８．　［８］　张海峰，王丰华，金之俭，等．地下金属管道对变电站接地　网接地电阻及其测量的影响［Ｊ］．电网技术，２０１１，３５（１）：　１３４—１４０．　［Ｊ］．Ｈｉｇｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１４，４０（８）：２２７１—２２７８．　［１３］　张义，黄松波，王建国．运行变电站接地网接地阻抗计算分　析［Ｊ］．高电压技术，２０１３，３９（２）：４５７—４６３．　ＺＨＡＮＧ　Ｙｉ，ＨＵＡＮＧ　Ｓｏｎｇｂｏ，ＷＡＮＧ　Ｊｉｎｇｕｏ．Ａｎａａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄ　ｏｆ　ｓｕｂｓｔａ—　ＺＨＡＮＧ　Ｈａｉｆｅｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｆｅｎｇｈｕａ，ＪＩＮ　ＺｈＯｉａｎ　ｅｔ　ａ１．Ｉｍｐａｃｔｓ　ｏｆ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｍｅｔｌ　ｐｉａｐｅｌｉｎｅｓ　ｏｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｓｕｂｓｔａ—　ｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１１，３５（１）：１３４—１４０．　ｔｉｏｎ　ｉｎ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｈｉｇｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１３，３９（２）：　４５７—４６３．　［９］　齐磊，崔翔，李慧奇．变电站接地网的频域有限元方法［Ｊ］．　中国电机工程学报，２００７，２７（６）：６２—６６．　ＱＩ　Ｌｅｉ，ＣＵＩ　Ｘｉａｎｇ，ＬＩ　Ｈｕｉｑｉ．Ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　［１４］　中华人民共和国国家发展与改革委员会．接地装置特性参数　测量导则：ＤＬ／Ｔ　４７５—２００６［ｓ］．北京：中华人民共和国国　家发展与改革委员会，２００６．　［１５］　张仁豫，陈昌渔，王昌长．高电压试验技术［Ｍ］．北京：清　华大学出版社出版．　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄｓ　ｉｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｄｏｍａｉｎ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄ—　ｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＣＳＥＥ，２００７，２７（６）：６２—６６．　［１Ｏ］李谦，肖磊石，饶章权．广东电网变电站接地网安全性状态　评估［Ｊ］．南方电网技术，２０１３，７（５）：２１—２６．　ＬＩ　Ｑｉａｎ，ＸＩＡＯ　Ｌｅｉｓｈｉ，ＲＡＯ　Ｚｈａｎｇｑｕａｎ．Ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｒｉｄ　ｉｎ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｐｏｗｅｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．　Ｓｏｕｔｈｅｍ　Ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３，７（５）：２１—２６．　收稿日期：２０１６－０５—１６　作者简介：　张义（１９８４），男，博士，研究方向为电力系统接地技术及高电　压测试技术，ｚｈａｎｇｙｉ３＠ｃｓｇ．ｃｎ；　［１１］　李谦，张波，蒋愉宽．地线分流对变电站接地网接地阻抗测　量的影响［Ｊ］．高电压技术，２０１４，４０（３）：７０７—７１３．　ＬＩ　Ｑｉａｎ，ＺＨＡＮＧ　Ｂｏ，ＪＩＡＮＧ　Ｙｕｋｕａｎ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｒｅ　ｓｈｕｎｔｉｎｇ　ｏｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｉｎ　ｓｕｂｓｔａ－　蔡汉生（１９６３），男，高级工程师（教授级），硕士，研究方向为　电力系统过电压与绝缘配合技术、电力系统接地技术；　ｉｔｏｎｓ［Ｊ］．Ｈｉｇｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１４，４０（３）：７０７—　７１　３　贾磊（１９８２），男，高级工程师，博士，研究方向为电磁暂态仿　真及电力系统过电压，ｊｉｌｅｉ＠ｃｓｇ．ｃｎ。ａ　（上接第７６页Ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ　ｆｒｏｍ　Ｐａｇｅ　７６）　ＺＨＡＮＧ　Ｘｉｕｒｏｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｙａｎｇｙａｎｇ，ＬＩ　Ｗｅ￣ｕｎ，ｅｔ　ａ１．Ｗｎ（ｎ　＝—１４０２．　［３１］　罗志成，张国英，梁婷，等．水在金属镁表面吸附的第一原　理研究［Ｊ］．沈阳师范大学学报（自然科学版），２０１０，２８　（２）：１８９—１９２．　ＬＵＯ　Ｚｈｉｃｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｇｕｏｙｉｎｇ，ＬＩＡＮＧ　Ｔｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　ｉｒｓｆｔ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｅｔｌ　ｍａｇｎｅｓｉａｕｍ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　１，６）ｃｌｕｓｔｅｒｓ　ｏｆ　ａｄｓｏｒｂｅｄ　ＣＯ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｐｈｙｓｉｃａ　Ｓｉｎｉｃａ，２０１３，６２（５）：０５３６０３—１—０５３６０３　—９．　［２７］　胡辉．脉冲放电生成一氧化氮的规律及呼吸衰竭救治仪的研　究［Ｄ］．武汉：华中科技大学，２００５．　［２８］ＹＡＧＩ　Ｓ，ＴＡＮＡＫＡＭ．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｏｚｏｎｅ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎ　ａｉｒ—　ｓｔｕｄｙ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉ—　ｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ），２０１０，２８（２）：１８９—１９２．　ｆｅｄ　ｏｚｏｎｉｓｅｒｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｄ：Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，　１９７９，１２（９）：１５０９—１５２０．　［２９］　李俊．ＳＯ２、ＮＯ２在金属表面吸附和分解的密度泛函研究　［Ｄ］．成都：西南大学，２０１１．　［３Ｏ］　魏林生，胡兆吉，王智化，等．高频平板型介质阻挡放电臭　收稿日期：２０１６－０４－０６　作者简介：　陈林聪（１９８５），男，工程师，硕士，从事电力化学分析工作；　氧产生的试验研究［Ｊ］．高电压技术，２００９，３５（６）：１３９７—　１４０２．　张晓星（１９７２），男，教授，博士，研究方向为电气设备在线监　测与故障诊断、状态评估、新型传感器技术，ｘｉａｏｘｉｎｇ．ｚｈａｎｇ＠ｏｕｔ－　１０ｏｋ．ｃｏｍ：　ＷＥＩ　Ｌｉｎｓｈｅｎｇ，ＨＵ　Ｚｈａｏｊｉ，ＷＡＮＧ　Ｚｈｉｈｕａ，ｅｔ　ａ１．Ｆｌａｔ　ｈｉｇｈ　ｆｒｅ—　ｑｕｅｎｃｙ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｂａｒｒｉｅｒ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｏｚｏｎｅ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎ—　裘吟君（１９６２），女，高级工程师，学士，长期从事电力化学分　析与绝缘研究工作。　ｔａｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈ［Ｊ］．ＨＪｌｇｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００９，３５（６）：１３９７