華意電力是一家專業研發生產接地電阻測試儀的廠家，本公司生產的接地電阻測試儀設備在行業內都廣受好評，以打造最具權威的“接地電阻測試儀“高壓設備供應商而努力。

  變電站的接地電阻值是評價接地網狀態好壞的重要參數之一,是保障運行人員和電氣設備安全的重要措施。接地網在施工完成以及運行一段時間后都要測量其接地電阻,以驗證其接地電阻值是否在合格的范圍內,特別是220 kV及以上電壓等級的變電站,測量其接地電阻值更為重要。為解決接地電阻測量時工頻干擾的問題,以往均采用50 Hz的工頻大電流(通常要求大于30 A)的方式進行測量。這種方法有3個缺點:一是輸出大電流所需的設備即測試變壓器的容量要很大,也就很笨重,不易于攜帶到現場進行測量;二是試驗人員的工作強度很大,效率低;三是測量結果受50Hz的工頻干擾比較嚴重,測量結果誤差較大。解決工頻干擾的另一種方法是采用非工頻的異頻電流來進行測量,這是近年來推廣應用的方式之一。2006年10月新頒布實施的DL/T 475-2006《接地裝置特性參數測量導則》(以下簡稱《導則》,對測量大型接地裝置的試驗做出了規定:推薦采用異頻電流法進行測量,試驗電流宜在3～ 20 A,頻率宜在40～60 Hz,異于工頻又盡量接近工頻;如果使用工頻電流測量,試驗電流不宜小于50 A。對照《導則》的規定,目前國內外許多廠家生產的異頻接地電阻測試儀遠遠不能滿足要求。國內的測試儀大多采用100 Hz以上的異頻電流進行測量,總的輸出功率小,一般幾十到幾百瓦,大多數儀器輸電阻測試儀遠遠達不到《導則》規定的測量要求,測量結果誤差大或根本測量不出來。

  為滿足異頻法對接地電阻測量的要求,提高大型地網接地電阻測試的準確度,課題組研制出新型的大功率接地電阻測試儀,經實驗室檢測以及從2006年起在玉林、桂林、河池、南寧、梧州等市供電系統內的現場實際應用,該測試儀測量結果穩定、準確,抗干擾能力強,達到了設計要求,完全滿足DL/T 475- 2006《接地裝置特性參數測量導則》對地網接地電阻測試的要求。

1　大型地網接地電阻測試儀總體功能設計

1.1　主要電氣參數的設計

  地網接地電阻的測量方法是電壓電流法。以補償法為例,其試驗接線如圖1所示。

  圖1中,B為被測地網的接地體,C為電流極,P為電壓極。電流極C與地網距離為d13,通常d13為地網最大對角線的4～ 5倍。電壓極P與地網距離d12= 0.618d13。在接地體E與電流極C間施加交流電壓U,地網B與電流極C之間有電流I流過,在電壓極P與接地體之間就產生電位差U0,用電流表測量電流I,用電壓表測量電位差U0,則地網接地電阻可依據公式R= U0/ I計算出來。可見,1臺地網接地電阻測試儀就應當包括圖1中所示的交流電源部分、電壓和電流的測量部分及相應的控制、顯示等功能,能夠自動計算出所測地網的電阻值等參數。圖1所示的接線圖可以簡化為圖2所示的等效電路圖。

  圖2中,R為地網的接地電阻,Rp為電壓極的接地電阻,Rc為電流極的接地電阻,r為電流表接線的電阻。由于電壓表的輸入阻抗RV為兆歐級,所以電壓測量回路對電流回路的分流作用可以忽略不計。由于輸入阻抗RV為兆歐級,而電壓極的接地電阻Rp僅為百或千歐級,因此Rp對電壓的測量誤差可以忽略不計。電流回路的阻抗包括被測地網的接地電阻R、引線電阻r、電流極的接地電阻Rc三部分,通常最大的是電流極的接地電阻值,一般在幾十歐姆到幾百歐姆之間,甚至達上千歐姆。要將電流極的接地電阻降低到幾歐姆是不太可能。如果電流極的接地電阻較大,而又要求輸出較大的測量電流,則要求提高交流電源的輸出電壓。例如,地網接地電阻為1Ψ,電流極的接地電阻為100Ψ,要求輸出測量電流為3 A,則交流電壓必須要求大于300 V,如果交流電源由儀器輸出,則儀器的功率就要求達900 W以上。如果儀器僅能輸出為幾十伏的電壓,輸出的測量電流也只能是很小的零點幾安培。測量電流太小,其抗干擾能力就很弱,測量結果有可能產生較大的誤差或根本測不出來。根據《導則》的要求,異頻法測量接地電阻時測試電流不應小于3 A,要達到這樣的輸出能力,接地電阻測試儀就要有較大的輸出功率。但如果儀器總功率設計得過高,不但會增加儀器的成本,而且儀器就會很重,攜帶和搬運很不方便。綜合考慮儀器的性能、體積、重量、成本、價格等因數,我們設計的儀器變頻電源輸出總功率為2 000 W,最大輸出電壓400 V,最大輸出電流為5 A,比《導則》推薦的最低值3 A大一些,這樣能夠保證實際測試時輸出的電流在大多數情況下能達到3 A。經過優化,儀器的大功率變頻電源的重量可控制在3 kg,儀器整體重量控制在10 kg以內。