BPDW-2011型變頻地網接地阻抗測試系統
一、概述
近些年來，國內多處變電站因雷擊形成擴大事故，多數與地網接地阻抗不合格有關，因此，必須大力加強對地網接地阻抗的定期監測。
運行中變電站地網接地阻抗的測量，由于受系統流入地網電流的干擾以及試驗引線間的干擾，使測試結果產生較大的誤差。特別是大型接地網接地阻抗很小（一般在0.5Ω以下），即使細微的干擾也會對測試結果產生很大的影響。如果對地網接地阻抗測試不準確，不僅損壞設備，而且會造成諸如地網誤改造等不必要的損失。目前測試接地網接地阻抗的方法：一、工頻大電流法：采用大電流輸出法使得設備笨重，測試線無法輸送。二、異頻電源法：改變測試電流頻率（一般為130Hz左右或半波），從而避開50Hz頻干擾，但這種方法無法消除測試引線線間干擾，特別是采用架空線作為測試引線時，誤差相當大。輸出電流較小（0.5A）
BPDW-2011變頻地網接地阻抗測試系統。采用當前*的數字選頻測量技術，具有*的抗干擾能力，*消除了由工頻感應、零序電流、諧波和雜散信號的干擾給測量帶來的誤差；采用純正弦波大功率信號源為測試電源，多頻點采集數據，克服了雙點異頻插入法的局限性；特別適應用于大型、超大型接地網接地阻抗及其他特性參數的測量。該系統功能強、性能*、使用方便，目前在國內處于*水平，是替代進口產品的理想選擇。
BPDW-2011型變頻地網接地阻抗測試系統
二、技術指標
1、供電電源：AC220V±10％，f＝50Hz
2、輸出電流：標配3A、5A（可選配5A 、10A）
3、輸出電壓：AC 0～250V、500V（可選配500、1000V）
4、測量范圍：接地阻抗0～20Ω 精度1％
5、試驗頻率：40Hz ～ 60Hz (1Hz)
6、測量線要求：電流線≥2.5mm2
電壓線≥1 mm2
7、儀器重量：15kg
三、主要功能特點
1、抗干擾能力強
先用40Hz /60Hz頻率（每增、減1Hz）分別進行測量，避開工頻和三、五次諧波的Z大干擾，這種方法具有優異的抗干擾能力，測試數據真實反映地網的電阻值。
2、數據準確性高
儀器采用傅立葉變換數字波形分析技術、測量數據可靠。
3、儀器操作采用液晶漢字顯示器指示、通過上、下、選擇、確認、返回鍵進行操作測量。儀器具有功能全、重量輕，便于攜帶等特點。
4、外附隔離變壓器（可根據用戶要求擇不同功率參數）
圖1、儀器面板布置圖
1、C－接測量電流線（其長度取地網對角線長度的4～5倍）
2、P－測量電壓線（其長度取電流線長度的0.618倍）
3、Po－接被測量地網
4、E－接被測量地網
5、液晶顯示：顯示操作過程及測量結果。
6、打印機：數據結果打印
7、功能鍵區：上、下、選擇、確認、返回鍵。
8、隔離變壓器連通器插頭
9、儀器接地插座
10、電源插座：輸入電壓AC220V，內含250V/10A保險。
五、操作步驟
接地阻抗的測量
1 布置測試回路
圖1為現場通常采用的電流－電壓表三極法的布置圖，電壓線和電流線之間的夾角不為零。
電流極應盡量遠離被測接地裝置，通常電流極與被測接地裝置的距離應為被測接地裝置Z大對角線長度D的4倍以上。
測試回路應盡量避開河流、湖泊；盡量遠離地下金屬管路和運行中的輸電線路；注意減小電流線和電位線之間的互感影響。
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| 圖1 接地阻抗測試接線示意圖 |
接。
2 導線的選擇。測量時，電流線中將流過Z大5A的電流，因此電流線應具有通5A電流的能力，選用銅芯截面積大于2.5mm2的導線即可。但是當電流線布得很長時，電流線的電阻會增加回路電阻，為了降低電流線的電阻，應該選用較粗的電流線。電壓線中只流過微安級電流，因此不用考慮其通流能力。導線應具有良好的絕緣外皮，加接導線時，應用絕緣膠布包好連接點。
請選擇一個可接觸良好的待測接地裝置的接地引下線（如鍍鋅扁鐵），為電流注入點和電壓測量點。用一根粗導線連接面板的E端，再用一根導線（電壓線）連接儀器面板的Po端子。
將電流極地樁（放粗電流線、對角的3-4倍）與儀器的C連接。
將電位極地樁（用細線、電流線長度0.618）與儀器的P連接
勵磁變壓器連線說明：
A1 A2 X1 X2 當A2和X1連接時
輸 出 A1、X2輸出為高電壓小電流
a x 當A1和X1連接、A2和X2連接時
輸 入 A1、X2輸出為低電壓大電流
注意事項
儀器地線另外接地、不可接被試接地裝置。為了安全起見儀器進行測試時，面板接線端子上可能會有500V以上的電壓，使用時請勿觸摸面板接線端子以及引線的裸露部分。電流極在測量時應有專人看管以防無關人員觸電。
開機顯示如圖：
通過操作確認鍵后，進行測試。
當提示在調幅、或調頻時，通過進行升電壓（ 同時升電流）或改變頻率所測的數值為實測值。
六、儀器內部工作原理
當前，接地阻抗測量主要采用注入電流法，即測量注入地網的電流和地網電壓來計算接地阻抗。運行中的發變電站，流過大地網的系統不平衡電流在地網上產生干擾電壓可達7－8V。實際測量時往往從提高測量電路信噪比入手，如采用加大注入電流、減小干擾信號和在測量結果計算中去除干擾信號等方法來提高測量的準確度。但對于以系統電源作為試驗電源的方法，不能從根本上消除干擾電壓的影響。常規測量方法也難以消除電流與電壓極引線間的互感。變頻測量法使用變頻電源，地網干擾經過選頻濾波被消除，因而測量結果不受系統電源的影響，不會因電網是否在運行或干擾信號的存在而受到影響。
圖2為接地阻抗變頻測量儀硬件結構，包括變頻電源、波形采集、工控機三部分。電源頻率在40Hz－60Hz，Z大輸出功率10KVA，Z大輸出電流10A，Z大輸出電壓輸出1000V。波形采集電路將所測電流電壓離散成數字量，通過波形采集電路存儲數據，通過軟件分析，去除干擾并計算出接地阻抗。
圖2 儀器內部工作框圖
圖3中G為地網，P為電壓，變頻電源S向地網則注入電流I，電流傳感器變一次電流為二次電流i，測量地網電壓為U，去除干擾電壓時接地阻抗Z＝U／I。采樣時中性點入地的零序電流等產生的干擾信號與有用信號疊加在一起被采集，通常采用相位鑒別和頻率鑒別去除干擾，但接地測量時，干擾信號頻譜很寬，相位難以確定，而有用信號頻率是已知的，所以頻率識別和提取有用信號Z為簡單。因此，需將有用信號頻率與干擾信號頻率拉開一定的距離，故變頻電源要有一定可變頻帶寬度，由高精度選頻濾波器過濾測量信號，去除干擾信號。
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圖3 變頻法測量接地阻抗原理
接觸電壓、接觸電位差的測試
接觸電壓的測量接線圖如下圖2所示。
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G—接地裝置 S—設備架構 C—電流極 Pb—模擬人腳的金屬板 Rm—等效人體電阻 圖2 接觸電壓測量接線圖 |
在離接地裝置較遠處打一個地樁作為電流極，該電流極離接地裝置邊緣的距離仍取為接地裝置Z大對角線長度D的4倍以上。
用導線將儀器面板的C端子與電流極可靠連接。再用導線將儀器的E端子接至被試設備的架構。儀器的P1端子接至設備架構上的Pa點，Pa距地面高度為1.8米。
儀器的P2端子接至模擬腳的電極Pb,該電極可采用包裹濕布的直徑為20cm的金屬圓盤，并壓上重物。電極中心距設備邊緣距離為1米。
儀器P與Po端子間并聯等效人體電阻Rm，一般取Rm=1.5KΩ.
若儀器電壓輸入端不并聯等效人體電阻Rm，則所測電位差為接觸電位差。
若儀器電壓輸入端并聯等效人體電阻Rm，則所測電位差為接觸電壓。
跨步電壓、跨步電位差的測試
接觸電壓的測量接線圖如下圖3所示。
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G—接地裝置 S—設備架構 C—電流極 PcPd—模擬人腳的金屬板 Rm—等效人體電阻 圖3 跨步電壓測量接線圖 |
在離接地裝置較遠處打一個地樁作為電流極，該電流極離接地裝置邊緣的距離仍取為接地裝置Z大對角線長度D的4倍以上。
用導線將儀器面板的C端子與電流極可靠連接。再用導線將儀器的E端子接至設備的接地引下線。
儀器的P、Po端子分別接至模擬人腳的電極Pc、Pd,該電極可采用包裹濕布的直徑為20cm的金屬圓盤，并壓上重物。兩電極中心距離為1米。
儀器P與Po端子間并聯等效人體電阻Rm，一般取Rm=1.5KΩ。
若儀器電壓輸入端不并聯等效人體電阻Rm，則所測電位差為跨步電位差。
若儀器電壓輸入端并聯等效人體電阻Rm，則所測電位差為跨步電壓。
七、注意事項
l、本儀器測量范圍為0～20Ω，如果超過量程或其它故障，如斷線等，儀器將顯示“接線錯誤，請檢查接線后重新開始”，如果出現此錯誤，用戶也未接錯，則建議用戶在探針位置加注一些電解質或自來水，以保證探針與大地的接觸良好。
2、本儀器采用交流異頻電源，為使儀器可靠使用，在測試過程中盡量減小電流極接地阻抗（比如深埋或澆灌鹽水等）。
3、接地阻抗測試應在雨季之前進行，由于土壤濕度對接地阻抗的影響很大，因此不宜在剛下過雨后進行。土壤過濕過干對測試結果都有影響。
4、電壓極、電流極的要求：電壓極和電流極一般用一根或多根直徑為25～50mm長0.7～3m的鋼管和圓鋼垂直打入地中，端頭露出150～200mm，以方便連接引線。
5、本儀器如出現其它故障，請直接與本公司聯系。
八、產品成套性
1、測量線 1套。
2、AC220V電源線 1根。
3、說明書 1份。
4、合格證 1份。
5、接地線 1根
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