大型地网接地阻抗测量中互感的消除
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摘要： 对地网的接地阻抗进行测量是保证用电安全的重要一环，本文将就大型地网接地阻抗测量中互感的消除进行分析与探讨。
Abstract： The grounding impedance measurement of the large-scale grounding grid is an important part to ensure the electricity safety. This paper analyzes the elimination of mutual inductance in grounding impedance measurement of the large-scale grounding grid.
关键词： 大型地网;接地阻抗测量;互感的消除
Key words： large-scale grounding grid;grounding impedance measurement;elimination of mutual inductance
中图分类号：TM934.15 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）04-0058-02
0 引言
随着我国经济水平的提升，城市建设规模的扩大，使得越来越多的变电站出现在了我们的城市之中。而在变电站运行的过程中，其接地装置的运行情况则会对其运行的稳定性以及安全性产生较大的影响。如果电力系统在运行的过程中发生短路故障，那么这种短路电流就会在流经地网之后使地网的电位得到明显的升高，并对周围行人以及设备造成较大的威胁。对此，就需要我们能够以更为全面、精准的方式对接地装置进行评估，从而更好的保障变电站的安全稳定运行。
1 测量方式及存在问题
我国目前对接地阻抗进行测量的方式，主要有夹角法与直线法两种，也是现有方式中最为规范以及标准的两种方法。其中，夹角法是一种测量过程受到影响较少，且获得结果较准的方法，但是在对其应用的过程中却经常会因为现场环境因素的影响而存在一定的困难，而在这种情况下，在对接地阻抗进行测量时更多的则是使用直线法对其进行测量。而在通过直线法对地网接地阻抗进行测量的过程中，其中所存在的一个情况就是由于不同引线之间是一种平行的关系，且两线之间所存在的距离较为接近，而这就会使这两个导线会因为彼此间互感情况的影响而对最终的测量结果产生一定的影响，而这种情况也会根据阻抗值的降低而增大，即对于接地阻抗值小于0.5Ω的地网来说，其对于最终测量的结果所产生的影响是非常大的。对此，就需要我们在通过直线法对大型地网进行测量的过程中，能够通过一定方式的应用来消除这种存在的互感情况。
2 接地阻抗测试方法
2.1 测试方式 在通过直线法对接地阻抗进行测量时，对于测量仪器的选择使用的是较为传统的变电站接地测试系统。而对于测量点来说，则选择在地网中心接地引下线的位置处，并依据周围环境的情况根据相关规定的要求来放置测量线，测量方式如图1所示。由图可知，测量电流极距地网中心的距离为DCG，而系统中的电压线和电流线为同一方向，且电压极放置的位置为图中的DPG区域，并随着距离的延长而进行一次复测。
2.2 计算方法 在本系统中，我们使用了异频法的方式对阻抗值进行测量，其中，将两个不同频率的电流以及电压值分别设置为U1、U2、I1、I2，两个不同频率下测量得到的阻抗值设为Z1、Z2，而w1、w2则为不同频率之下的角频率值，L为上述两种情况下在某一位置求得的阻抗电感值，而R则为此位置所对应的电阻，经过互相关系计算有：
对上述两式子计算得出：Z=R+？棕L Z=R+？棕L
再进一步计算有：L=
再将其带入上式中则可以得到此位置的电阻值R。
而在电阻值求得完毕之后，我们通过对于每次移动之后位置不同时L值的变化情况，则可以获得同单位长度相对应的电流以及电压线路间所存在的互感变化量dL，而通过测试点的电感值L同dL值进行相减并同长度X相乘，则可以得到该位置的电感值gL，并带入上式后则可以得到Z=R+jwL。
3 一个测试实例
在获取上述计算方式之后，我们将以某大型接地网为例来对其接地阻抗进行一定的计算：
在此次测试工作中，该电厂接地系统属于电厂的主地网，且具有升压站以及主厂房两个系统，整个地网区域呈现一个矩形形状。而在测点的选择方面，我们选择在接地检查井附近位置，并通过之前所提到的方式对其进行测试。根据环境影响，此次测量极距离地网中心位置约为2100m，且电压以及电流线为朝向同一方向放出，将电压极位置控制在同地网中心900至1500m的区域内，并每隔一定的距离进行一次测量。同时，我们也在此过程中将电流极布置在同地网中心位置相同的区域内，并也每隔一定距离进行一次测量，两次测量结果如表1所示。
之后，利用Z=U/I的计算方式求出表2所示的视在阻抗值，而在此值中，其也涵盖了电压同电流线之间所存在的互感值。
之后，经过一定的计算则可以得到表3。
之后，根据不同测量位置电感值所存在的区别，则可以初步得到电压在经过一定距离移动之后电感值所发生的变化量，即电压同电流线之间的互感，见表4。
而经过表4得知，随着距离的变化，电感值所发生的变化量是趋于稳定的，而在我们通过每个测试点所对应的电感值同该位置的线路距离相减之后，则可以得到该地网的电感值gL，见表5。
由表5数据可知，当对互感因素进行排除之后，地网中不同测量点对电感的测量值变化情况都较为稳定。而将表3中的电阻值R带入公式之后，则可以获得互感外的视在阻抗值，见表6。
可以看到，阻抗的变化情况同电压极的距离分布存在较为明显的规律，而由此表则可以较为精确的获得该区域的接地阻抗值。
4 结束语
总的来说，在电站建设的过程中，地网的接地阻抗值计算是一项非常重要的工作，对于电站的稳定运行具有重要的意义。对此，就需要采用更为科学的计算方式，从而在消除互感的情况下获得更为精确的计算结果。
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作者简介：马丽强（1985-），男，山西吕梁人，毕业于中南大学，研究方向为电力设备带电检测。