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[摘 要]分析比较接地阻抗与接地电阻的区别，阐述影响接地阻抗现场测试的主要因素及其解决措施，并结合实际的应用案例说明了接地阻抗测量的准确性和合理性。
[关键词] 接地网 ；接地阻抗； 感性分量；变频法
中图分类号：TM934.15 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0252-02
1.引言
传统变电站接地网测试中，通常只是通过接地电阻值来进行考量。然而接地网中不仅仅只是存在阻性特征，还受到感性分量的影响，特别是对于大型接地网来说，简单地通过接地电阻并不能準确评估接地网的安全状况，还应综合考量感性分量的影响。此外，接地网的现场测量往往是带电进行，容易受到地中杂散电流干扰以及电压、电流测试线之间的互感影响，测试结果存在误差，从而导致对地网接地阻抗的测量不准确，使得地网安全存在一定的隐患。因此，正确评估接地网的接地阻抗，对于接地网的安全稳定运行具有重要作用。
本文主要是在分析比较接地阻抗与接地电阻区别的基础上，阐述现场开展接地网接地阻抗测试的主要影响因素及相应的解决措施，并结合实际的应用案例说明正确测量接地阻抗的必要性。
2.接地阻抗研究
2.1 接地阻抗与接地电阻的区别
接地阻抗是指接地网对远方电位零点的阻抗。数值上为接地网与远方电位零点间的电位差，与通过接地网流入地中的电流的比值。接地电阻是指在直流信号作用下接地网对大地之间表现出来的纯电阻。
接地阻抗包含电阻成分、感性成分和容性成分，而接地电阻只是接地阻抗中电阻成分，不包括感性成分和容性成分。在变电站发生接地短路故障时，通过接地网流入大地之中的短路故障电流一般为一种随时间变化的交流信号，因而，此时接地网系统上的阻碍作用既有电阻成分，也还含有电抗成分。故对于接地系统的设计以及后期运行状态的检修和综合评估工作，均应采用接地阻抗[1]。
对于接地阻抗，实际上，在工频、异频交流信号或者雷电冲击电流作用，电感和电阻成分所起到的作用远胜于电容分量。由于电容分量数值相对于电阻和电感来说不是很大，它只有在高频情况下才能表现出一定的作用。此外，电容分量对于降低发电厂、变电站场区内的跨步电压（跨步电压差）和接触电压（接触电位差）还是个安全的有利因素，在测试评估中可以给予忽略。因此，通常只考虑接地网的感性分量，即接地阻抗主要包括电阻分量和感性分量，并将其作为接地网特性参数之一。
2.2 接地阻抗的理论概述
接地网的接地阻抗为复数形式的阻抗，包含接地电阻和接地电抗两个部分。这些分量均会影响电力系统发生接地短路故障时接地网的泄流能力。
通常情况下，对于小型接地网来说，由于小型接地网的感性分量比电阻小得多，占接地阻抗总量比例很小，接地网表现出比较明显的阻性。所以在小型接地网测量中，一般是忽略了感性分量，而把接地阻抗近似取为接地电阻，。早期的导则DL/475-1992也未将接地阻抗中的感性分量加以考虑。然而，随着国家电网的发展和电网电压等级的不断提高，发电厂、变电站接地网的规模也在不断扩大。对于220kV电压等级以上的大型发电厂、变电站的大型接地网来说，接地感性分量较大，甚至可能与接地电阻处于同一个数量等级上，从而使得接地阻抗中的感性分量大到不可忽视。这时，必须将接地网的感性分量考虑进去，否则就无法真正反映出接地网的真实状况[2]。
因此，在大型接地网的接地阻抗测量中，必须同时测量接地电阻（纯电阻分量）和接地电抗（主要是电感分量）两个值，即接地阻抗值。
3.影响现场测试因素及解决措施
3.1土壤电阻率影响
接地阻抗值与土壤电阻率息息相关，而影响土壤电阻率主要为土壤的潮湿程度。当下雨后，土壤比较潮湿，土壤电阻率较低，接地阻抗值比平常较小，当在雨后测试时，会导致测得的接地阻抗值比平常偏小，无法准确评估接地网的安全状况。故DL/T475-2006导致规定，接地网的状况评估和验收测试应尽量在干燥季节和土壤未冻结时进行，不应在雷、雨、雪中或雨、雪后立即进行[3]。
3.2 接地桩位置的影响
接地阻抗是指接地网对远方电位零点的阻抗，而当电流极位置距离接地网过近时，会造成接地阻抗值偏小。故接地阻抗现场测试时，电流极应布置得尽量远，通常电流极与被试接地网边缘的距离应为被试接地网最大对角线长度的4-5倍，而对超大型的接地网的测试，可利用架空线路做电流线和电位测试线。但现场放线条件受到限制时，在土壤电阻率均匀地区，电流极距离可取被试接地网最大对角线长度的2倍，在土壤电阻率不均匀地区，可取被试接地网最大对角线长度的3倍[4]。
此外，由于直线法布置比较方便，现场测试人员比较偏向于该方法，并且测试时为了取巧，电压极位置经常布置在0.618倍接地网与电流极位置处。0.618倍接地网与电流极位置为现场均匀土壤电阻率情况下的零电位点所在位置，但现场的土壤电阻率一般是不均匀的，故直接采用0.618法测得的接地阻抗值存在较大误差。若采用直线法进行测试，应采用电位降法确定电压极位置。
3.3 测试线间互感影响
采用直线法布置时，电流线与电压线平行布置，两测试线间存在互感耦合影响，造成测试的接地阻抗值偏小，故采用直线法测试时，需让电流线与电压线之间保持5m以上的距离[5]。然而，受变电站周边地形条件限制，现场布线时难以保证电压线和电流线之间间隔5m以上，因而，进行大型接地网现场测试时，一般不建议采用直线法，而是采用夹角法或者将电流线和电压线反方向进行布置，这样就可避免测试线之间互感的影响了。此外，在布线时，测试回路应尽量避开河流、湖泊，尽量远离地下金属管路和运行中的输电线路，避免与之长段并行，与之交叉时垂直跨越[6]。
3.4 现场杂散信号干扰的影响
[关键词] 接地网 ；接地阻抗； 感性分量；变频法
中图分类号：TM934.15 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0252-02
1.引言
传统变电站接地网测试中，通常只是通过接地电阻值来进行考量。然而接地网中不仅仅只是存在阻性特征，还受到感性分量的影响，特别是对于大型接地网来说，简单地通过接地电阻并不能準确评估接地网的安全状况，还应综合考量感性分量的影响。此外，接地网的现场测量往往是带电进行，容易受到地中杂散电流干扰以及电压、电流测试线之间的互感影响，测试结果存在误差，从而导致对地网接地阻抗的测量不准确，使得地网安全存在一定的隐患。因此，正确评估接地网的接地阻抗，对于接地网的安全稳定运行具有重要作用。
本文主要是在分析比较接地阻抗与接地电阻区别的基础上，阐述现场开展接地网接地阻抗测试的主要影响因素及相应的解决措施，并结合实际的应用案例说明正确测量接地阻抗的必要性。
2.接地阻抗研究
2.1 接地阻抗与接地电阻的区别
接地阻抗是指接地网对远方电位零点的阻抗。数值上为接地网与远方电位零点间的电位差，与通过接地网流入地中的电流的比值。接地电阻是指在直流信号作用下接地网对大地之间表现出来的纯电阻。
接地阻抗包含电阻成分、感性成分和容性成分，而接地电阻只是接地阻抗中电阻成分，不包括感性成分和容性成分。在变电站发生接地短路故障时，通过接地网流入大地之中的短路故障电流一般为一种随时间变化的交流信号，因而，此时接地网系统上的阻碍作用既有电阻成分，也还含有电抗成分。故对于接地系统的设计以及后期运行状态的检修和综合评估工作，均应采用接地阻抗[1]。
对于接地阻抗，实际上，在工频、异频交流信号或者雷电冲击电流作用，电感和电阻成分所起到的作用远胜于电容分量。由于电容分量数值相对于电阻和电感来说不是很大，它只有在高频情况下才能表现出一定的作用。此外，电容分量对于降低发电厂、变电站场区内的跨步电压（跨步电压差）和接触电压（接触电位差）还是个安全的有利因素，在测试评估中可以给予忽略。因此，通常只考虑接地网的感性分量，即接地阻抗主要包括电阻分量和感性分量，并将其作为接地网特性参数之一。
2.2 接地阻抗的理论概述
接地网的接地阻抗为复数形式的阻抗，包含接地电阻和接地电抗两个部分。这些分量均会影响电力系统发生接地短路故障时接地网的泄流能力。
通常情况下，对于小型接地网来说，由于小型接地网的感性分量比电阻小得多，占接地阻抗总量比例很小，接地网表现出比较明显的阻性。所以在小型接地网测量中，一般是忽略了感性分量，而把接地阻抗近似取为接地电阻，。早期的导则DL/475-1992也未将接地阻抗中的感性分量加以考虑。然而，随着国家电网的发展和电网电压等级的不断提高，发电厂、变电站接地网的规模也在不断扩大。对于220kV电压等级以上的大型发电厂、变电站的大型接地网来说，接地感性分量较大，甚至可能与接地电阻处于同一个数量等级上，从而使得接地阻抗中的感性分量大到不可忽视。这时，必须将接地网的感性分量考虑进去，否则就无法真正反映出接地网的真实状况[2]。
因此，在大型接地网的接地阻抗测量中，必须同时测量接地电阻（纯电阻分量）和接地电抗（主要是电感分量）两个值，即接地阻抗值。
3.影响现场测试因素及解决措施
3.1土壤电阻率影响
接地阻抗值与土壤电阻率息息相关，而影响土壤电阻率主要为土壤的潮湿程度。当下雨后，土壤比较潮湿，土壤电阻率较低，接地阻抗值比平常较小，当在雨后测试时，会导致测得的接地阻抗值比平常偏小，无法准确评估接地网的安全状况。故DL/T475-2006导致规定，接地网的状况评估和验收测试应尽量在干燥季节和土壤未冻结时进行，不应在雷、雨、雪中或雨、雪后立即进行[3]。
3.2 接地桩位置的影响
接地阻抗是指接地网对远方电位零点的阻抗，而当电流极位置距离接地网过近时，会造成接地阻抗值偏小。故接地阻抗现场测试时，电流极应布置得尽量远，通常电流极与被试接地网边缘的距离应为被试接地网最大对角线长度的4-5倍，而对超大型的接地网的测试，可利用架空线路做电流线和电位测试线。但现场放线条件受到限制时，在土壤电阻率均匀地区，电流极距离可取被试接地网最大对角线长度的2倍，在土壤电阻率不均匀地区，可取被试接地网最大对角线长度的3倍[4]。
此外，由于直线法布置比较方便，现场测试人员比较偏向于该方法，并且测试时为了取巧，电压极位置经常布置在0.618倍接地网与电流极位置处。0.618倍接地网与电流极位置为现场均匀土壤电阻率情况下的零电位点所在位置，但现场的土壤电阻率一般是不均匀的，故直接采用0.618法测得的接地阻抗值存在较大误差。若采用直线法进行测试，应采用电位降法确定电压极位置。
3.3 测试线间互感影响
采用直线法布置时，电流线与电压线平行布置，两测试线间存在互感耦合影响，造成测试的接地阻抗值偏小，故采用直线法测试时，需让电流线与电压线之间保持5m以上的距离[5]。然而，受变电站周边地形条件限制，现场布线时难以保证电压线和电流线之间间隔5m以上，因而，进行大型接地网现场测试时，一般不建议采用直线法，而是采用夹角法或者将电流线和电压线反方向进行布置，这样就可避免测试线之间互感的影响了。此外，在布线时，测试回路应尽量避开河流、湖泊，尽量远离地下金属管路和运行中的输电线路，避免与之长段并行，与之交叉时垂直跨越[6]。
3.4 现场杂散信号干扰的影响