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表2中三角法给出了不同K1值时的测量误差。由其计算结果可见,当测试极引线从低电阻率区通过分界面布置在高电阻率区时,可造成较大的测量误差,这是因零电位面偏移造成的。 4 反向修正系数法
4.1 反向修正系数法的原理和修正系数
如图6,将P引线和C引线成180°角布置的方法称为反向法。显然,这种布极方式无论P布置在何处,都无法补偿C在接地极上形成负的电位,并且由于P不可能布置在无穷远的零电位处,这将使接地电阻测量值更加偏低。由于反向法误差较大,实际测量中采用较少。但因不存在电流引线对电压引线的互感,在某些特殊条件下偶尔应用[6]。如对测量结果稍加修正,该方法可有效地减少垂直分层土壤因土壤电阻率不均匀所造成接地电阻测量误差。由镜象法原理得接地电阻测量值R′为:
表2给出了P=C=10r时,反向法在不同K1值的测量误差。由计算结果看出,接地电阻实测值比真实值低,但差别随K1变化不大。若不考虑地质条件,以均匀土壤为基准进行修正,如P=C=10r时,将接地电阻的实测值除以(1-0.096),则修正后的接地电阻测量误差在K1=-0.9~0.9内变化,不会超出±7%。1-0.096即为反向修正系数S,其普遍表达式可由式(1)求得,即均匀土壤条件下接地电阻测量值与真实值之比。
将接地电阻实测值除以S,得到接地电阻修正后的测量值Rt=R′/S。
4.2 反向修正系数法用于接地网接地电阻测量时的误差
文[7]给出了垂直分层土壤中采用反向法测量正方形地网接地电阻的数值计算结果。地网为100m×100 m,水平导体间距为10m,正方形中心距垂直土壤分界面为100m,接地网在ρ1区域。若ρ1=100 Ω·m, ρ 2=500Ω·m,C=800m,P=500m,则δ=-15%;若ρ1=500Ω·m,ρ2=100Ω·m,C=800m,P=500 m,则δ=-10%。采用反向修正系数法时,首先确定地网等值半径r:按面积等效,r=56m。由式(10)得S=0.91。采用式Rt=R′/S对实测结果进行修正后,接地电阻的测量误差由-15%和-10%减小为-6.4%和-1.1%。经修正后接地电阻测量值完全满足工程实际要求的精度。
5 结论
a.测试极不通过土壤分界面,5D-0.618直线法中测试极可沿任何方向布置,测量精度满足工程要求。
b.测试极通过土壤分界面,若接地极位于低电阻率区,测试极布置在高土壤电阻率区,无论采用直线法还是三角法,均可造成较大的测量误差。
c.本文推荐的反向修正系数法,在任何垂直双层土壤参数下,满足工程要求的测量精度。
参考文献
1 孙为民等.季节因素对发变电站接地系统安全性能的影响.中国电机工程学报,1999,19(12):15
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4 解广润.电力系统接地技术.北京:水利电力出版社,1991
5 鲁志伟等.接地电阻测量中电压极和电流极不同方向时的优化布极.电工技术,2000(2):30
6 张尔明.高土壤电阻率山区接地问题的探讨.电工技术,1997(4):29
7 曾嵘等.垂直分层土壤中测试电极布置对变电站接地电阻测量值的影响.电网技术,2000,24(10):36
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