对补偿法测2层土壤中接地网接地电阻的修正 张波1白永胜2杨杰3李琳1崔翔1
1)华北电力大学电力系（保定071003）2)太原钢铁集团公司电力厂（太原030024）
3)山西电力科学研究院（太原030001） 摘要分析了用补偿法测量两层土壤中接地网接地电阻产生的误差，研究了测量误差与土壤反射系数及土壤厚度之间的关系，得出了在测量两层不均匀土壤中接地网的接地电阻时准确地插入电压极可提高补偿法测量不均匀土壤接地电阻准确度的结论。
关键词接地网两层土壤补偿法误差分析
0引言随着电网容量的增大，故障时经地网流散的电流愈来愈大，短路电流可达几万A。接地电阻若有很小的误差即可导致重大事故，故接地电阻值的准确测量至关重要。对较复杂的接地网，尤其是大型地网，至今国内外均采用三极法，即电位降法。其测量方式常分为远离法和补偿法(0.618法)。远离法通常需要电流极拉到距接地网十倍于接地网半径以外，且电压极的零位点很难找准，测量有～10的误差；补偿法适于较大尺寸地网，远离法因时电压和电流引线过长而测量困难，但所用理论只适用于均匀土壤。如何将补偿法推广到非均匀土壤的情况下，使之适应大型接地网接地电阻测量的需要，关键在于根据不同的土壤情况相应调整测量电极的位置。本文分析水平两层土壤下补偿法的电极布置与测量误差之间的关系，以便在实际测量中根据土壤的结构选择合适的测量点，得到比较准确的接地电阻值。电流、电压极常有两种布置：电流与电压极成直线或一定角度布置。本文研究直线布置情况。
1用补偿法测接地电阻的原理用三极法测接地电阻时，接地极、电压极和电流回流极的布置如图1。图中C为2个接地极间的距离；P为测点至被测接地网间的距离；r为被测接地网的半径。因测量引线的长度远大于接地网的尺寸，可假定：1)被测接地网是半球体；2)电位和电流回流极均是点电极；3)土壤电阻率ρ是理想均匀的；4)电压表内阻无穷大；5)3个电极位于一条直线上。
设接地网为等电位分布，即接地网上电流注入点的电位与接地网边缘的电位相等。考虑到I和-I两个电流的作用，此时接地网的实际电位为U=(ρΙ/2π)(1/r-1/(C-r))(1)电压极所在位置的电位为U=(ρＩ/2π)(1/P-1/(C-P))(2)由式(1)—式(2)可得电压表实际测得的电位若C》r，有1/(C-r)=1/C，将其代入式(5)得 则将电压极置于0.618C处可测得接地电阻的真实值，即称为0.618法。满足式(6)的测试方法国内称为补偿法。而远离法中即使电流引线的长度为10r，由于电压极的另一端放在C/2处，所测得的接地电阻值仍要比实际值小～10,这是由于电流回流极的作用使零位面移近，从而使接地电极和零位面的电位差降低所引起的。如果把电压极由50C的零位面右移到61.8C的负电位处，则电压表的读数即可相应增大，从而补偿了由于零位面移近而带来的固有误差［2］。2对用补偿法测接地电阻的修正补偿法的前提之一是假定土壤电阻率ρ不变，小型接地网可认为满足此条件,但大型地网的接地电流可以流向土壤的深层，而土壤通常是不均匀的，电流在流入地下时土壤中的电流密度分布会产生畸变，因而地表电位分布将发生变化，即用补偿法测得的接地电阻会有很大的误差。故有必要分析多层土壤下大型接地网接地电阻测量误差的变化规律。因多层土壤的分析过于复杂，可用两层土壤来等效多层土壤的研究［3］。作者以两层土壤土壤模型为例，欲通过大量计算和分析，找出测量误差与土壤的反射系数、厚度之间的变化规律供工程测量参考。接地网模型见图2。接地网为30m×30m，4×4个网孔，埋深0.6m；电流回极[1][2][3]下一页
来源：中国电力资料网
