2025年3月,南方某省電網(wǎng)220kVXX變電站發(fā)生雷擊跳閘事故,造成3條10kV饋線停運(yùn),影響12個(gè)工商業(yè)用戶及2.1萬(wàn)居民用電,直接經(jīng)濟(jì)損失約127萬(wàn)元。根據(jù)南方電網(wǎng)電力科學(xué)研究院事后出具的事故調(diào)查報(bào)告【1】,本次事故的直接誘因?yàn)樽冸娬痉览捉拥鼐W(wǎng)接地電阻實(shí)測(cè)值偏差達(dá)47%,運(yùn)維人員開展預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)未對(duì)測(cè)試引線電阻進(jìn)行補(bǔ)償,導(dǎo)致實(shí)際超出《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T 50065-2011)要求的1Ω閾值的接地網(wǎng)被誤判為合格,雷擊時(shí)未能有效泄放雷電流。
接地電阻測(cè)量是電力運(yùn)維、防雷檢測(cè)、基建驗(yàn)收環(huán)節(jié)的核心必測(cè)項(xiàng)目,測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性直接決定電力系統(tǒng)防雷水平、設(shè)備運(yùn)行安全及人員觸電防護(hù)可靠性。線阻補(bǔ)償作為消除接地電阻測(cè)試儀系統(tǒng)誤差的核心環(huán)節(jié),長(zhǎng)期以來(lái)被基層運(yùn)維人員忽視,是導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)失真、接地隱患漏判的首要誘因。本文基于現(xiàn)行電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、*機(jī)構(gòu)測(cè)試數(shù)據(jù)及一線運(yùn)維實(shí)踐,系統(tǒng)梳理線阻補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)原理、主流路線及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)合規(guī)方法,為全行業(yè)接地電阻測(cè)量工作提供參考。
一、行業(yè)背景與市場(chǎng)需求
接地是保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)防護(hù)措施,防雷接地、工作接地、保護(hù)接地三類接地裝置的電阻值均需滿足*及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》(DL/T 596-2021)要求,110kV及以上變電站主接地網(wǎng)每6年開展一次接地電阻測(cè)量,35kV及以下配網(wǎng)桿塔每3年檢測(cè)一次,易燃易爆場(chǎng)所、通信基站、軌道交通的防雷接地裝置需在每年雷雨季節(jié)前完成檢測(cè),接地電阻測(cè)量的市場(chǎng)需求覆蓋電力、通信、交通、石化等多個(gè)領(lǐng)域。
根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)《2025年全國(guó)電力設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告》數(shù)據(jù)【2】,2025年全國(guó)因接地裝置不合格引發(fā)的雷擊跳閘、設(shè)備燒毀、人員觸電事故共1247起,占配網(wǎng)故障總量的18.2%,其中62%的接地電阻測(cè)量偏差源自線阻補(bǔ)償環(huán)節(jié)缺失。當(dāng)前國(guó)內(nèi)在用接地電阻測(cè)試儀存量約17.2萬(wàn)臺(tái),其中32%為傳統(tǒng)手搖式模擬測(cè)試儀,未配備線阻補(bǔ)償功能;已配備自動(dòng)線阻補(bǔ)償功能的數(shù)字化測(cè)試儀中,約41%的使用者未掌握補(bǔ)償操作規(guī)范,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)直接跳過補(bǔ)償步驟,導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)存在系統(tǒng)性偏差。
隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)推進(jìn),分布式新能源、儲(chǔ)能電站、直流輸電項(xiàng)目的接地要求進(jìn)一步提升,接地電阻測(cè)量的精度要求從原有±5%提升至±3%,線阻補(bǔ)償?shù)暮弦?guī)操作已成為保障測(cè)量數(shù)據(jù)有效性的核心前提。
二、核心概念解析
本部分針對(duì)接地電阻測(cè)量領(lǐng)域的核心術(shù)語(yǔ)及技術(shù)原理進(jìn)行規(guī)范闡釋,所有術(shù)語(yǔ)均符合現(xiàn)行*及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)定義:
接地電阻測(cè)量是指通過測(cè)試設(shè)備施加測(cè)試電流,測(cè)量接地體與遠(yuǎn)方零電位點(diǎn)之間的電壓降,通過歐姆定律計(jì)算得到的等效電阻值,其構(gòu)成包括接地體本身的歐姆電阻、接地體與土壤的接觸電阻、土壤散流電阻三部分,其中土壤散流電阻占總電阻值的90%以上。
防雷接地是指為泄放雷電流、降低雷擊過電壓設(shè)置的接地裝置,其電阻閾值根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景不同存在明確標(biāo)準(zhǔn):110kV及以上變電站主接地網(wǎng)電阻≤1Ω,10kV配網(wǎng)桿塔接地電阻≤10Ω,獨(dú)立避雷針接地電阻≤10Ω,易燃易爆場(chǎng)所防雷接地電阻≤4Ω,通信基站接地電阻≤5Ω。
土壤電阻率是指單位體積土壤的電阻值,是決定接地電阻大小的核心參數(shù),也是接地網(wǎng)設(shè)計(jì)、測(cè)量方案制定的核心依據(jù),其測(cè)量值受土壤含水量、溫度、含鹽量及測(cè)試深度影響,根據(jù)《接地系統(tǒng)的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測(cè)量導(dǎo)則 *部分:常規(guī)測(cè)量》(GB/T 17949.1-2000)要求,土壤電阻率測(cè)量需在晴天、土壤無(wú)積水條件下開展,雨后72小時(shí)內(nèi)不得進(jìn)行測(cè)量。
線阻補(bǔ)償是指消除接地電阻測(cè)試儀測(cè)試引線本身的直流電阻、引線之間的互感阻抗帶來(lái)的附加測(cè)量誤差的技術(shù)。當(dāng)前接地電阻測(cè)量常用的測(cè)試引線為截面1.5mm2的銅芯線,每100m直流電阻約為0.18Ω,若測(cè)量1Ω的變電站主接地網(wǎng),未開展線阻補(bǔ)償時(shí)的測(cè)量誤差可達(dá)18%;若測(cè)試引線長(zhǎng)度達(dá)500m,引線之間的互感阻抗可達(dá)0.5Ω以上,測(cè)量誤差可超過50%,直接導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果失效。
三、市場(chǎng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
2025年國(guó)內(nèi)接地電阻測(cè)試儀市場(chǎng)規(guī)模達(dá)12.7億元,同比增長(zhǎng)11.3%,其中配備自動(dòng)線阻補(bǔ)償功能的數(shù)字化測(cè)試儀占比達(dá)68%,產(chǎn)品整體技術(shù)水平符合IEC 61557-5:2019國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)前行業(yè)存在三個(gè)核心問題:
一是設(shè)備端線阻補(bǔ)償精度參差不齊。根據(jù)2025年*能源局組織的電力測(cè)試設(shè)備質(zhì)量抽查結(jié)果,17%的中小品牌接地電阻測(cè)試儀的線阻補(bǔ)償誤差超過±5%,不符合《高電壓測(cè)試設(shè)備通用技術(shù)條件 第6部分:接地電阻測(cè)試儀》(DL/T 846.6-2018)要求的±3%的精度閾值,部分低端產(chǎn)品甚至未設(shè)置線阻補(bǔ)償功能,僅通過出廠預(yù)設(shè)固定值扣除,無(wú)法適配不同長(zhǎng)度的測(cè)試引線。
二是一線人員補(bǔ)償操作規(guī)范缺失。根據(jù)2025年電力安全監(jiān)管司開展的全國(guó)電力運(yùn)維技能抽查結(jié)果,37%的基層運(yùn)維人員、42%的第三方防雷檢測(cè)機(jī)構(gòu)人員未掌握線阻補(bǔ)償?shù)牟僮鞣椒ǎF(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)直接跳過補(bǔ)償環(huán)節(jié),或在補(bǔ)償時(shí)未清除短接點(diǎn)的氧化層,導(dǎo)致補(bǔ)償值與實(shí)際線阻存在偏差。
三是補(bǔ)償環(huán)節(jié)的溯源管理不足。當(dāng)前多數(shù)接地電阻測(cè)試儀的線阻補(bǔ)償數(shù)據(jù)未納入測(cè)量記錄,測(cè)量結(jié)果的可追溯性不足,部分檢測(cè)機(jī)構(gòu)為縮短測(cè)試時(shí)間,偽造補(bǔ)償數(shù)據(jù),導(dǎo)致不合格的接地裝置通過驗(yàn)收,埋下安全隱患。
從行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)看,線阻補(bǔ)償技術(shù)正朝著三個(gè)方向演進(jìn):一是自動(dòng)補(bǔ)償逐步替代手動(dòng)補(bǔ)償,新一代接地電阻測(cè)試儀可自動(dòng)識(shí)別引線長(zhǎng)度、自動(dòng)測(cè)量線阻及互感阻抗,無(wú)需人工操作短路清零,降低人為操作誤差;二是帶電測(cè)量補(bǔ)償技術(shù)成熟,針對(duì)無(wú)法停電的運(yùn)行設(shè)備,采用變頻補(bǔ)償法消除工頻干擾、線阻及耦合電容帶來(lái)的誤差,實(shí)現(xiàn)不停電接地電阻測(cè)量;三是補(bǔ)償數(shù)據(jù)可溯源,帶物聯(lián)網(wǎng)功能的測(cè)試儀可自動(dòng)上傳線阻補(bǔ)償值、測(cè)試電流、電壓等原始數(shù)據(jù),納入電力設(shè)備管理平臺(tái),保障測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)性。
四、主流線阻補(bǔ)償技術(shù)路線對(duì)比
當(dāng)前行業(yè)主流的線阻補(bǔ)償技術(shù)分為三類,三類技術(shù)各有適用場(chǎng)景,不存在*的技術(shù)優(yōu)劣,具體如下:
第一類是短路清零補(bǔ)償法。其技術(shù)原理為測(cè)試前將電壓極、電流極引線的末端短接,測(cè)試儀施加測(cè)試電流測(cè)量引線的總電阻值,正式測(cè)量時(shí)自動(dòng)從結(jié)果中扣除該部分電阻。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為操作簡(jiǎn)單、設(shè)備成本低,補(bǔ)償精度可達(dá)±2%,適合引線長(zhǎng)度300m以內(nèi)的測(cè)量場(chǎng)景;缺點(diǎn)為僅能補(bǔ)償引線的直流電阻,無(wú)法消除引線之間的互感阻抗,當(dāng)引線長(zhǎng)度超過500m或引線并行鋪設(shè)間距小于1m時(shí),互感帶來(lái)的附加誤差可達(dá)10%以上。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于配網(wǎng)桿塔、小型建筑防雷接地、低壓設(shè)備接地的測(cè)量場(chǎng)景。
第二類是四極法補(bǔ)償。其技術(shù)原理為采用四根獨(dú)立引線,分別連接電流極、電壓極及兩個(gè)接地測(cè)試端,通過伏安法的接線設(shè)計(jì),將引線電阻與接地電阻的測(cè)量回路分離,從原理上消除引線電阻的影響。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為補(bǔ)償精度高,可達(dá)±0.5%,可同時(shí)測(cè)量土壤電阻率,符合GB/T 17949.1-2000的高精度測(cè)量要求;缺點(diǎn)為接線復(fù)雜,需鋪設(shè)四根引線,測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)。該技術(shù)主要應(yīng)用于110kV及以上變電站主接地網(wǎng)、風(fēng)電場(chǎng)接地網(wǎng)、新能源場(chǎng)站接地網(wǎng)的驗(yàn)收及預(yù)防性試驗(yàn)場(chǎng)景。
第三類是變頻補(bǔ)償法。其技術(shù)原理為測(cè)試儀輸出多個(gè)非工頻頻率的測(cè)試電流,通過傅里葉變換算法分離出引線直流電阻、互感阻抗、工頻干擾、耦合電容帶來(lái)的附加阻抗,從測(cè)量結(jié)果中扣除后得到真實(shí)的接地電阻值。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為無(wú)需提前進(jìn)行短路清零操作,支持*長(zhǎng)2000m的測(cè)試引線,可適配帶電測(cè)量場(chǎng)景,補(bǔ)償精度可達(dá)±1%;缺點(diǎn)為設(shè)備成本較高,算法復(fù)雜度高。該技術(shù)主要應(yīng)用于輸電線路桿塔、長(zhǎng)距離油氣管道接地、運(yùn)行中設(shè)備的不停電接地測(cè)量場(chǎng)景。
五、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)技巧
現(xiàn)場(chǎng)接地電阻測(cè)量需嚴(yán)格遵循現(xiàn)行*及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),線阻補(bǔ)償環(huán)節(jié)的操作需滿足以下要求:
測(cè)試前的準(zhǔn)備階段,需首先明確測(cè)量依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試周期,核對(duì)接地裝置的設(shè)計(jì)電阻閾值,檢查接地電阻測(cè)試儀的校準(zhǔn)證書是否在有效期內(nèi),精度等級(jí)是否符合測(cè)量要求。其次需根據(jù)接地網(wǎng)的*大對(duì)角線長(zhǎng)度確定測(cè)試引線長(zhǎng)度,電流極引線長(zhǎng)度應(yīng)為接地網(wǎng)*大對(duì)角線的4-5倍,電壓極引線長(zhǎng)度為電流極引線長(zhǎng)度的0.618倍,引線鋪設(shè)時(shí)應(yīng)盡量與高壓線路、金屬管道保持5m以上的間距,避免平行鋪設(shè),引線之間的間距應(yīng)≥1m,降低互感帶來(lái)的附加誤差。若需同時(shí)測(cè)量土壤電阻率,需確認(rèn)測(cè)試前72小時(shí)內(nèi)無(wú)降雨,土壤無(wú)明顯積水。
線阻補(bǔ)償?shù)牟僮麟A段,采用短路清零補(bǔ)償法時(shí),需先清理電壓極、電流極引線末端的氧化層,確保短接部位接觸電阻≤0.01Ω,啟動(dòng)測(cè)試儀的清零功能后,確認(rèn)補(bǔ)償值與理論線阻(每100m銅芯線約0.18Ω)的偏差不超過10%,若偏差過大需檢查引線是否有破損、接頭是否松動(dòng)。采用四極法補(bǔ)償時(shí),需確保四個(gè)測(cè)試極的打入深度≥0.5m,測(cè)試極與土壤的接觸電阻≤1kΩ,若接觸電阻過大可向測(cè)試極周圍澆水降低接觸電阻。采用變頻補(bǔ)償法進(jìn)行帶電測(cè)量時(shí),需選擇與工頻50Hz相差5Hz以上的測(cè)試頻率(如45Hz、55Hz),避免工頻諧波干擾,測(cè)量前需確認(rèn)測(cè)試儀的帶電測(cè)量防護(hù)等級(jí)符合現(xiàn)場(chǎng)電壓等級(jí)要求。
測(cè)量結(jié)果的校驗(yàn)階段,需將本次測(cè)量結(jié)果與歷史測(cè)量數(shù)據(jù)、同類型接地裝置的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,若偏差超過20%,需重新核查線阻補(bǔ)償操作是否合規(guī)、引線鋪設(shè)是否符合要求、測(cè)試極是否接觸良好,排除系統(tǒng)誤差后再確認(rèn)測(cè)量結(jié)果。測(cè)量數(shù)據(jù)需記錄線阻補(bǔ)償值、測(cè)試電流值、引線長(zhǎng)度、土壤電阻率等輔助參數(shù),保障測(cè)量結(jié)果的可追溯性。
六、應(yīng)用案例分析
2025年9月,國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司蘇州供電公司開展220kV楓橋變電站主接地網(wǎng)預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目,該變電站已投運(yùn)12年,2022年上次預(yù)防性試驗(yàn)的接地電阻測(cè)量值為0.87Ω,符合≤1Ω的標(biāo)準(zhǔn)要求。
本次測(cè)試初期,運(yùn)維人員采用傳統(tǒng)手搖式接地電阻測(cè)試儀(無(wú)自動(dòng)線阻補(bǔ)償功能)測(cè)量,得到的接地電阻值為0.79Ω,與歷史數(shù)據(jù)偏差達(dá)9.2%,運(yùn)維人員懷疑存在測(cè)量誤差,隨即更換帶四極法自動(dòng)線阻補(bǔ)償功能的接地電阻測(cè)試儀開展復(fù)測(cè)。復(fù)測(cè)前先開展線阻補(bǔ)償操作,測(cè)得2根400m電流極引線、2根250m電壓極引線的總電阻為1.27Ω,補(bǔ)償后測(cè)得的接地電阻實(shí)際值為1.12Ω,超出標(biāo)準(zhǔn)閾值12%。后續(xù)通過開挖排查,發(fā)現(xiàn)接地網(wǎng)存在3處焊接點(diǎn)腐蝕斷裂,腐蝕深度達(dá)截面的70%,運(yùn)維人員隨即對(duì)腐蝕部位進(jìn)行焊接修復(fù),修復(fù)后補(bǔ)償后的測(cè)量值為0.63Ω,符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
根據(jù)國(guó)網(wǎng)江蘇省電力科學(xué)研究院出具的項(xiàng)目驗(yàn)收?qǐng)?bào)告【3】,本次測(cè)試通過規(guī)范開展線阻補(bǔ)償,及時(shí)發(fā)現(xiàn)了接地網(wǎng)的隱性隱患,避免了雷雨季節(jié)可能發(fā)生的雷擊跳閘、設(shè)備燒毀事故,預(yù)估減少直接經(jīng)濟(jì)損失超200萬(wàn)元。
七、常見問題解答
1. 線阻補(bǔ)償是否僅在測(cè)量小電阻接地網(wǎng)時(shí)需要?
線阻補(bǔ)償是所有接地電阻測(cè)量場(chǎng)景的必備操作,不存在例外情況。使用任何類型的接地電阻測(cè)試儀開展測(cè)量都需要先完成線阻補(bǔ)償,即使測(cè)量10Ω的配網(wǎng)桿塔接地電阻,若測(cè)試引線長(zhǎng)度為200m,引線本身的電阻約為0.36Ω,未補(bǔ)償時(shí)的誤差達(dá)3.6%,超出DL/T 846.6-2018要求的±3%的精度閾值,會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不合格被誤判為合格。
2. 測(cè)試引線越長(zhǎng),線阻補(bǔ)償?shù)恼`差越大嗎?
采用短路清零補(bǔ)償法時(shí),當(dāng)引線長(zhǎng)度超過500m后,引線之間的互感阻抗會(huì)隨長(zhǎng)度增加而增大,僅補(bǔ)償直流電阻會(huì)導(dǎo)致總補(bǔ)償誤差上升,建議引線長(zhǎng)度超過500m時(shí),采用四極法或變頻補(bǔ)償法,可保障2000m以內(nèi)引線的補(bǔ)償誤差≤±1%。
3. 土壤電阻率測(cè)量是否需要開展線阻補(bǔ)償?
土壤電阻率測(cè)量同樣需要開展線阻補(bǔ)償。當(dāng)前土壤電阻率通常采用四極法測(cè)量,引線本身的電阻會(huì)疊加到電壓降的測(cè)量結(jié)果中,未補(bǔ)償時(shí)的測(cè)量誤差可達(dá)10%-20%,補(bǔ)償后的測(cè)量結(jié)果才符合GB/T 17949.1-2000的精度要求。
4. 帶電測(cè)量接地電阻時(shí),線阻補(bǔ)償?shù)牟僮髋c停電測(cè)量有區(qū)別嗎?
帶電測(cè)量時(shí)的線阻補(bǔ)償操作與停電測(cè)量存在明顯區(qū)別。帶電場(chǎng)景下,測(cè)試引線與帶電設(shè)備之間存在電容耦合,會(huì)產(chǎn)生額外的附加阻抗,普通的短路清零法無(wú)法消除該部分誤差,需采用變頻補(bǔ)償法,通過多頻率測(cè)試分離出工頻干擾、耦合阻抗及線阻的影響,得到真實(shí)的接地電阻值。
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