架空输电线路防雷设施及接地装置检测

海竣云 2017-04-05

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01接地装置劣化检测

1.1 基本要求

1) 线路杆塔接地装置投运后应每隔3～5年进行开挖抽检，检测接地装置的劣化情况。

2) 对运行时间超过20年、连续区域段杆塔接地电阻检测偏大、盐碱等特殊区域杆塔接地装置应每隔1～2年进行开挖检测。

3) 接地装置开挖检测应在良好天气情况下进行，如遇雷雨天气应立即停止检测，并恢复原状。

1.2 检测项目及方法

1.2.1 人工观测

地面观测接地引下线表面锈、断裂情况，观测接地板与杆塔接地孔之间是否连接良好。接地装置开挖后，检测人员观测接地引下线、接地网（包括接地模块等）各部位表面锈蚀情况、焊接头及各组合体之间的连接情况，观察是否有锈蚀、断开、脱焊或连接松动等，并做好检测记录。

1.2.2 仪器仪表检测

接地装置开挖后，在人工观测的基础上，可利用数显千分尺对锈蚀较严重的部位进行锈蚀深度精确检测，检测前应除去表面锈蚀物。同时可以利用欧姆表测量出各接点间的直流电阻，判断焊接头或螺丝连接处是否连接可靠，检测接地装置的电气导通性。

02杆塔接地电阻检测

2.1 基本要求

1) 线路杆塔工频接地电阻检测应严格按照DL/T 887相关要求进行。

2）线路杆塔接地电阻检测应在土壤比较干燥未冻结的情况下进行，不应在雨后立即进行。

3) 杆塔接地电阻检测应在良好的天气下进行，遇有雷雨、雷云天气应停止检测，并撤离检测现场。

4) 杆塔工频电阻检测宜采用三极法，使用三极法检测时，应采用合理的电极布置方式，以提高检测结果的可信度。

5）一般地段杆塔接地电阻检测周期为每5年检测一次，雷击多发区杆塔接地电阻检测周期为每2～3年检测一次，变电站进出线段3km、换流站进出线段3km及特殊地点，杆塔接地电阻检测周期为每1年检测一次。

6) 对新建线路杆塔接地装置的验收不宜采用钳表检测法，应采用三极检测法。

7）对运行中线路杆塔的日常维护和接地电阻检查，满足以下条件时可以使用钳表法检测：

(1)杆塔所在的输电线路具有避雷线，且多基杆塔的避雷线直接接地。

(2) 检测所在线路区段中直接接地的避雷线上并联的杆塔数量满足表4的规定。

表检测所在线路区段中直接接地的避雷线上并联杆塔数量要求

8）对杆塔第一次采用钳表法检测时应同时采用三极法进行对比检测，确定两者间的检测增量（钳表法检测结果与三极法检测结果的差），为后续钳表法检测结果比较提供参考。

9) 有避雷线的输电线路杆塔工频接地电阻，在干燥季节杆塔不连接避雷线时的工频接地电阻不宜超过下表所列数值。

2.2 检测项目及方法

2.2.1 三极检测法

(1) 三极法的测量布置

三极法测量杆塔工频接地电阻的电极布置图和接线图见图8，电压极P和电流极C分别布置在离杆塔基础边缘d_GC=4l处和d_GP=2.5l处，l为杆塔接地装置放射形接地极的最大长度。d_GP为接地装置G和电压极P之间的直线距离, d_GC为接地装置G和电流极C之间的直线距离。

G-接地装置；P-电压极；C-电流极

图三极法测量杆塔工频接地电阻的电极布置图

测量杆塔工频接地电阻d_GC取4l有困难时，若接地装置周围土壤较为均匀，d_GC可以取3l，而d_GP取1.85l。如果被测杆塔无放射形接地极，l 可以按照不小于杆塔接地极最大几何等效半径选取。

当发现杆塔接地电阻的实测值与以往的测量结果有明显的增大或减小时，应改变电极布置方向或增大电极的距离重新测量。

(2) 三极法测量的注意事项

① 采用三极法测量前，应将杆塔塔身与接地极之间的电气连接全部断开。

② 测量前应核对被测杆塔的接地极布置型式和最大射线长度，记录杆塔编号、接地极编号、接地极型式、土壤状况和当地气温。布置电流极和电压极时，应尽量避免将电流极和电压极布置在接地极的射线方向上。

③ 电流极和电压极的辅助接地电阻不应超过测量仪表规定的范围，否则会使测量误差增大。可以通过将测量电极更深地插入土壤并与土壤接触良好、增加电流极导体的根数、给电流极泼水等方式降低电流极的辅助接地电阻。

④ 在工业区或居民区，地下可能具有部分或完全埋地的金属物体，如铁轨、水管或其它工业金属管道，如果测量电极布置不当，地下金属物体可能会影响测量结果。电极应布置在与金属物体垂直的方向上，并且要求最近的测量电极与地下管道之间的距离不小于电极之间的距离。

⑤ 测量时应注意保持接地电阻测试仪各接线端子、电极和接地装置等电气连接位置的接触良好。

2.2.2 钳表检测法

（1)使用前首先检查被测线路杆塔是否符合基本要求中使用钳表法检测的规定，记录杆塔编号、接地极编号、接地极型式、土壤状况和当地气温。

（2）检查被测杆塔接地线的电气连接状况。测量时应只保留一根接地线与杆塔塔身相连，其余接地线均应与杆塔塔身断开，并用金属导线将断开的其它接地线与被保留的接地线并联，将杆塔接地装置作为整体测量。

（3）测量时打开测试仪钳口，使用钳形接地电阻测试仪钳住被保留的那根接地线，使接地线居中，尽可能垂直于测试仪钳口所在平面，并保持钳口接触良好，使测试仪工作，读取并记录稳定的读数。

（4）如果与历次钳表法测量结果比较变化不明显，则认为此次钳表法测量结果有效。如果钳表法测量结果远大于历次钳表法测量结果，或者超过了相应的标准或规程中对接地电阻值的规定，则应采用三极法进行对比测量，以判断其原因。

03杆塔自然接地电阻检测

3.1 基本要求

1) 对于利用杆塔及其基础金属连接部件自然接地为接地装置（或辅助接地装置）的杆塔（如灌注桩基础），应每隔3～5年对杆塔自然接地电阻进行检测。

2) 杆塔自然接地电阻检测基本要求应参照杆塔接地电阻检测要求进行。

3.2 常见检测方法

检测方法可采用三极测量法或四极测量法，按塔接地电阻检测中检测方法及要求进行。检测时应解开杆塔所有接地装置,以杆塔基础连接金属部件(混凝土杆接地孔)为接地极，配合辅助电极进行检测。

04土壤电阻率检测

4.1 基本要求

1) 线路杆塔基础周边土壤电阻率检测应按照DL/T 475相关要求进行。

2）土壤电阻率检测应避免在雨后或雪后立即进行，一般在连续天晴3天后或在干燥季节进行，在冻土区，测试电极必须打入冰冻线以下。

3) 检测时应尽可能避开地下管道，在靠近居民区或工矿区，地下可能水管等具有一定金属部件的管道，应把电极布置在与管理垂直的方向上，并且要求最近的测试电极（电流极）与地下管道之间的距离不小于极间距离。

4) 测试电极不应在有明显的岩石、裂缝和边坡等不均匀土壤上布置，为得到较多可信的结果，可以分片进行多处检测。

4.2 常见检测项目及方法

4.2.1 单极法

单极法只适用于土壤电阻率较均匀的场地。检测时在被测场地打一直径为d的单极垂直接地极（如下图)，埋设深度为h，单极接地极的直径d应不小于1.5cm，长度应不小于1m。用接地阻抗测试仪测试得到该单极接地极的接地电阻R，然后由下式得到等效土壤电阻率ρ:

式中：

R—单极接地极的接地电阻，Ω·m；

d—单极接地极的直径，m；

h—单极接地极的埋设深度，m。

图单极法测试土壤电阻率示意图

2.2.2 四极法

输电线路杆塔土壤电阻率一般采用四极等距法检测，其接线如下图所示。

图四极等距法检测土壤电阻率示意图

由外侧电极C₁、C₂通入电流I，若电极的埋深为lm，电极间的距离为a（a>>lm），则C₁、C₂电极使P₁、P₂上出现的电压分别为U₁、U₂，土壤电阻率ρ为：

式中：

ρ――土壤电阻率，Ω·m；

a――电极间的距离， m；

U――P₁、P₂点的实测电压，V；

Rg――实测的土壤电阻，Ω。

05线路型避雷器检测

5.1 基本要求

1) 线路巡视人员在巡视过程中应对线路杆塔上安装的避雷器运行工况及各部分连接情况进行外观检测,并做好记录,为避雷器检测、检修提供参考。

2) 线路型避雷器应根据设备运行情况每隔1～3年进行预防性检测。

3) 如采用带电的方式进行预防性检测，应按照带电作业要求进行。

4) 在雷雨过后应经常检查记录器的动作情况，有条件的情况可采用在线监测手段进行监测。

5）新安装的线路型避雷器应满足GB11032-、GB/T21431、DL/T 815相关规定。

5.2 检测项目及方法

5.2.1 外观检测

作业人员在地面利用望远镜或带电登杆塔对避雷各部件及连接情况进行外观检查。观察各部件是否破损、松动、锈蚀、放电烧伤痕迹；观察复合绝缘部件是否老化、缺损、起皮、龟裂等；观察避雷器放电计数器指示数是否正确动作、连线是否牢固可靠、内部是否有积水。

5.2.2 带电检测

（1）带电检测是为了掌握避雷器在系统运行下的工作状况，分为定期测量、非定期测量和在线监测，主要检测在系统电压作用下通过避雷器的漏电流，包括：电阻片柱的漏电流、绝缘支架的漏电流、绝缘外套的漏电流。

（2）测量时应记录电压、环境温度、大气条件以及外套污秽状况等运行条件。

（3）目前常用的仪表有漏电流测试仪，主要测量全电流、阻性电流和功率损耗等。

（4）数据分析。性能正常的避雷器的漏电流，电阻片的漏电流（全电流 Ix）是主要的部分。避雷器劣化或存在隐患时全电流 Ix将增大。全电流Ix由电阻性分量 Ir和电容性分量Ic组成。避雷器内部受潮或电阻片性能劣化时，Ir 反映最灵敏。当避雷器的漏电流 Ix 有明显变化时还应注意对底座绝缘或外套表面状况的影响。

5.2.3 红外线测温仪检测

对运行中的线路避雷器也可采用红外线测温仪对避雷器表面的温度变化进行检测，通过对避雷器的纵向和横向温差或温升比较，判断避雷器的运行工况。由于避雷器表面温度场的变化比较细微，一般应与泄漏电流检测结果相结合。

5.2.4 电气性能检测

线路避雷器的电气性能检测主要是采用停电或带电作业的方式将避雷器取下后在试验室进行的检测，检测时应按照DL/T 474.5检测要求进行。检测内容主要有绝缘电阻检测、泄漏电流检测、工频放电电压检测、复合绝缘部件表面憎水性检测等。