变电站的接地网连接着全站高低压电气设备的接地线，低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、监控系统设备接地、变电站维护检修时的一些临时接地，接地网的工作状况直接关系到人身安全、电力设备和电力系统的安全运行。科学合理地测试接地网的各种特性参数、准确评估接地网的安全状态对确保电力系统的安全可靠运行和变电站工作人员的人身安全十分重要。
电力系统中大型接地网面积大，存在较大的不平衡电流、工频零序电流和谐波电流干扰，通常采用工频大电流法、直流注入法等检测方法测量，但均未从根本上解决大地网干扰电流等问题［1］。
我站开展了大地网接地阻抗测试技术研究，使用多种不同检测仪器、方法对河南油田魏岗变电站大地网接地阻抗进行了对比检测试验，获取了大量检测数据。
1 标准要求
DL /T 475—2006 《接地装置特性参数测量导则》和 GB /T 17949． 1—2000 《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则》对测量接地阻抗有以下要求。
1． 1 测试回路布置要求
测试接地网接地阻抗时，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。电流极应布置得尽量远。通常电流极与被测接地装置边缘的距离 dcG应为被测接地装置*大对角线长度 D 的 4 ～ 5 倍; 对超大型的接地装置，可利用架空线路做电流线和电位测试线; 当远距离放线有困难时，在土壤电阻率均匀地区 dcG可取 2D，在土壤电阻率不均匀地区可取 3D。
1． 2 电流极和电位极布置要求
( 1) 电流极的电阻值应尽量小，以保证整个电流回路阻抗足够小，设备输出的试验电流足够大。
( 2) 可采用人工接地极或利用高压输电线路的铁塔作为电流极，应注意避雷线分流的影响。
( 3) 如电流极电阻偏高，可尝试采用多个电流极并联或向其周围泼水的方式降阻。
( 4) 电位极应紧密而不松动地插入土壤中 20 cm 以上 。
1． 3 试验电流的注入
大型接地装置特性参数测试时，试验电流的注入点宜选择单相接地短路电流大的场区里，电气导通测试中结果良好的设备接地引下线处。小型接地装置的测试可根据具体情况参照进行。
2 变电站接地阻抗现场检测试验我们选择的检测设备包括 1 台 DF901K 大型地网变频大电流接地阻抗测试仪、1 台 FET－ 6A 型变频抗干扰接地阻抗测量仪、1 台GDCＲ3200T 型双钳口多功能精密接地电阻测试仪、1 台 MI2127 型接地电阻测试仪，以及 1台 SD － 301D 型接地装置特性参数测试仪。应用上述 5 台电阻检测仪器对工作原理相似的变电站大地网接地阻抗进行检测，并记录数据。除了基本检测试验内容外，还进行了不同固定频率、不同工作电流和自动变频试验，以提高试验的可靠性和准确性。检测过程及数据分析如下。
2． 1 三角法布置电流极检测接地阻抗
电流极的布置方式是影响接地阻抗测试值的主要因素，检测过程中主要进行了两组对比试验，分别采用一根金属探针布置的电流极和三根金属探针布置的三角形电流极。采用相同的电阻检测仪器，即 MI2127 型接地电阻测试仪，金属探针的长度和打入地中深度均相同，检测过程如下。
( 1) 用 1 根 1． 2 m 长金属探针打入紧密土壤中作为被测试电流极，入地深度为 1． 0m，利用 MI2127 型接地电阻测试仪测试被测试极接地阻抗值，检测结果如表 1 所示。
( 2) 将 3 根 1． 2 m 长的探针呈等腰三角形布置，每根探针之间间隔 1． 0 m，打入地中深度为1． 0 m。将 3 根探针用铜芯线连接成相互之间电气导通、形成测试回路的电流极作为被测试极，并用水将 3 根探针所在处土壤浇湿。利用 MI2127 型接地电阻测试仪测试被测试极接地阻抗值，检测结果如表 2 所示。
可以发现，采用 3 根金属探针布置的电流极使接地阻抗测试值降低到 1． 36 Ω。这种三角式的电流极布置方式之所以可以起到降低电阻的效果，主要是因为 3 根金属探针呈等腰三角形布置，增大了电流极与土壤的接触面积。
2． 2 三极法检测大地网接地阻抗
工程上检测大地网接地阻抗，无论是工频法还是异频法，测量电极 ( 电流极和电位极)布置方式和要**一样的，应用*多的是三极法［2］。三极指的是接地极 ( 即接地网) 、电流极和电位极。常用的电极布置方式有电位降法、补偿法和远离法。补偿法又包括直线法和夹角 30°法。
为了比较三极直线法和三极夹角法的测试稳定性，对魏岗变电站进行试验检测，将 1 号主变测试点作为三极直线法和三极夹角法的基准测试点，通过三极直线法和 GDCＲ3200T 型双钳口多功能精密接地电阻测试仪对主测试点进行 5 次检测，检测结果如表 3 所示。采用相同的测试设备，通过三极夹角法对主测试点进行检测，检测结果如表 4 所示。
可以发现，三极夹角法 5 组检测结果间的差距较小。三极夹角法比三极直线法检测值更稳定，变化幅度更小，说明采用三极夹角法检测接地阻抗可以有效减小两极引线间互感耦合对检测结果的影响。但这种检测方法很容易受到地形条件的影响，与三极直线法相比，操作起来相对复杂。
2． 3 工频大电流法检测接地阻抗
以魏岗变电站主控室测试点作为 45 Hz 和50 Hz 两种频率测试的基准测试点，对魏岗变电站进行大地网接地阻抗检测，布线方式为三极夹角法，测试波形为正弦波。
( 1) 采用 FET － 6A 型变频抗干扰接地阻抗测量仪，选用 45 Hz 固定频率对主控室测试点进行 5 次检测，检测结果如表 5 所示。
( 2) 采用同样的设备，选用 50 Hz 固定频率对主控室测试点进行 5 次检测，检测结果如表 6 所示。
可以发现，在应对工频电流的干扰过程中，50 Hz 固定频率的测试电源可以在一定程度上降低工频电流对测试结果的干扰，但数据的波动性仍然较大，说明工频大电流检测方法的稳定性不佳。
2． 4 异频法检测接地阻抗
在魏岗变电站再次开展不同检测设备、不同工作电流、不同固定频率和自动变频的大地网接地阻抗检测工作。
( 1) 检测设备: DF901K 型大型地网变频大电流接地阻抗测试仪、FET － 6A 型变频抗干扰接地阻抗测量仪、SD － 301D 型接地装置特性参数测试仪。
( 2) 自动变频范围: 45 ～ 65 Hz 和 45 ～ 55Hz。
( 3) 测试电流变化值: 1 ～ 3 A 和3 ～ 5 A。
( 4) 检测数据: 3 组，检测结果如表 7所示。
通过表 7 的检测结果可以发现:
( 1) 采取固定频率检测法，检测数据波动大，*大误差可达 7． 0 % ，检测结果不够稳定;
( 2) 采用异频法检测，数据波动范围较小，误差范围在 ± 2． 0 % 以内，检测结果比较稳定、可靠;
( 3) 同样是异频法，检测设备电流不同，检测效果有所不同，检测电流大的呈现出正偏差，电流小的呈现出负偏差。
3 结论
一系列大地网接地阻抗测试研究获得了大量宝贵的试验数据，对比分析得出的结论如下。
( 1) 三极夹角法检测的稳定性较好，但是操作较为复杂。
( 2) 三角法布置电流极可降低测试电流极接地电阻。
( 3) 采用异频法检测能有效消除大地网中工频电流、不平衡电流和地中杂散信号的干扰，相对工频大电流法具有偏差范围小、抗干扰能力强的优点。
( 4) 采用异频法检测能有效解决测试过程中的抗干扰问题，可使检测设备变得更加轻便，简化了检测操作方法，提高了测试结果的准确度，能大大降低检测人员的劳动强度和检测成本。
鉴于上述结论，可以选择异频法进行变电站大地网接地阻抗的检测。
