基于高压线路的接地检测装置解析

摘要：挂接地线是进行高压线路操作的一道安全屏障，由于接地线拆除不全导致带地线送电一直难以杜绝。本文从电力安全的保障措施入手，分析了接地检测装置的现状及局限性，提出了解决感应电问题的高压线路接地检测装置的安全措施。

关键词：高压线路 电力安全 感应电 接地检测装置 安全措施

0 引言

案例一：2000年6月5日，某省某供电局220kV某变电所刀闸检修，更换触指。220kV副母线单独运行，220kV正母线、旁母线为检修状态。未合旁路母线26204地刀，而装设了临时短路接地线，26006刀闸失去防误闭锁造成此变电所供电的70MW负荷的停电16分钟、26006刀闸刀口烧伤[1]的事故。

案例二：2006年6月23日，某220kV线路工程改造完成。验收人员在验收时发现1#塔小号侧的接地线由施工人员误拆走，经协商施工人员将接地线归还。后施工人员在未经验收人员及线路工作人员同意又补挂了一组接地线，并在线路投入运行前没有被施工单位拆除。线路投入运行时，开关纵联差动、纵联距离保护动作跳闸，A、B、C三相故障，造成了带地线送电事故[2]。

当临近、交叉跨越、平行及同杆架设的输电线路一回线路停电时均有感应电的存在，在停电作业区段的两端三相导、地线装设接地线，同时在检修作业点（工作相导、地线）两侧加装个人保安线才可以有效预防“感应电”触电的伤害，从而保证检修人员的人身安全[3]。据数据统计电网公司每年由于带地线（刀）合闸造成的恶性事故几乎达半数以上。

1 电力送电安全执行过程分析

1.1 电力安全工作规程

为加强电力生产现场管理，规范各类工作人员的行为，保证人身、电网和设备安全，国家电力公司在电力安全规程中的安全组织和技术措施明确规定了关于接地线使用和拆除的相关规定。电力安全规程上要求的保证安全的组织措施包括以下四个步骤：工作票制度、工作许可制度、工作监护制度、工作间断转移和终结制度。电力安全规程上要求的保证安全的技术措施包括以下四个步骤：停电、验电、装设接地线、悬挂标识牌和装设遮栏。在管理上还采取了五防措施，而且还在操作票执行上采取了很多补充管理措施，如规范现场接地线的编号、使用规范记录、地线上增加反光贴膜等。

1.2 实际工作步骤

目前，在实际工作中停电操作时我们执行了四个步骤：第一步，停电（拉开开关及相关的刀闸），第二步，验电（我们有不同电压等级的验电器）。第三步，在验明无电的设备上挂地线。第四步，悬挂标识牌和装设围遮栏。

为了严格遵守电力安全规定确保在送电过程中不发生事故，就应当反过来一步不漏的去做，而且一项不少。首先，拆除检修时悬挂的标识牌和临时遮栏恢复常设遮拦。第二拆除所有的接地线。第三步，采取技术手段验证线路已没有接地点可以送电（验证线路无地线）。第四步才是合开关送电。

目前，生产厂家和施工单位还是利用原有管理进行输电线路停送电接地短路排查，而省略了第三步即采取技术手段在送电前进行确认无地线。所谓管理方法主要是指，由线路工作人员或运行值班负责人对单位、班组的接地线进行数据统计、控制，对接线进行编号、定点定位、交接班交代等制度，保证输电线路停送电前工作班已撤离、接地线已拆除、线路无其他工作，此时才可进行线路送电工作，这种人为管理的模式依赖于工作人员的主观能动性、责任心等管理行为。一些日常工作疏忽或习惯性违章仍然能够导致输电线路带接地线或合地刀送电，影响输电线路及电网安全运行。

2 高压线路接地检测装置现状

采用技术手段在送电前确认无地线是最安全的措施，需要采用高压线路接地检测装置进行检测。

2.1 传统测试方法

所谓传统测试方法是指将输电线路始末两端分别断开接地刀闸或拆除接地线，利用原有传统绝缘摇表（绝缘电阻表）分别对线路进行单相绝缘电阻测试，如若绝缘电阻显示值不为零，则证明线路无接地线或接地刀闸，如若绝缘电阻显示值为零，则证明线路存在接地线或接地刀闸。事实上，变电系统还有一些设备本身就是接地的，如电压互感器、变压器中性点消弧线圈、中性点接地变压器等，采用兆欧表测量输电线路对地绝缘电阻为零时，是不能区分出是带有接地刀（线），还是电压互感器或者是中性点接地变压器的电感线圈接地。也可以说，用兆欧表检测是否仍有接地线尚未拆除的思路不能完全给出正确的检测结果。一旦发生误判，带接地线合闸，造成短路事故，进而冲击上一级变电站、发电厂，使电网遭到破坏，造成停电事故。

传统绝缘摇表（绝缘电阻表）测试的是直流状态下的电阻，而感应电压的产生是交变的，测试时输电线路的感应电压会向仪表不停充电，烧毁仪表的事件时有发生。

2.2 高频检测法

国内电力企业及研究机构采取高频方式研究带地线送电检测装置，在一定范围内是可以检测到未拆除接地线的。

2.2.1 高频电流检测地线

高频电流检测地线采用高频电源供电方式，利用电流分流特性进行地线检测。采用电压为12V、频率为1kHz的高频电源加到检修电路上，并按接地线的标准阻值选取固定支路的电阻。通过钳形电流表分别测试总电流及固定支路的电流的方式来确定接地线的存在。

2.2.2 高频收发接地检测机

高频收发接地检测机对停电线路发送一信号，另一端通过引线接地。在线路转为备用后对线路进行测量，通过发送的信号是否通过未拆除的接地线与大地构成回路的比较结果来确定线路是否接地。

2.3 接地检测仪器

武汉钢铁（集团）公司研制出高压母线接地线检测装置，是一种结构简单，把接地线的小电阻与电感线圈接地区分开的检测装置。利用并联RLC电路中的频率特性，在变电所高压母线设备中施加一个较高频率电压信号，来测试变电所母线的接地阻抗，再通过比较电路比较该接地阻抗与参考电阻的数值来判断高压母线中接地刀闸断开与否，接地线拆除与否。

此装置的使用范围是在变电所内，几乎在人眼视觉范围以内，在理论上是可行的，但没有考虑到同塔多回输电线路中感应电对检测装置的影响。

3 高压线路接地检测装置安全措施

在实际运行过程中，输电线路不会同时停电，这样，停运导线就会与大地形成的回路会产生感应电流。同塔双回或多回输电系统中的一回或几回线路退出运行后，与相邻带电线路之间会产生电磁感应和静电感应，在停电的回路产生感应电压和感应电流。110kV的输电线路感应电压高达近10kV，1000kV电压等级的同塔双回输电线路感应电压会更高。

3.1 高压二极管反向连接法

采用直流高压模块产生万伏高压，接入滤波电路使高压平稳。由于被测线路上产生的感应电压为交变的，高压二极管反向连接，正电压是截止的，负电压导通，通过限流电阻接地，即可解决感应电压存在的问题。一个高压二极管耐压等级不足，可采用D1、D2两个高压二极管先串联再反相连接的方式。

3.2 采用遥控技术保证测试者安全

虽然已充分考虑到了感应电压问题，采用电路实现了消除感应电压的影响，但为了保证安全起见，采用无线遥控进行遥控测试。

4 结束语

鉴于管理手段无法杜绝带地线合开关的事故，我们必须采取技术手段，制定相应的反事故措施，送电前补上验证无地线这一步骤，才能从根本杜绝接地线合闸事故的再次发生。希望通过探讨本文提出的问题产生共鸣，为解决电网运行安全问题共谋策略。

参考文献：

[1]杨兵.一起带地线合闸事故的分析及其处理[J].江苏电机工程，2001，20（4）：24-26.

[2]李海峰.一起带地线送电事故的分析[J].电力安全技术，2008，10（3）：33.

[3]王昌幼.输电线路检修中“感应电”产生的原因与防范措施[J].电力安全技术，2010，12（9）：6-8，12.

作者简介：

张凤龙（1969-），男，电力工程高级工程师、变电检修高级技师，石家庄供电公司，研究方向为输变电及检修，现在华北电力大学攻读工程硕士。

李惠贤（1974-），女，硕士，高级讲师，高级技师，河北省保定技师学院，研究方向为电子与通信工程。

高会生（1963-），男，工学博士，教授，硕士研究生导师，现在华北电力大学工作，研究方向为计算机网络。