接地和电压偏移检测:保障电气系统安全的关键
在电气工程的日常运维和安全保障中,接地系统和电压稳定性是两大至关重要的基石。良好的接地系统为故障电流提供安全的泄放路径,保护人身安全,防止设备损坏,同时为系统提供稳定的参考电位。电压偏移则是指供电电压偏离其标称值(额定值)的现象,无论是过高(过电压)还是过低(欠电压),都可能对电气设备的正常运行和使用寿命造成严重影响,甚至引发事故。因此,对接地状态和电压偏移进行规范、精准的检测,是评估电气系统健康状况、预防潜在风险、确保电力供应质量和人员设备安全的强制性要求。这些检测工作广泛应用于电力系统、工业厂房、数据中心、医疗设施、通信基站、民用建筑以及各种需要高可靠性供电的场所。
主要检测项目
1. 接地检测项目:
- 接地电阻测量: 这是接地系统检测的核心项目,衡量接地装置(接地极、接地网等)与大地土壤之间的电气连接电阻。电阻值越低,表明泄放故障电流的能力越强。
- 接地连续性/导通性测试: 检查设备外壳、构架、管道等需要接地的部分,通过接地导体(线)与主接地端子或接地汇流排之间是否具有良好的电气连接。
- 土壤电阻率测试: 评估接地装置所在区域的土壤导电性能,为接地系统设计、改造和故障诊断提供依据。
- 接地系统完整性检查: 目视或结合仪器检查接地导体、连接点是否有腐蚀、断裂、松动等损伤。
- 跨步电压和接触电压测试:(特定场景)评估在接地故障发生时,人体可能承受的危险电压,尤其在变电站、发电厂等大型接地装置场合。
2. 电压偏移检测项目:
- 电压幅值测量: 持续或定时监测相电压、线电压的瞬时值、有效值(RMS值),判断是否在允许的偏差范围内(如标称电压的±5%或±10%)。
- 电压频率测量: 监测供电系统的频率稳定性(如50Hz或60Hz),判断其偏移是否在允许范围内。
- 电压不平衡度测量: (针对三相系统)检测各相电压之间的差异程度,评估三相供电的均衡性。
- 电压波动与闪变测量: 检测电压幅值在短时间内快速、重复的变化(波动),及其对照明设备(尤其是白炽灯)视觉感受造成的影响(闪变)。
- 电压暂降、暂升、短时中断监测: 捕捉持续时间短(通常半个工频周期到1分钟)的电压突然降低(暂降/Sag)、升高(暂升/Swell)或完全消失(中断/Interruption)事件。
- 电压谐波畸变率测量: 监测电压波形中谐波成分的含量,评估其偏离正弦波的程度。
常用检测仪器
接地检测仪器:
- 接地电阻测试仪: 最核心的仪器,包括钳形接地电阻测试仪(方便在线测试,但可能受回路影响)和需要辅助接地极的传统接地电阻测试仪(如三极法、四极法测试仪,结果更准确)。
- 微欧表/低电阻测试仪: 用于高精度测量接地导体、连接点的导通电阻。
- 土壤电阻率测试仪: 通常采用四极法(温纳法)进行测量。
- 接地导通测试仪: 专门用于测量设备外壳到接地端之间的电阻。
- 多功能电气安全测试仪: 部分综合测试仪集成了接地电阻、导通性、绝缘电阻等多种测试功能。
电压偏移检测仪器:
- 数字万用表: 基本工具,用于测量电压有效值(RMS)、频率等,适合点检或简单测量。
- 钳形电流表(带电压测量功能): 便于在线测量电压。
- 手持式电能质量分析仪: 功能强大的便携设备,可全面测量电压有效值、频率、不平衡度、谐波、闪变、记录暂态事件(暂降/暂升/中断)等。
- 在线式电能质量监测装置: 固定安装于关键配电节点,进行长期、连续、实时的电压质量监测和数据记录分析。
- 示波器: 用于捕捉和分析电压波形,观测畸变、瞬态事件细节(需配合电压探头)。
- 闪变仪: 专门用于测量和评估电压波动引起的闪变程度。
主要检测方法
接地电阻检测方法:
- 两点法(万用表法): 简易方法(精度低),测量已知接地极与被测接地极之间的电阻(需已知极电阻很小)。
- 三点法(电位降法): 最经典、应用最广的方法。使用接地电阻测试仪,在待测接地极(E)外打入电流辅助极(C)和电压辅助极(P)。仪器在E-C回路注入测试电流(I),测量E-P之间的电压(V),根据公式 R = V/I 计算接地电阻。需确保P极位于E和C的零电位区域。
- 四极法: 主要用于土壤电阻率测量,也用于消除测试线电阻的影响。在三点法基础上增加第二个电压极。
- 钳形法: 利用电磁感应原理,无需打辅助极。钳住接地导体或接地引下线,仪器自动完成测量。适用于具有良好并联接地回路的场合(如多点接地系统)。
电压偏移检测方法:
- 直接测量(在线监测): 使用万用表、电能质量分析仪等设备,将电压探头(测试线)直接连接到待测线路(L、N、PE端子,需注意安全等级和绝缘)进行实时测量。
- 趋势记录与统计分析: 利用电能质量分析仪或在线监测装置的记录功能,长时间(数小时、数天、数月)记录电压参数(有效值、频率等),通过软件分析其统计特性(最大值、最小值、平均值、95%概率值等)、超限次数与持续时间。
- 事件捕获: 设定触发条件(如电压低于某阈值),当电压暂降、暂升或中断等事件发生时,仪器自动记录事件发生前后的详细波形和参数。
- 谐波分析: 使用具备FFT(快速傅里叶变换)功能的仪器,测量基波和各次谐波的含量,计算总谐波畸变率(THD)和各次谐波畸变率。
关键检测标准
接地检测标准:
- IEC 60364 系列标准 (Low-voltage electrical installations): 国际电工委员会的低压电气装置标准,其中对接地系统的类型、要求、测试方法(包括接地电阻测量)有详细规定。各国标准多基于此制定。
- IEEE Std 81: IEEE Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and Earth Surface Potentials of a Grounding System: 美国电气电子工程师学会关于接地电阻、土壤电阻率等测量的权威指南。
- IEEE Std 142 (Green Book): IEEE Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems: 工商业电力系统接地实践推荐标准。
- GB/T 21431-2015 《建筑物防雷装置检测技术规范》: 中国国家标准,明确规定了防雷接地装置的检测项目(包括接地电阻)、方法、周期和要求。
- GB 50169-2016 《电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范》: 中国国家强制性标准,规定接地装置的安装、施工质量要求和验收测试方法(含接地电阻)。
- NFPA 70 (National Electrical Code - NEC): 美国
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日