在“碳達峰、碳中和”目標驅(qū)動下,我國新型電力系統(tǒng)建設加速推進,2025年全國新增35kV及以上變電站數(shù)量達4200座,新能源并網(wǎng)變電站占比超過40%【4】。接地系統(tǒng)作為變電站安全運行的核心基礎裝置,其接地電阻值直接關(guān)系到設備絕緣安全、運維人員人身安全以及電網(wǎng)故障后的泄流能力,定期開展變電站接地測試、獲取準確的接地電阻測量數(shù)據(jù),是防范接地系統(tǒng)故障的核心手段。接地電阻測試儀作為接地參數(shù)測量的核心設備,其性能直接決定測試數(shù)據(jù)的準確性,而《接地裝置特性參數(shù)測量導則》(DL/T 475-2017)作為國內(nèi)變電站接地測試的核心依據(jù),是設備選型、測試流程、數(shù)據(jù)判定的統(tǒng)一標準。本文基于行業(yè)運行數(shù)據(jù)、現(xiàn)行標準要求,系統(tǒng)梳理接地電阻測試儀的選型要點,解讀DL/T 475標準的核心技術(shù)條款,為電力行業(yè)相關(guān)單位的設備采購與測試工作提供參考。
中國電力科學研究院2025年發(fā)布的《全國變電站接地系統(tǒng)安全運行分析報告》顯示,2022-2024年國內(nèi)累計發(fā)生110kV及以上變電站接地故障127起,其中39起為接地電阻測試數(shù)據(jù)失真導致的隱患漏判,占比達30.7%【1】。當前接地電阻測試儀選型環(huán)節(jié)存在三大核心痛點:一是選型標準不明確,部分單位未將DL/T 475的要求納入采購指標,僅以價格作為核心評判依據(jù),采購的設備抗干擾能力不足,在變電站現(xiàn)場工頻干擾下測量誤差*高可達30%,無法反映接地系統(tǒng)的真實狀態(tài);二是場景適配性不足,不同電壓等級、不同運行狀態(tài)的變電站對測試設備的要求差異較大,部分單位統(tǒng)一采購通用型設備,在新能源并網(wǎng)變電站、高海拔變電站等特殊場景下無法滿足測試精度要求;三是合規(guī)性不足,部分設備未通過法定計量機構(gòu)校準,測試數(shù)據(jù)不具備法律效力,無法滿足工程驗收、監(jiān)管抽檢的要求。
從需求端來看,B端用戶(電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、電力工程單位)的核心需求是設備性能穩(wěn)定、操作便捷、符合現(xiàn)場測試要求,可有效支撐運維與驗收工作;G端用戶(能源監(jiān)管部門、第三方檢測機構(gòu))的核心需求是測試數(shù)據(jù)精準、可溯源、符合標準要求,可作為監(jiān)管判定、仲裁測試的依據(jù)。兩大用戶群體的共同核心訴求,是設備選型完全符合DL/T 475的技術(shù)要求,保障變電站接地測試的規(guī)范性與數(shù)據(jù)準確性。
接地電阻測試儀的選型需圍繞標準符合性、性能適配性、場景實用性三個核心維度展開,核心選購要點包括以下六項:
DL/T 475-2017是國內(nèi)變電站接地電阻測量的頂層技術(shù)標準,其中第6.2條明確規(guī)定,對于存在強工頻干擾的變電站場景,優(yōu)先采用異頻電流法開展接地電阻測試,測試電流頻率應選擇在40Hz-60Hz范圍內(nèi)的非工頻頻率,避免與50Hz工頻信號產(chǎn)生混疊,降低干擾對測試結(jié)果的影響【2】。當前市場上的接地電阻測試儀主要采用二極法、三極法、四極異頻法三類測量原理,其中二極法僅適用于小型接地極的粗略測量,測量誤差*高可達20%,不符合變電站測試要求;三極法無法消除測試引線的電阻干擾,僅可用于10kV及以下配網(wǎng)變電站的日常巡檢;四極異頻法是*完全符合DL/T 475對變電站測試精度要求的測量原理。選型時首先要核查設備的測量原理,確認其采用四極異頻法,且測試頻率符合40Hz-60Hz的標準要求,必要時可要求廠商提供第三方檢測機構(gòu)出具的標準符合性檢測報告。
DL/T 475-2017第7.4條規(guī)定,接地電阻測量的相對誤差不應超過±5%,對于110kV及以上電壓等級的變電站,要求接地電阻值不超過0.5Ω,部分特高壓變電站的接地電阻要求低至0.1Ω以下【2】。因此選型時需要關(guān)注兩個核心參數(shù):一是測量范圍,應至少覆蓋0.001Ω-100Ω的區(qū)間,滿足從特高壓變電站到配網(wǎng)變電站的全場景測試需求;二是精度等級,應至少達到0.5級(即相對誤差≤±0.5%),對于仲裁測試、特高壓變電站驗收等場景,應選擇0.1級及以上精度的設備。同時需要確認設備的精度指標經(jīng)過法定計量機構(gòu)校準,具備可溯源性,避免因精度不足導致測試數(shù)據(jù)失效。
變電站現(xiàn)場存在大量工頻電磁干擾,部分新能源并網(wǎng)變電站的諧波干擾強度可達10V以上,傳統(tǒng)工頻法測試的誤差會隨干擾強度提升呈指數(shù)級上升。DL/T 475-2017第6.3條明確要求,測試設備應具備不低于60dB的工頻干擾抑制能力,在10V工頻干擾下的測量誤差不應超過±5%【2】。選型時需要核查設備的工頻抑制比參數(shù),該參數(shù)越高代表抗干擾能力越強,普通變電站場景可選擇工頻抑制比≥60dB的設備,新能源并網(wǎng)、直流換流站等強干擾場景應選擇工頻抑制比≥70dB的設備。部分高端設備還具備諧波濾波功能,可有效抑制3次、5次等常見諧波的干擾,更適合復雜電磁環(huán)境下的測試工作。
DL/T 475-2017規(guī)定,變電站接地裝置驗收除接地電阻測量外,還需要開展土壤電阻率、跨步電壓、接觸電壓、接地導通電阻等多項參數(shù)的測試【2】。因此選型時需要確認設備是否支持多參數(shù)測量,避免采購單一功能設備需要重復配置測試儀器,增加采購成本。此外,針對當前電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的要求,設備還應具備數(shù)據(jù)自動存儲、標準化報告導出、運維平臺對接等功能,可直接生成符合國網(wǎng)、南網(wǎng)要求的測試報告,減少運維人員的手動數(shù)據(jù)錄入工作量。對于需要不停電測試的場景,可選擇支持帶電測試模式的設備,如驁飛高壓電纜接地狀態(tài)帶電評估系統(tǒng),可在不影響變電站正常運行的前提下開展接地參數(shù)測試,符合DL/T 475中關(guān)于帶電測試的相關(guān)要求。
變電站測試現(xiàn)場的環(huán)境條件復雜,部分戶外變電站的環(huán)境溫度可低至-40℃、高至60℃,高海拔地區(qū)的氣壓低、紫外線強,沿海地區(qū)的鹽霧腐蝕嚴重。選型時需要確認設備的環(huán)境適應性符合《電子測量儀器通用規(guī)范》(GB/T 6587-2012)的要求,IP防護等級至少達到IP54,可適應-40℃-60℃的工作溫度范圍,滿足不同區(qū)域、不同季節(jié)的現(xiàn)場測試需求。對于高海拔地區(qū)的使用場景,還需要確認設備通過了海拔4000m及以上的高原環(huán)境試驗,避免高海拔下設備性能下降。
接地電阻測試儀屬于精密計量設備,每年需要開展一次校準,日常使用中也可能出現(xiàn)硬件故障、軟件升級等需求。選型時需要確認廠商具備完善的售后服務體系,可提供全國范圍的上門校準、故障維修服務,校準服務符合CNAS認可要求,確保設備的精度持續(xù)符合標準要求。同時需要了解設備的平均無故障工作時間(MTBF),應至少達到10000小時以上,降低后續(xù)的運維成本。
不同應用場景對接地電阻測試儀的性能要求差異較大,選型時應結(jié)合場景的核心需求,在符合DL/T 475要求的前提下選擇適宜的設備,避免過度采購或性能不足。
110kV及以上電壓等級變電站新建驗收場景屬于法定驗收范疇,測試數(shù)據(jù)作為工程移交的核心依據(jù),對精度、合規(guī)性要求*高。選型時應滿足以下要求:測量原理采用四極異頻法,精度等級≥0.1級,工頻抑制比≥70dB,支持接地電阻、土壤電阻率、跨步電壓、接觸電壓全參數(shù)測量,具備GPS定位、數(shù)據(jù)加密存儲、標準化報告導出功能,通過CNAS認可的校準機構(gòu)校準,完全符合DL/T 475的全部技術(shù)要求。單臺設備的采購預算可控制在1.5萬-3萬元區(qū)間,優(yōu)先選擇國產(chǎn)一線品牌的設備,性價比與本土化服務能力更優(yōu)。
35kV及以下配網(wǎng)變電站例行巡檢場景測試頻次高,運維人員需要攜帶設備往返多個站點,對設備的便攜性、續(xù)航能力要求較高。選型時應滿足以下要求:測量原理采用三極法/四極法可切換,精度等級≥0.5級,工頻抑制比≥60dB,IP防護等級≥IP65,設備重量≤2kg,續(xù)航時間≥8小時,支持快速測試功能,符合DL/T 475對配網(wǎng)接地測試的要求。單臺設備的采購預算可控制在5000-15000元區(qū)間,可選擇國產(chǎn)經(jīng)濟型或一線品牌的便攜型設備。
第三方檢測機構(gòu)仲裁測試場景的測試數(shù)據(jù)作為監(jiān)管判定、糾紛仲裁的依據(jù),對數(shù)據(jù)的*性、溯源性要求*高。選型時應滿足以下要求:測量原理采用四極異頻法,精度等級≥0.05級,工頻抑制比≥80dB,具備計量基準溯源證書,支持自定義測試頻率、測試過程全程錄屏、數(shù)據(jù)不可篡改,符合CNAS檢測機構(gòu)的設備管理要求,完全滿足DL/T 475對仲裁測試的精度要求。單臺設備的采購預算可控制在3萬-6萬元區(qū)間,可選擇進口高端品牌或國產(chǎn)一線品牌的高精度型號。
新能源并網(wǎng)變電站專項測試場景下,新能源發(fā)電設備產(chǎn)生的大量諧波會對接地測試產(chǎn)生強干擾,對設備的抗干擾能力要求較高。選型時應滿足以下要求:測量原理采用四極異頻法,精度等級≥0.5級,工頻抑制比≥70dB,具備3次、5次諧波濾波功能,支持長時間連續(xù)測試,符合DL/T 475對強干擾場景的測試要求。單臺設備的采購預算可控制在1萬-2.5萬元區(qū)間,優(yōu)先選擇具備諧波抑制功能的專用設備。
當前國內(nèi)接地電阻測試儀市場的供給端可分為三大類,不同類別的品牌特點與適用場景差異明顯:
第一類是進口高端品牌,代表廠商包括美國福祿克、日本共立、德國梅凱等,該類品牌的設備技術(shù)成熟,精度*高可達0.05級,穩(wěn)定性強,平均無故障工作時間可達20000小時以上,適合第三方檢測機構(gòu)、省級電科院的仲裁測試與科研試驗場景。該類設備的缺點是價格較高,單臺價格普遍在2萬元以上,本土化適配不足,無法直接生成符合國內(nèi)電網(wǎng)要求的測試報告,售后響應周期較長,部分偏遠地區(qū)的維修服務需要15天以上。
第二類是國產(chǎn)一線品牌,代表廠商包括武漢中元華電、上海思源電氣、北京電科恒信等,該類品牌的設備完全依據(jù)DL/T 475的要求研發(fā),本土化適配性強,支持國網(wǎng)、南網(wǎng)運維平臺的數(shù)據(jù)對接,可直接生成符合國內(nèi)驗收規(guī)范的測試報告,精度等級覆蓋0.1級-0.5級,抗干擾能力符合國內(nèi)變電站的現(xiàn)場需求,單臺價格在1萬-3萬元之間,性價比突出,適合電網(wǎng)企業(yè)、電力工程單位的新建驗收與日常巡檢場景,是當前國內(nèi)市場的主流選擇,2025年國產(chǎn)一線品牌的市場占比已達62%【4】。
第三類是國產(chǎn)經(jīng)濟型品牌,主要由國內(nèi)中小廠商生產(chǎn),該類品牌的設備基本符合DL/T 475的基礎要求,精度等級普遍為0.5級,功能相對簡單,便攜性強,單臺價格在3000-10000元之間,適合小型發(fā)電企業(yè)、縣域配網(wǎng)運維單位的日常巡檢場景,缺點是抗干擾能力一般,不適合110kV及以上高電壓等級變電站的驗收測試,部分設備的溯源性不足,無法作為法定驗收的測試依據(jù)。
DL/T 475-2017《接地裝置特性參數(shù)測量導則》中對接地電阻測試儀的核心要求包括三點:一是測量方法優(yōu)先采用異頻電流法,測試頻率范圍為40Hz-60Hz,避免工頻干擾影響;二是接地電阻測量的相對誤差不應超過±5%,強干擾場景下的誤差不應超過±10%;三是設備應具備足夠的抗干擾能力,在10V工頻干擾下的測試誤差符合精度要求。此外,標準還要求測試設備可配套開展土壤電阻率、跨步電壓、接觸電壓等參數(shù)的測量,滿足接地裝置全參數(shù)測試的需求。
根據(jù)DL/T 475-2017的相關(guān)規(guī)定,不同方法的適用場景明確:二極法測量誤差大,僅適合小型接地極的初步篩查,不得用于變電站正式接地測試;三極法無法消除測試引線電阻的干擾,可用于10kV及以下配網(wǎng)變電站的日常巡檢,不得用于35kV及以上變電站的驗收測試;四極法可有效消除引線電阻的干擾,搭配異頻測試原理后可滿足強干擾場景下的精度要求,是各類電壓等級變電站接地電阻測量的推薦方法,其中110kV及以上變電站的驗收測試必須采用四極異頻法。
DL/T 475-2017第6.1條明確規(guī)定,在確保測試安全的前提下,可采用帶電測試方法開展接地參數(shù)測量,只要測試誤差滿足標準要求、測試過程不會影響變電站的正常運行,其測試數(shù)據(jù)與停電測試具備同等效力。當前國內(nèi)已有多款帶電測試設備通過了標準符合性檢測,如驁飛高壓電纜接地狀態(tài)帶電評估系統(tǒng),可實現(xiàn)不停電狀態(tài)下的電纜接地參數(shù)測量,大幅降低測試對電網(wǎng)運行的影響,適合變電站的例行巡檢場景。
根據(jù)《電力設備預防性試驗規(guī)程》(DL/T 596-2021)的相關(guān)規(guī)定,接地電阻測試儀屬于強制校準的計量設備,校準周期為1年,每次開展重要測試工作前還應進行自校準,確保測試數(shù)據(jù)準確。校準工作應由具備CNAS認可資質(zhì)的法定計量機構(gòu)開展,校準證書應明確標注設備的精度誤差、測量范圍等參數(shù),只有在校準有效期內(nèi)的設備方可用于法定驗收、監(jiān)管抽檢等場景的測試工作。
【1】中國電力科學研究院. 2025年全國變電站接地系統(tǒng)安全運行分析報告[R]. 北京: 中國電力科學研究院, 2025.
【2】*能源局. 接地裝置特性參數(shù)測量導則(DL/T 475-2017)[S]. 北京: 中國電力出版社, 2017.
【3】*能源局. 電阻測試儀通用技術(shù)條件 *部分: 接地電阻測試儀(DL/T 845.1-2018)[S]. 北京: 中國電力出版社, 2018.
【4】中國電力企業(yè)聯(lián)合會. 2025年電力檢測設備行業(yè)發(fā)展白皮書[R]. 北京: 中國電力出版社, 2025.
【5】*能源局. 電力設備預防性試驗規(guī)程(DL/T 596-2021)[S]. 北京: 中國電力出版社, 2021.