用于接地电阻检测快速布线装置的设计研究

余 栋，蔡嘉炜，林肖斐，郑 真，郑建华

（国网福建省电力有限公司福州供电公司，福建 福州 350000）

接地电阻是变电站接地系统性能检测的重要指标，测试过程中可根据测试引线长度选择对应技术方案。福川供电公司在地区变电站接地电阻长距测试中主要采用0.618法，即按照国家标准需要将接地电阻测试仪所引出的电流线拉至远离变电站对角线3～5倍距离处，所拉设的电压线距离则为电流线的0.618倍。上述操作中电流线、电压线布线装置如图1所示。

图1 现有的电流线、电压线布线装置

上述装置用于变电站接地电阻测试时，受变电站所处位置的影响，电流、电压线在拉线布置、盘线回收的过程中需要6 人以上互相配合。且操作过程中要人工携带工具、肉眼定位、人力拖动线盘等，易出现工具丢失、定位不准等问题，一定程度上影响了变电站接地电阻测试的作业效率和准确性，亟待调整和优化。

1 设计思路及方案

1.1 设计要求

准确性。变电站接地电阻测试过程中常采用直线法或30°夹角法，利用现有装置测试时装设电压、电流极与变电站间的位置关系往往不得而知，很容易造成试验不规范及结果不准确。本装置设计过程中应利用智能定位装置，精确测得所设电流极、电压极和变电站之间的位置关系，从而明确测试结果可靠性与否。

便捷性。传统装置测试布线、盘线回收须6 人以上相互配合，其操作中除要布置千米以上的电流线、电压线外，还须携带1～6根铁桩（具体数量因站而设）等工器具，作为电流极和电压极插入土壤20 cm 以上，操作复杂、工器具负荷重。本装置设计过程中应利用运载装置减小试验人员收拉线过程中负重前行工作的负担，同时轻便布线、收线，从而极大提高工作效率。

经济性。线盘、铁桩、铁锤和紧固工具（扳手、螺丝刀）等在路途遥远的布线、收线过程中易丢失，造成公司财产损失。本装置设计过程中应增加置物装置，用于工器具便捷存储。

1.2 设计方案

为达到上述要求，福州供电公司研发一辆电流（电压）线快速布线、收线的电动车，用于变电站接地电阻测试。本装置主要包括电动车主体、放/收线机、定位检测系统、置物架4部分，如图2所示。

图2 装置整体结构

电动车主体。仿照市场上的电动车规格，不可载人，由4 块电池供电；后轮可轻便拆卸、组装，改变方向。

放/收线机。外侧设置挡板，用于固定放/收线机线盘和排线机构；线盘上安装摇把，用于手动放/收线；线盘与挡板连接处安装电机，用于自动放/收线；排线机构为双层滚轮，可在放/收线过程中同时整线；放/收线机四角均设置万向轮，可按放/收线情况调整布线角度。

定位检测系统。选用某科技公司生产的无线雷达定位检测装置，由高精度雷达传感器与高性能天线用于测试定位，DSP模块进行测试信号调试、运算和处理，共包括2台终端机和1台主机，如图3所示。

图3 无线雷达定位监测主机及终端机

上述装置可同时满足三点进行远距离无线通信与各终端联合运算后共享结果值，并实时显示，其参数如下。

表1 无线雷达定位检测装置规格参数

置物架。车身加装铁桩、铁锤、扳手、手套等工器具置物架，减轻了人工携带负荷。同时，可通过卡槽固定，避免了工器具丢失的风险。

1.3 实施例

本文设计的一种实现快速布线的变电站接地电阻测试用电动车，放/收线机安装在电动车后架上；定位检测系统与车头显示屏连接；置物架安装在车身主体上；放/收线盘在后车轮自动收线结构上。

使用过程中1 人驾驶该电动车前行自动放/收线即可。驾驶人员按照既定路线行驶时须观察无线雷达定位检测系统中的电流极、电压极和变电站间的位置数据；放/收线过程中驾驶员依照安全性和规范性要求、变电站地形、拉线位置等驾驶电动车行进和转向即可，并在指定位置固定电流极和电压极。

同时，在试验过程中还须配合变电站内使用接地电阻测试仪的2 人，在三点同时进行远距离无线通信并与各终端联合运算，得到准确、可靠的电流极、电压极和变电站间的位置数据，计算放/收线的位置关系，直至找到适合本次变电站接地电阻测试的布线终点，开始进行变电站接地电阻测试。

2 该变电站接地电阻测试用电动车的优点

2.1 创新点

与现有的电流线、电压线布线装置相比，本次设计的可实现快速布线的变电站接地电阻测试用电动车具有2 个创新之处，即：设计过程中将线盘绕在后轮自动收线机构上，利用电动车前进过程中的轮胎转动，完成自动布线、收线工作，减少了人工收/放线的难度，提升了操作的便捷性。

设计过程中自主研发的定位计算系统，可实时测算布设的电流极、电压极和变电站三者间的位置关系，并实时给出位置调整意见，从而符合国标中的试验规程要求，提升了测试的可靠性。

2.2 实用性

本次设计的一种实现快速布线的变电站接地电阻测试用电动车，可在三点测量基础上实时计算电流极、电压极和变电站之间的位置关系，从而准确定位最终布线点，从根本上提升了变电站接地电阻测试的可靠性和准确性。

此外，该装置仅用2人操作实现远距离电流线、电压线的快速收/放线，工作时间缩短了1/3 左右。同时，使用电动车存运工器具，既减少了人力成本，也降低了工器具丢失造成的经济损失，实用价值较高，如表2所示。

表2 现有方法和研发改进后装置比对

3 结束语

可实现快速布线的变电站接地电阻测试用电动车中的放/收线机设计和无线雷达定位检测系统设置，从根本上保障了三点位置关系的准确测定和电压线、电流线地安全便捷放线。上述装置投入使用后，能够大幅度提高变电站接地电阻测试的工作效率，减少放/收线及工器具管理中的人力成本。同时，还能够改善变电站接地电阻操作的规范性和测试结果的可靠性，具有较高的研究意义和实用价值。

资讯

国网山东电力：推进实物ID示范变电站建设

2月11日，在位于山东济南的220 kV兴隆变电站，现场作业人员佩戴着应用射频识别技术的智能手环开展设备巡检工作。2021年，国网山东省电力有限公司推进实物ID示范变电站建设，助力设备管理数字化转型。该公司开发人员安全管控、人员体征监测等功能并扩大试点范围，在全省推广建设应用。

来源：国网山东省电力公司