基地のネットワーク試験:サブステーションの接地システムのための方法,手順,ベストプラクティス

変電所やその他の電力設備の安全な運用には、信頼性の高い接地網が不可欠です。接地網は、地絡電流の経路を提供し、機器の接地を維持し、地絡時の危険な電圧差を低減します。

接地導体のほとんどは地下に埋設されているため、目視検査だけではその状態を確認できません。したがって、接地網の試験は、接地性能、システムの一貫性、および作業員の安全性を評価するために重要です。最新の接地測定ガイドラインは、土壌抵抗率、接地インピーダンス、地表電位、ステップ電圧およびタッチ電圧、接地システムの一貫性、および測定精度に影響を与える可能性のある要因をカバーしています。

接地システムは、腐食、接続部の損傷、建設変更、または周囲の土壌条件の変化によって劣化する可能性があります。定期的な試験は、以下のことに役立ちます。

• 接地システムの電気的性能を評価する。
• 異常または不安定な測定結果を特定する。
• 高抵抗または損傷した接地接続の可能性を検出する。
• 変電所の安全評価を支援する。
• 試運転および将来の保守のための参照データを提供する。

しかし、単一の抵抗値だけでは、大規模な接地網全体の状態を説明することはできません。接地抵抗、網の連続性、土壌条件、および地表電圧の危険性など、すべてを考慮する必要がある場合があります。

電位差法は、接地抵抗または接地インピーダンスを測定するための最も広く使用されている方法の1つです。

試験対象の接地システムと遠隔の電流電極の間に試験電流を注入します。次に、電位電極をそれらの間に移動させて電圧応答を測定します。電圧と電流の比率を使用して、見かけの接地インピーダンスを決定します。

大規模な接地システムの場合、複数のプローブ位置で測定を行う必要があります。目標は、単一の読み取り値または単純化された間隔ルールにのみ依存するのではなく、測定曲線の安定した領域を特定することです。ケーブルシールド、ニュートラル、パイプライン、その他の金属接続などの外部接地経路は、結果に大きく影響する可能性があります。

土壌抵抗率は、接地システムの設計と性能における重要な要因です。ウェナー4点法が一般的に使用されます。4つの電極を等間隔で直線上に設置し、テスターは外側の電極を通して電流を注入し、内側の電極間の電圧を測定します。

異なる間隔での測定は、異なる有効深度での土壌条件に関する有用な情報を提供できます。

接地システムは、損傷した導体や不良な接続が含まれている場合でも、全体として許容できる抵抗を示すことがあります。接地網一貫性試験は、接地導体と接続部の電気的連続性に焦点を当てています。これにより、以下のものを特定するのに役立ちます。

• 導線の断線。
• 腐食した接続。
• 緩んだ接地ボンディング。
• 高抵抗の接合部。

したがって、一貫性試験は、接地抵抗測定の重要な補完となります。

地絡時、変電所の地表に電圧勾配が発生する可能性があります。ステップ電圧は、人が足でまたぐ可能性のある地面上の2点間の電圧差です。タッチ電圧は、接地された構造物と人が立っている可能性のある地面との間の電圧差です。

これらの測定は、変電所の接地システムの安全性能を評価する際に特に重要です。

実用的な試験プロセスには、通常、次のステップが含まれます。

1. 接地システムの見直し — 接地網のレイアウト、接地棒、機器接続、ケーブルシールド、ニュートラル、およびその他の可能性のある並列接地経路を理解します。
2. 試験目的の定義 — 試験が接地抵抗、土壌抵抗率、接地網の一貫性、またはステップ電圧およびタッチ電圧の測定を目的としているかどうかを決定します。
3. 適切な試験方法の選択 — 接地システムと現場条件に応じて、機器と方法を選択します。
4. 補助電極の正しい設置 — プローブの位置と距離が選択した方法に適していることを確認します。
5. 複数回の測定の実施 — 結果の安定性を確認するために、必要に応じて電位プローブを移動するか、測定を繰り返します。
6. 結果の分析 — 測定値をシステム設計情報、以前の試験記録、および適用可能な工学的要件と比較します。
7. 試験の文書化 — 試験構成、プローブの位置、現場条件、測定値、および機器情報を記録します。

接地網の測定は、次のような多くの要因によって影響を受ける可能性があります。

• 補助電極の間隔の誤り。
• 並列接地経路。
• 埋設された金属構造物またはパイプライン。
• ケーブルシールドおよび架空地線。
• 試験プローブの接触不良。
• 電気的干渉。
• 不均一な土壌条件。
• 土壌の水分と温度の変化。

このため、単一の測定値を最終的な評価として自動的に扱うべきではありません。複数回の測定と試験設定の見直しにより、結果に対する信頼性を向上させることができます。

信頼性の高い接地網試験のために：

• 開始前に試験の目的を明確に定義します。
• 完全な接地ネットワークを理解します。
• 用途に適した試験方法を選択します。
• 適切に校正された試験機器を使用します。
• 測定の安定性と再現性を確認します。
• 将来の比較のために詳細な記録を保持します。
• 過去の結果における重大な変更を調査します。
• 試験中は常に現場の安全手順に従います。

複雑な変電所の接地システムの場合、異なる試験は補完的なものとして考慮されるべきです。低い全体的な接地抵抗が、埋設されたすべての導体と接地接続が良い状態であることを自動的に証明するわけではありません。

接地網試験は、電気システムの試運転と保守の重要な部分です。電位差法試験、土壌抵抗率測定、接地網一貫性試験、およびステップ電圧およびタッチ電圧評価は、それぞれ接地システムに関する異なる情報を提供します。

最良のアプローチは、適切な方法を選択し、試験条件を制御し、測定の安定性を検証し、実際の接地システム設計と現場条件と合わせて結果を評価することです。

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