柔性石墨復(fù)合接地體應(yīng)用技術(shù)研究

摘 要：目前電力系統(tǒng)接地體主要面臨腐蝕和降阻問(wèn)題，而傳統(tǒng)廣泛使用的鍍鋅鋼降阻效果有限，同時(shí)耐腐蝕能力不足，文章對(duì)新型柔性石墨復(fù)合接地材料的應(yīng)用效果進(jìn)行研究，獲得該材料的實(shí)際效果，為今后推廣應(yīng)用提供經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：柔性石墨；接地體；應(yīng)用

隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增大，接地網(wǎng)安全運(yùn)行的要求越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)桿塔接地電阻的穩(wěn)定性的要求也越高。目前電力系統(tǒng)接地體主要面臨腐蝕和降阻問(wèn)題，長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了大量接地技術(shù)研究課題，提出了等離子接地棒、石墨接地模塊、降阻劑等降阻技術(shù)，以及陰極保護(hù)防腐技術(shù)，但至未從根本上解決接地腐蝕及接地降阻問(wèn)題[1]。

文章從長(zhǎng)效穩(wěn)定接地新材料應(yīng)用的角度出發(fā)，開(kāi)展石墨基柔性復(fù)合接地體的應(yīng)用技術(shù)研究。通過(guò)對(duì)輸電線路桿塔進(jìn)行接地改造，并實(shí)測(cè)改造后的接地電阻，對(duì)柔性石墨復(fù)合接地體的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 柔性石墨復(fù)合接地體

石墨是導(dǎo)電性良好的非金屬材料，常溫下石墨的電阻率可達(dá)到8～13×10-6Ω·m，接近金屬的導(dǎo)電性能。通常取3.25×10-5Ω·m作為石墨復(fù)合接地材料本體電阻率的穩(wěn)態(tài)測(cè)量值，若輔以導(dǎo)電纖維其電阻率可降至10-6Ω·m級(jí)別。由于石墨復(fù)合接地材料采用抗磁性的石墨導(dǎo)體，石墨材料磁化后的磁場(chǎng)方向與外加磁場(chǎng)相反，是一種抗磁性非金屬材料，其相對(duì)磁導(dǎo)率為0.999979，計(jì)算中一般近似為1。

接地體相對(duì)磁導(dǎo)率越大時(shí)，分布在接地體表層的電流密度值越大，趨膚效應(yīng)也就越明顯。鋼、鍍鋅鋼、不銹鋼等鐵磁材料相對(duì)磁導(dǎo)率較大，而銅接地材料及石墨復(fù)合接地材料的相對(duì)磁導(dǎo)率均小于1，非磁性接地材料的有效散流截面積大于鋼接地材料。接地體的電導(dǎo)率越高，接地體的趨膚深度越小，從而有效散流面積越小，導(dǎo)體材料的利用率不高。相對(duì)于金屬接地材料，石墨復(fù)合接地材料的導(dǎo)體利用率較高。綜合看來(lái)，石墨復(fù)合接地材料具有良好的電磁特性[2]。

柔性石墨復(fù)合接地體采用加強(qiáng)纖維作為骨架，以高純膨脹石墨作為主體，輔以水溶性導(dǎo)電膠進(jìn)行壓制，通過(guò)多次編織成型，最終得到高密度柔性復(fù)合接地體。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證柔性石墨復(fù)合接地體具有耐腐蝕、可彎曲、價(jià)格低、便安裝以及防盜等優(yōu)點(diǎn)，在高壓輸電線路接地網(wǎng)的研究及應(yīng)用上具有可觀的推廣價(jià)值。

2 接地改造

文章針對(duì)某220kV發(fā)生過(guò)雷擊跳閘事故，且接地電阻偏高的8基輸電線路桿塔，調(diào)研輸電線路接地系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況及存在的問(wèn)題，對(duì)桿塔接地情況進(jìn)行評(píng)估。研究接地材料在土壤中的腐蝕機(jī)理研究，結(jié)合輸電線路桿塔接地系統(tǒng)運(yùn)行情況及存在的問(wèn)題，提出柔性石墨接地材料的應(yīng)用技術(shù)要求。通過(guò)仿真計(jì)算，研究新型接地材料的特性，提出新型接地材料的使用原則和最佳應(yīng)用方案，進(jìn)行接地網(wǎng)改造。對(duì)降阻效果以及經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性、施工便捷性進(jìn)行對(duì)比分析，為該裝置推廣應(yīng)用提供運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

2.1 接地改造方案

項(xiàng)目組成員選取了某500kV高壓輸電線路8基桿塔進(jìn)行接地改造，通過(guò)調(diào)研桿塔接地資料，選取典型桿塔接地型式建模，通過(guò)CDEGS軟件，計(jì)算接地體在不同土壤電阻率和不同射線長(zhǎng)度下的接地電阻根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇合適的接地型式，對(duì)輸電線線路桿塔進(jìn)行改造。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)施工及測(cè)量

本次測(cè)量采用運(yùn)行單位廣泛使用的ZC-8搖表，對(duì)改造后的桿塔進(jìn)行接地電阻實(shí)測(cè)。與改造前進(jìn)行對(duì)比，對(duì)改造效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

下表1為接地電阻實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比情況。

表1 測(cè)量結(jié)果

從上述實(shí)測(cè)結(jié)果可以看出，8基桿塔實(shí)測(cè)值均原小于接地圓鋼。實(shí)驗(yàn)表明新材料接地效果明顯優(yōu)于原有圓鋼接地網(wǎng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

采用柔性石墨接地體完成了桿塔接地裝置的改造，測(cè)量數(shù)據(jù)比較分析表明，柔性石墨接地降阻效果顯著、耐腐蝕性能強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單，有較高的經(jīng)濟(jì)性，且使用壽命長(zhǎng)，具有在全國(guó)輸電線路桿塔接地改造中推廣應(yīng)用的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]李景祿，楊廷方，周羽生.接地降阻應(yīng)用及存在問(wèn)題分析[J].高電壓技術(shù)，2004，3.

[2]丁國(guó)君，寇曉適，郭磊，等.基于改性石墨材質(zhì)接地體的應(yīng)用研究[J].智能電網(wǎng)，2015，6.