河北铜包钢接地棒(柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用)

Posted

篇首语:与有肝胆人共事,从无字句处读书。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了河北铜包钢接地棒(柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

河北铜包钢接地棒(柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用)

为解决山区杆塔接地土壤电阻率高的问题,广东电网有限责任公司汕头供电局、武汉亿之烽科技有限公司的研究人员曾挺、吴哲、孔祥美、刘成刚、徐亮朝,在2020年第3期《电气技术》杂志上撰文,提出了柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用研究。

结合石墨基柔性接地体原材料特性,对接地外观、尺寸及允差、石墨覆金属线、电气性能和机械性能的接地条件展开分析,通过实际案例,验证了柔性石墨缆在接地中的应用研究,有效控制接地电阻在规程范围内,具有实用价值。

山区杆塔建设一直是电网发展重点,杆塔接地电阻偏大是引起线路跳闸的主要原因。山区杆塔接地具有以下特点:①山区海拔高,地势起伏,地形复杂,塔周围土壤较差,土壤电阻率较高;②采用接地体为金属接地体,经过长时间的运行后局部腐蚀严重,难以维护;③山区交通不便,大型接地系统运输存在问题,实际施工难度较大。

近年来,国内外学者对上述问题进行深入研究,一种新型石墨接地材料应运而生,因此,本文依据接地电缆自身形状,对柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用展开研究。

针对传统扁平式设计无法在高电阻、高腐蚀情况下得到高效使用的问题,需结合非金属导电体柔性石墨缆结构属性,设计接地技术条件,并通过实例验证柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用情况。

1 接地材料特性

以往山区线路杆塔接地通常以镀锌钢塔为基础材料,镀锌能够对接地线起到一定保护作用,降低腐蚀程度,但焊接头作为镀锌钢塔的基点,易受外界腐蚀,容易损坏,远远不能满足输电线路接地材料使用寿命的标准。

近年来,铜包钢材料在腐蚀性较强的地区得到了广泛应用,铜作为防腐层,具有良好的防腐性能。然而,当接地体受到外界因素影响而出现弯曲现象时,其表面的铜线开始损坏,内置的线头开始外漏。而柔性石墨缆结构,属于一种非金属导电体,具有耐腐蚀、耐酸碱、稳定性强、不生锈、安装便捷的优势,在高电阻率、高腐蚀领域得到更多应用。

石墨电缆结构采用编织网的形式,较传统扁平式设计方法,具有方便设备连接,承载能力相对较强等优点。此外,石墨电缆温度使用范围为[-60℃, 200℃],具有耐腐蚀、阻燃、易形成的优势。

2 接地技术条件

1)外观

石墨基柔性接地体外观应严密均匀,无明显断开点,表面应编织成网状,裸线、带、线等金属导体不应夹在接地体内。

2)尺寸及允差

柔性石墨基础接地体应保持圆形或矩形截面形式,矩形或圆形截面直径宽度和厚度的允许误差应小于5%,总接地体金属导体横截面积不得大于接地体总横截面积的10%。

3)石墨覆金属线

涂石墨金属丝需要在铜线或其他金属丝表面均匀、紧密、完整地涂上碳纳米管导电胶,不存在裸露金属导体,石墨层在室温下的剥离力不应小于10N/mm。

4)电气性能

(1)直流电阻

石墨基柔性接地体直流电阻应符合表1的规定。

表1 石墨基柔性接地体直流电阻规定(室温下)

(2)工频电流耐受性能

针对电源频率电流测试,其产品外观不应该消融或膨胀,受到的温度不高于120℃,直流电阻不大于10%的单位阻值增长。柔性石墨基础接地频率电流参数公差应符合表2中的值。

(3)雷电流冲击耐受性能

根据上述内容,在50kA标准雷电电流冲击下进行耐受试验,温升不高于120℃,试样外观不应有断股、烧蚀、鼓包等缺陷,单位长度直流电阻增大范围不超过10%。

表2 石墨基柔性接地体工频电流耐受值(室温下)

5)机械性能

弯曲半径不应大于30cm,经过90°弯曲后分别进行正向和反向方向观测,样品的外观不应该出现断链和破损等现象,直流电阻单位长度增加不应超过10%。在180°/m扭曲状态下坚持10s,此时样品的外观不应该出现断链和破损等现象,直流电阻单位长度增加范围不超过10%。石墨基柔性接地体耐浸泡腐蚀性能应符合下列要求。

  • (1)耐碱性:在室温下浸入5%NaOH溶液中48h,每单位长度直流电阻增加范围不超过10%。
  • (2)酸性:在5% H2SO4溶液中室温下存储48h,直流电阻增加范围不超过10%。
  • (3)耐盐水性:在3.5%氯化钠溶液室温下存储72h,直流电阻增加范围不超过10%。

经过100℃烘烤2h后,回到室温,重复上述拉伸试验,单位长度的直流电阻增加不超过10%。在60℃冷冻2h后,回到室温,重复规定的拉伸试验,单位长度的直流电阻增加仍然不超过10%。阻燃性能试验按GB/T 10707规定的垂直燃烧法进行,燃烧性能等级为FV-0。

3 应用案例

广东汕头东北部、西北、西南,有莲花山脉、桑浦山及大南山等山地区,大部分属亚热带,处于赤道低气压带和副热带高气压带之间,输电塔位于山顶和山坡上,塔周围的植物受地形、土壤差异影响,生长状态也不同,因此,本文选取了两种典型的地形进行了分析,对铁塔的实际应用进行了分析。

3.1 接地电阻设置

依据标准通信设备电气接地设计标准,针对不同土壤电阻率,分析接地电阻大小,见表3。

表3 工频接地电阻要求

根据上述工频接地电阻要求,完成接地电阻的设置。

3.2 应用环境及实验数据准备

塔周围地形复杂、有茂密的森林、杂草丛生的土壤,略微潮湿的表面土壤和岩石环境。塔的东西两侧垂直下坡,坡下植被茂密;北侧是坡下坡,没有道路,坡下植被茂密;南侧是一条上坡路,两侧适合延伸。其环境示意图如图1所示。

图1 环境示意图

将接地体置于该层具有良好的减阻效果,选用直径28mm的柔性石墨接地体,敷设深度为0.6m,塔根设为10m长的方形接地体,接地体的方角选择了一个注流点,根据塔周围地形和土壤电阻率,位于一个凸点上设置约2m左右的下坡,并将其分散在地下。接地体位置,第一位在第一象限,其余三位依次逆时针接地到位,四位接地长度都为30m左右。接地电阻计算为13.7Ω(要求值20Ω)。

在接地杆塔基础周围开挖方形接地体,边长10m,深0.6m,清理石块及杂物,将柔性石墨缆铺设在沟槽底部,细土回填后,对接地电阻值进行测试,以满足设计标准。

3.3 应用结果与分析

从广东某山区输电塔数据库中选取镀锌圆钢、接地模块和柔性石墨缆的接地材料总经费进行对比分析,选取的是近40年的数据。表4给出了工程实际采用方案与只采用镀锌钢接地材料的经济性对比,为了增加可比性,将镀锌钢配接地模块方案的40年总投资也列于表4中。

表4 接地材料经费对比

由表4可以看出,柔性石墨缆接地方案明显优于传统的接地方案,40年总投资可减少约46% 。在该接地方案基础上,将石墨柔性接地体与传统材料在不同温度下硬度进行对比分析,结果见表5。

表5 石墨柔性接地体与传统材料硬度对比分析

由表5可知,随着温度升高,两种材料硬度都逐渐降低。但在10℃~30℃常温范围内,石墨柔性接地体硬度始终保持在630HBW,而传统材料硬度在温度为20℃时就开始下降,由此可知,在不同温度下石墨柔性接地体硬度较高,机械性能相对较好。

4 结论

结合山区线路环境,分析柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用,依据山区地形的基本特征,设计具体应用方案,并对其应用的寿命周期进行分析。设计具体应用实例,研究结果表明,柔性石墨缆耗费的总经费明显少于传统接地方案,电阻相对稳定,安装十分简便,从整个使用周期来看,具有较大经济效益。

由于受到条件限制,导致研究结果仅仅依赖于理论数据,因此,在今后研究进程中,对其应用在不同场景进行分析,以此保证研究内容更贴近实际生活,为其广泛应用奠定基础。

相关参考

方形非金属软连接(柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用)

...徐亮朝,在2020年第3期《电气技术》杂志上撰文,提出了柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用研究。结合石墨基柔性接地体原材料特性,对接地外观、尺寸及允差、石墨覆金属线、电气性能和机械性能的接地条件展开分析,...

杆塔专用接地装置(石墨基柔性接地装置在输电线路中的适用性研究)

石墨基柔性接地材料因具有化学性质稳定、耐腐蚀性优异、与土壤相容性较好等优点被应用在输电线路杆塔接地体中,但是其在应用时的适应性必须依据输电线路的输送能量、杆塔位置和运行环境确定。河南四达电力设备股份有...

柔性石墨线(石墨接地体连接件问题,你都了解吗?)

四川健坤科技有限公司赵长斌近四、五年来,石墨基柔性接地体在输电杆塔接地中迅速推广应用,得到了电力行业广泛的认同,相应的产品标准DL/T2095-2020《输电线路杆塔石墨基柔性接地体技术条件》也于2020年10月23日正式公布实...

济南铜包钢接地棒(如何接地工程质量控制)

接地工程质量控制接地——就是将电力系统或建筑物电气装置,设施过电压保护装置用接地线与接地体连接。接地网——就是由垂直和水平接地体组成的具有泄流和均压作用的网状接地装置。接地装置——接地线和接地体的总和...

济南铜包钢接地棒(如何接地工程质量控制)

接地工程质量控制接地——就是将电力系统或建筑物电气装置,设施过电压保护装置用接地线与接地体连接。接地网——就是由垂直和水平接地体组成的具有泄流和均压作用的网状接地装置。接地装置——接地线和接地体的总和...

柔性石墨带(石墨基柔性接地装置的使用方法)

石墨基柔性接地装置包括柔性石墨接地体和与铠装式石墨引下线连接的非金属夹具,石墨编制袋由石墨线编织而成,具有良好导电性及腐蚀性,并且内部填充有电阻率较低的石墨和离子降阻剂,能够缓慢分解到周围土壤中,进而...

接地降阻模块安装方法(输电线路的杆塔接地方法,让地网更安全,避免雷击事故)

作者以四川省甘孜州九龙县某220kV线路12基杆塔接地网的改造为案例,提出在高土壤电阻率地区地网施工中,降阻剂多层施工方法和在水平射线末端增加抑制环的措施,可有效降低输电线路杆塔的接地电阻、地电位、接触电压,...

接地铜包钢那种工艺好(景区观光索道防雷设计系统方案)

景区观光索道的防雷设计系统方案浅析1、直接雷击这是指雷云与地面物体间直接放电。这种雷击放电电流幅值极大,产生的力也大,如果在索道上发生直接雷击,不仅会对机电设备造成损坏.而且还会造成人员伤亡,采用的防护...

柔性石墨接地线(四达电力2017年营收8319万元 净赚1244万元)

讯5月3日消息,四达电力(870025)近日公布的2017年年度报告显示,2017年营业收入为8319.46万元,较上年同期增长41.95%;归属于挂牌公司股东的净利润为1244.02万元,较上年同期增长71.64%;基本每股收益为0.41元,上年同期为0.27元。...

常见的接地线的种类有哪些(常见电阻的分类(防雷,保护接地,绝缘电阻,共用接地电阻))

...质的泄漏电流对应的电阻称绝缘电阻,是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。220V强端子对地的绝缘电阻≥50兆欧,用500V绝缘电阻测试仪测量。2.保护接地电阻:保护接地,是为防止电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线...