探索便組裝式石墨接地網(wǎng)在山地輸電線路上的應(yīng)用

摘 要：輸電線路在電力系統(tǒng)中起著重要的輸送作用，它關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的安全和高效地運轉(zhuǎn)。隨著近年來國家大力發(fā)展西部偏遠山區(qū)，尤其以貴州地區(qū)為代表，使得該地區(qū)的電力系統(tǒng)得到了巨大的發(fā)展。但由于當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢煤蜌夂驐l件的獨特性導(dǎo)致在輸電線路的架設(shè)過程中出現(xiàn)了一些問題。而便組裝式石墨接地網(wǎng)的出現(xiàn)讓這一問題得到了極大的改善。文章主要介紹了便組裝式石墨接地網(wǎng)的優(yōu)點及其在山地的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：便組裝式石墨接地網(wǎng)；山區(qū)；輸電線路

引言

隨著我國社會主義現(xiàn)代化進程的不斷推進，國家開始著力發(fā)展偏遠西部山地。經(jīng)濟的發(fā)展與電力系統(tǒng)的支持密不可分。而電力資源的安全、穩(wěn)定運送又離不開輸電線路桿塔。近年來由于輸電桿塔與地面接觸不良導(dǎo)致出現(xiàn)雷暴事故使得電力輸送中斷最終造成巨大的經(jīng)濟損失的報道屢見不鮮，加之山地的土壤電阻率比較高，輸電線路桿塔的電阻難以滿足輸電要求。此外，眾所周知國內(nèi)外輸電線路接地網(wǎng)一般使用金屬類接地材料做成，例如扁鋼、不銹鋼、銅，以及含電鍍金屬層的鍍鋅鋼、不銹鋼包鋼、銅包鋼金屬接地材料。使用金屬材料不僅大大增加了施工成本，而且最大的難題就是在惡劣環(huán)境中特別是在山地安裝較為困難同時還會出現(xiàn)嚴重的腐蝕。根據(jù)調(diào)查研究結(jié)果顯示，鋼鐵接地材料的腐蝕速度較快，通常使用3-7年后就會發(fā)生較為嚴重的腐蝕。雖然不銹鋼材料的出現(xiàn)在一定程度上緩解了傳統(tǒng)鋼性材料的缺點，但是其高昂的價格令電力部門望而卻步。針對金屬材料在輸電線路中的應(yīng)用所表現(xiàn)出的弊端，一些非金屬材料誕生了，其中最具有代表性的就是便組裝式石墨接地網(wǎng)。本接地網(wǎng)采用高碳導(dǎo)電石墨通過先進生產(chǎn)工藝制造而成，該產(chǎn)品屬非金屬導(dǎo)電體，耐腐蝕、不生銹、大電流沖擊不反擊、不損壞、耐高低溫、接地電阻穩(wěn)定、免維護、免更新、安全可靠，且使用壽命長可達30年之久。使用時不受環(huán)境、氣候條件限制，安裝便捷、省時省工、縮短施工周期，該產(chǎn)品輕巧、用量少、效果顯著、節(jié)約土地資源和施工周期，節(jié)能、環(huán)保、防盜，尤其適合酸性土地、堿性土壤、沼澤地、濕熱地帶、海灘以及高山丘陵等施工困難、土壤電阻率較高的地方使用。

1 便組裝式石墨接地網(wǎng)的優(yōu)點

由于石墨自身具有耐高溫性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性強、化學(xué)穩(wěn)定性高、可塑性好的結(jié)構(gòu)特點，因此賦予了便組裝式石墨接地網(wǎng)很多優(yōu)點。

1.1 導(dǎo)電性好

導(dǎo)電性對于接地網(wǎng)來說是最為重要的一個因素。雷電中攜帶有大量的電荷，當(dāng)它與電塔接觸時，為了消除過量的電荷，接地網(wǎng)必須保證自身的導(dǎo)電性良好，才能使電荷引入地下。由于石墨自身具有良好的導(dǎo)電性，是其它非金屬材料的一百倍。本接地網(wǎng)的常溫固態(tài)電阻率為1.0×10-6Ω·m，對大電流的耐受程度為30kA/s，同時對150kA的電流沖擊不發(fā)生反擊，因此使用該接地網(wǎng)可以極大地降低地面的接地電阻，山地的土壤具有較高的土壤電阻率，利用改裝置可有效地降低土壤電阻率，保證雷電中的大量電荷順利引入地下。

1.2 穩(wěn)定性好

面對山地的氣候嚴寒和土壤情況的復(fù)雜性，接地體會因受到各種惡劣條件而發(fā)生損壞，因此選擇一種自身特性穩(wěn)定材料對于接地網(wǎng)來說十分重要。石墨是碳元素最穩(wěn)定的單質(zhì)，它可以經(jīng)受酸、堿、有機溶劑的腐蝕。經(jīng)反復(fù)檢驗該接地網(wǎng)可分別經(jīng)受1小時1000℃高溫環(huán)境及1小時-60℃低溫環(huán)境，同時酸堿溶液腐蝕率及埋地纜體年平均腐蝕率均為0。同時結(jié)合降阻劑的使用可防止接地網(wǎng)被腐蝕，確保接地網(wǎng)的長期使用，進而解決了金屬性接地材料容易發(fā)生腐蝕且成本較高的缺點。

1.3 便組裝性

山地由于其各項條件較為惡劣，不僅對材料是一個重大考驗，而且在安裝時對于施工人員來說同樣也要面對巨大困難，因此接地網(wǎng)的安裝必須要方便快捷。金屬在寒冷地帶往往會因為氣溫變低而變脆進而導(dǎo)致在接地網(wǎng)安裝過程中形變嚴重，甚至發(fā)生損毀，增加了施工成本。而石墨的韌性非常好，具有極高的可塑性。利用這一特點，在石墨接地網(wǎng)安裝過程中就不會發(fā)生劇烈的形變，因此在山地施工時遇到的問題便可以有效解決，從而提高了工作進度，節(jié)約了施工成本。

2 便組裝式石墨接地網(wǎng)在山地的安裝方案

第一，要通過實地調(diào)查分析，根據(jù)施工所在地的地質(zhì)情況確定電塔周圍的自然環(huán)境狀況并測出基部周圍的接地電阻值。

第二，通過計算確定石墨塊的使用數(shù)量和要開挖的接地溝槽的長度，根據(jù)電塔接地網(wǎng)設(shè)計圖紙開挖接地溝槽并注意將槽底清理干凈。

第三，在溝底敷設(shè)石墨接地線纜，用接地體連接件將長射線與根開連接，確保接地網(wǎng)中間無斷點。

第四，連接完成后，對溝道進行回填。回填應(yīng)選擇泥土回填，當(dāng)土壤電阻率較高時，可輔助敷設(shè)石墨膨潤土。

第五，在石墨模塊與環(huán)形干線焊接完畢后，要對焊接口涂抹瀝青進行防腐處理，以確保焊接的可靠性和耐腐蝕性。

第六，待全部石墨接地網(wǎng)部件埋設(shè)并連接完畢后對接地電阻進行檢測，兩周后對其進行復(fù)測。

第七，如接地電阻沒有達到原設(shè)計要求，可利用接地網(wǎng)放射線的終端增加模塊的方法使接地電阻達到原來的設(shè)計值。同時還應(yīng)注意，在施工中不能將石塊直接回填入溝槽，防止石塊與接地體發(fā)生撞擊，造成接地體破損，最終影響到接地體的導(dǎo)電連續(xù)性。

3 結(jié)束語

如今全球能源互聯(lián)網(wǎng)正在飛速的發(fā)展，如何保證電力系統(tǒng)的安全可靠是新形勢下的新要求。貴州地區(qū)屬于我國較為貧困的地區(qū)，其發(fā)展離不開電力系統(tǒng)源源不斷的支持，因此防雷對山地的輸電線路來講是一個永無止境的話題，能否采取正確的防雷措施直接關(guān)系到電力系統(tǒng)和周圍人員的安全。由于山地的地理位置獨特、氣候條件惡劣，對防雷接地網(wǎng)的要求要比海拔較低的地區(qū)要求更高。隨著便組裝式石墨接地網(wǎng)的推廣使用，使得這一問題迎刃而解。利用該種接地網(wǎng)可明顯降低雷害的頻度。在西藏地區(qū)的輸電線路經(jīng)過該種接地網(wǎng)的改造后，通過近幾年的運行觀察，在防止雷擊方面得到了很好的效果，而且接地網(wǎng)沒有發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，從而確保了輸電線路的安全穩(wěn)定的運行，降低了維護成本，使山地的電力輸送得到了巨大的飛越。

參考文獻

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作者簡介：莫剛（1969-），男，籍貫：四川安岳，職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：輸電線路技術(shù)。