探索便組裝式石墨接地網在山地輸電線路上的應用

摘 要：輸電線路在電力系統中起著重要的輸送作用，它關系到整個電力系統的安全和高效地運轉。隨著近年來國家大力發展西部偏遠山區，尤其以貴州地區為代表，使得該地區的電力系統得到了巨大的發展。但由于當地的地理位置和氣候條件的獨特性導致在輸電線路的架設過程中出現了一些問題。而便組裝式石墨接地網的出現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的優點及其在山地的應用。

關鍵詞：便組裝式石墨接地網；山區；輸電線路

引言

隨著我國社會主義現代化進程的不斷推進，國家開始著力發展偏遠西部山地。經濟的發展與電力系統的支持密不可分。而電力資源的安全、穩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致出現雷暴事故使得電力輸送中斷最終造成巨大的經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，眾所周知國內外輸電線路接地網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境中特別是在山地安裝較為困難同時還會出現嚴重的腐蝕。根據調查研究結果顯示，鋼鐵接地材料的腐蝕速度較快，通常使用3-7年后就會發生較為嚴重的腐蝕。雖然不銹鋼材料的出現在一定程度上緩解了傳統鋼性材料的缺點，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用所表現出的弊端，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。本接地網采用高碳導電石墨通過先進生產工藝制造而成，該產品屬非金屬導電體，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。使用時不受環境、氣候條件限制，安裝便捷、省時省工、縮短施工周期，該產品輕巧、用量少、效果顯著、節約土地資源和施工周期，節能、環保、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的優點

由于石墨自身具有耐高溫性、導電導熱性強、化學穩定性高、可塑性好的結構特點，因此賦予了便組裝式石墨接地網很多優點。

1.1 導電性好

導電性對于接地網來說是最為重要的一個因素。雷電中攜帶有大量的電荷，當它與電塔接觸時，為了消除過量的電荷，接地網必須保證自身的導電性良好，才能使電荷引入地下。由于石墨自身具有良好的導電性，是其它非金屬材料的一百倍。本接地網的常溫固態電阻率為1.0×10-6Ω·m，對大電流的耐受程度為30kA/s，同時對150kA的電流沖擊不發生反擊，因此使用該接地網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 穩定性好

面對山地的氣候嚴寒和土壤情況的復雜性，接地體會因受到各種惡劣條件而發生損壞，因此選擇一種自身特性穩定材料對于接地網來說十分重要。石墨是碳元素最穩定的單質，它可以經受酸、堿、有機溶劑的腐蝕。經反復檢驗該接地網可分別經受1小時1000℃高溫環境及1小時-60℃低溫環境，同時酸堿溶液腐蝕率及埋地纜體年平均腐蝕率均為0。同時結合降阻劑的使用可防止接地網被腐蝕，確保接地網的長期使用，進而解決了金屬性接地材料容易發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致在接地網安裝過程中形變嚴重，甚至發生損毀，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，在石墨接地網安裝過程中就不會發生劇烈的形變，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，節約了施工成本。

2 便組裝式石墨接地網在山地的安裝方案

第一，要通過實地調查分析，根據施工所在地的地質情況確定電塔周圍的自然環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量和要開挖的接地溝槽的長度，根據電塔接地網設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，確保接地網中間無斷點。

第四，連接完成后，對溝道進行回填。回填應選擇泥土回填，當土壤電阻率較高時，可輔助敷設石墨膨潤土。

第五，在石墨模塊與環形干線焊接完畢后，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，待全部石墨接地網部件埋設并連接完畢后對接地電阻進行檢測，兩周后對其進行復測。

第七，如接地電阻沒有達到原設計要求，可利用接地網放射線的終端增加模塊的方法使接地電阻達到原來的設計值。同時還應注意，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生撞擊，造成接地體破損，最終影響到接地體的導電連續性。

3 結束語

如今全球能源互聯網正在飛速的發展，如何保證電力系統的安全可靠是新形勢下的新要求。貴州地區屬于我國較為貧困的地區，其發展離不開電力系統源源不斷的支持，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系到電力系統和周圍人員的安全。由于山地的地理位置獨特、氣候條件惡劣，對防雷接地網的要求要比海拔較低的地區要求更高。隨著便組裝式石墨接地網的推廣使用，使得這一問題迎刃而解。利用該種接地網可明顯降低雷害的頻度。在西藏地區的輸電線路經過該種接地網的改造后，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，而且接地網沒有發生腐蝕現象，從而確保了輸電線路的安全穩定的運行，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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[3]顧安妍.膨脹石墨的制備及其導電性能的研究[D].重慶：重慶大學，2010.

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