软体石墨接地极与软体接地模块在输变电线路中的应用

[摘 要]软体石墨接地极与软体石墨接地模块是一种新型非金属导电材料，性能稳定，自身电阻率低，耐高低温，耐酸碱腐蚀，耐大冲击电流，材料性质不发生变化。特别是在交通不便、无电、土壤电阻率高的山区，采用软体石墨接地极与软体石墨接地模块相结合的方法，能更好的满足设计要求，并且施工简便，减少开挖量，降低费用，因此在输变电线路中的应用越来越广泛。

[关键词]软体石墨接地极 软体石墨接地模块 输变电线路

中图分类号：P619.25+2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0230-02

一、原理简述

软体石墨接地极不含腐蚀性的离子，主要依靠电子导电机理。彼此电子链相互接触紧密，导电性优越。电子导电不同于离子导电，不依靠水分溶解离子进行，因此电子导电机理的软体石墨接地极能很好的适用于干旱少雨的山区。软体石墨接地模块相对于软体石墨接地极直径增加数倍，与土壤接触面积增大，在相同故障电流的情况下，软体石墨接地模块能更快的将故障电流导入大地。另外软体石墨接地模块安装在软体石墨接地极上以多通道分散布置，在多雷地区，软体石墨接地模块有很好的降低大电流冲击的作用。

二、软体石墨接地极的结构特点

1、在土壤中不降解，使用寿命长达50年以上；

2、无毒、无污染、安全环保；

3、适应各种环境，产品轻便，施工简单，能满足客户不同需要。

三、软体石墨接地极的技术特点与特性参数

软体石墨接地极平均电阻率为0.0004Ω・m，工频接地电阻为1.02。

四、软体石墨接地极的生产和检测标准

依据GB/T21698-2008标准生产和检测

软体石墨接地极是由膨胀石墨1000份、玻璃纤维140-170份及提高抗拉强度和导电性能的物质20-60份编织而成。

软体石墨接地极生产过程

（1）按上述配比将膨胀石墨碾成石墨线，若干相同的排列在一起的石墨线形成石墨线束；

（2）按上述配比取玻璃纤维及提高抗拉强度和导电性能的物质，将这两种物质均匀地分布在石墨线束中；

（3）将上步得到的混合物复合成单股线；若干相同的排列在一起的单股线复合加工成软体石墨接地极。

软体石墨接地极直径为20mm，软体石墨接地模块为更粗的软体石墨接地极，软体石墨接地模块直径为38mm或60mm。从软体石墨接地极与软体石墨接地模块的生产过程中，可以看到生产过程中没有产生有害物质，也不存在污染水的情况，同时产品中也不含有有害物质，不会发生降解，在施工中及后期也不会污染周围的土壤，不使用电焊焊接，也不污染空气 ，符合环保的要求（如图1）。

五、施工说明

1、本产品在沟内敷设安装时需伸直，禁止小角度折弯，如需折弯，其角度应保持圆弧状。

2、产品埋设时，应先将连接头安装紧固，再下挖深度为0.8米的沟，最后采用细土分层夯实。

3、安装时，必须全部放在沟内伸直，如果为口子形必须搭接扎紧，杆下垂直部分，需预留0.3米左右圆曲。

4、本产品用量与铁塔根开情况及路况无关，只与土壤电阻率有关。

5、 软体石墨接地极连接时采用搭接连接，其搭接长度不小于直径的5倍，搭接时采用0.2mm的单股石墨线扎紧形成良好的导电通路。

6、杆塔与软体石墨接地极连接时采用专用连接板连接。

六、使用数量计算方法

根据软体石墨接地极工作原理，计算使用软体石墨接地极的数量。

具体计算方法：

L=（1.5×ρ）/R …… φ20软体石墨接地极

L=（0.8×ρ）/R …… φ38软体石墨接地极（即软体接地模块）

L=（0.16×ρ）/R …… φ60软体石墨接地极（即软体接地模块）

L--软体石墨接地极的总长度。

R--要求的接地电阻值。

ρ―土壤电阻率。

式中1.5、0.8、0.16为不同规格软体石墨接地极的计算系数。

一般将软体接地模块均匀分布在射线上，每两块之间的距离为5米，连接方式采用搭接连接，搭接长度不小于直径的五倍。

七、与传统接地体的比较

1、产品性能优化：国家绝缘子避雷器质量监督检验中心（西安高压电器研究院有限责任公司）对GL-R软体石墨接地极进行性能试验，检测的电阻率仅为0.0004Ω・m，工频接地电阻为1.02Ω・m。在现场试验中，土壤电阻率固定为167Ω・m，降阻产品均铺设36米的情况下，用传统镀锌扁铁（60×6mm）后，土壤电阻降为5.42Ω；而使用软体石墨接地极后，土壤电阻降到4.6Ω，比镀锌扁铁电阻降低15%。可见，软体石墨接地极降低电阻率性能优于镀锌扁铁。

参数详细：（见表1）

2、施工效率提升：其它接地电极由于产品本身限制，施工所需开挖沟槽要开挖0.8平方米以上的梯形沟槽，而软体石墨接地极具有体积小的优势，施工仅需开挖0.3平方米的沟槽，大大减少施工强度，缩减施工时间，节约61.5%开挖土方量。

3、安装流程简化：软体石墨接地极连接方式为搭接连接，仅用导电石墨线扎紧即可，设备简单操作易行。而其它接地电极如镀锌扁铁产品等需要使用焊接方式，在交通不便的山区，还需搬运焊机等笨重设备，操作困难的同时增加施工成本及时间成本。使用软体石墨接地极能较传统接地极安装缩短至少3日施工时长。

4、耐腐蚀性提升：软体石墨接地极不含腐蚀性离子，主要依靠电子导电原理，彼此电子链相互接触紧密，导电性优越，电子导电不同于离子导电，不依靠水分溶解离子就行，因此，电子导电原理的软体石墨接地极能很好的适用于干旱少雨的山区。

5、使用寿命更长：传统接地电极容易生锈腐蚀，每年雷雨季节之前均需提前进行检修，而软体石墨接地极在土壤中无降解，无腐蚀，材质不发生任何变化，使用寿命更长。避免二次维修，减少二次费用。

6、可替代传统接地体：相对于传统接地体，软体石墨接地极与土壤的接触性能有大幅提高，可在传统接地装置上进行施工，也可替代传统接地体。

7、产品成本降低：软体石墨接地极产品性能不仅优于传统接地极产品，而且其操作简化，产品轻巧等优点，大大降低施工成本、运输成本、多次维修成本等，性价比极高。

8、软体石墨接地极的其它优势：软体石墨接地极操作简单，仅用导电石墨线扎紧即可。而其它接地电极需要使用焊接方式，在交通不便的山区，还需搬运焊机等笨重设备，增加施工成本及时间成本。软体石墨接地极缩减工程开挖量，从而对地面的建筑物、植被等减少了破坏。

结论：

软体石墨接地极与软体石墨接地模块配合使用降低电阻率性能优于其它传统接地极，节约开挖土方量50%，减少施工强度，缩减施工时间，减少青赔费用50%，使用寿命长达50年以上，无二次维护费用，在交通不便的山区，不需要再搬运焊机等笨重设备，安装流程简化，搭接连接即可，大大缩短安装施工时间，总体性价比高，各方面都有巨大的优势，因此在输变电接地工程中软体石墨接地极与软体接地模块是最好的选择。

参考文献：

[1] 《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）.

[2] 《66kV及以下架空电力线路设计规范GB 50061-2010》.

[3] 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）下.

[4] 《河南高丽防雷技术有限公司说明书》.