柔性石墨复合接地体应用技术研究

摘 要：目前电力系统接地体主要面临腐蚀和降阻问题，而传统广泛使用的镀锌钢降阻效果有限，同时耐腐蚀能力不足，文章对新型柔性石墨复合接地材料的应用效果进行研究，获得该材料的实际效果，为今后推广应用提供经验。

关键词：柔性石墨；接地体；应用

随着电力系统容量的不断增大，接地网安全运行的要求越来越严格，对杆塔接地电阻的稳定性的要求也越高。目前电力系统接地体主要面临腐蚀和降阻问题，长期以来，国内外开展了大量接地技术研究课题，提出了等离子接地棒、石墨接地模块、降阻剂等降阻技术，以及阴极保护防腐技术，但至未从根本上解决接地腐蚀及接地降阻问题[1]。

文章从长效稳定接地新材料应用的角度出发，开展石墨基柔性复合接地体的应用技术研究。通过对输电线路杆塔进行接地改造，并实测改造后的接地电阻，对柔性石墨复合接地体的效果进行评价。

1 柔性石墨复合接地体

石墨是导电性良好的非金属材料，常温下石墨的电阻率可达到8～13×10-6Ω・m，接近金属的导电性能。通常取3.25×10-5Ω・m作为石墨复合接地材料本体电阻率的稳态测量值，若辅以导电纤维其电阻率可降至10-6Ω・m级别。由于石墨复合接地材料采用抗磁性的石墨导体，石墨材料磁化后的磁场方向与外加磁场相反，是一种抗磁性非金属材料，其相对磁导率为0.999979，计算中一般近似为1。

接地体相对磁导率越大时，分布在接地体表层的电流密度值越大，趋肤效应也就越明显。钢、镀锌钢、不锈钢等铁磁材料相对磁导率较大，而铜接地材料及石墨复合接地材料的相对磁导率均小于1，非磁性接地材料的有效散流截面积大于钢接地材料。接地体的电导率越高，接地体的趋肤深度越小，从而有效散流面积越小，导体材料的利用率不高。相对于金属接地材料，石墨复合接地材料的导体利用率较高。综合看来，石墨复合接地材料具有良好的电磁特性[2]。

柔性石墨复合接地体采用加强纤维作为骨架，以高纯膨胀石墨作为主体，辅以水溶性导电胶进行压制，通过多次编织成型，最终得到高密度柔性复合接地体。经过试验验证柔性石墨复合接地体具有耐腐蚀、可弯曲、价格低、便安装以及防盗等优点，在高压输电线路接地网的研究及应用上具有可观的推广价值。

2 接地改造

文章针对某220kV发生过雷击跳闸事故，且接地电阻偏高的8基输电线路杆塔，调研输电线路接地系统的实际运行情况及存在的问题，对杆塔接地情况进行评估。研究接地材料在土壤中的腐蚀机理研究，结合输电线路杆塔接地系统运行情况及存在的问题，提出柔性石墨接地材料的应用技术要求。通过仿真计算，研究新型接地材料的特性，提出新型接地材料的使用原则和最佳应用方案，进行接地网改造。对降阻效果以及经济性、技术性、施工便捷性进行对比分析，为该装置推广应用提供运行经验。

2.1 接地改造方案

项目组成员选取了某500kV高压输电线路8基杆塔进行接地改造，通过调研杆塔接地资料，选取典型杆塔接地型式建模，通过CDEGS软件，计算接地体在不同土壤电阻率和不同射线长度下的接地电阻根据计算结果，选择合适的接地型式，对输电线线路杆塔进行改造。

2.2 现场施工及测量

本次测量采用运行单位广泛使用的ZC-8摇表，对改造后的杆塔进行接地电阻实测。与改造前进行对比，对改造效果进行评价。

下表1为接地电阻实测结果对比情况。

表1 测量结果

从上述实测结果可以看出，8基杆塔实测值均原小于接地圆钢。实验表明新材料接地效果明显优于原有圆钢接地网。

3 结束语

采用柔性石墨接地体完成了杆塔接地装置的改造，测量数据比较分析表明，柔性石墨接地降阻效果显著、耐腐蚀性能强、施工简单，有较高的经济性，且使用寿命长，具有在全国输电线路杆塔接地改造中推广应用的价值。

参考文献

[1]李景禄，杨廷方，周羽生.接地降阻应用及存在问题分析[J].高电压技术，2004，3.

[2]丁国君，寇晓适，郭磊，等.基于改性石墨材质接地体的应用研究[J].智能电网，2015，6.