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摘要:输电线路杆塔的接地装置主要是为了导泄雷电流入地,以保持线路有一定的耐雷水平。接地装置材料在国内普遍使用鍍锌圆钢,但是镀锌圆钢在腐蚀较严重地区,镀锌圆钢会较快的变细,严重时产生断裂,若更换不及时将直接降低输电线路的耐雷水平,威胁电力系统安全。本文介绍一种新型的接地材料——耐腐蚀非金属导电系列接地材料,它具有较好的降阻效果和较强的防腐效果,可供其它有需要的工程参考应用。
关键词:材料 接地装置 防腐 石墨
二、解决预案
面对以上引发高压电线中间头故障的原因,能够从科学挑选电线附件等层面来订立解决预案。
引言
架空输电线路杆塔接地装置对电力系统的安全稳定运行至关重要,其可靠性是提高线路耐雷水平、减少线路雷击跳闸率的重要措施。由于杆塔所处位置的地质环境多种多样,所以对杆塔接地装置的要求也越来越高。
辽宁省盘锦市是一个地质条件很特殊的一个地区,其地层主要分成两个部分,辽河冲积平原及滨海平原。辽河冲洪积平原第四系地层,由全新统冲、洪积成因的粉质粘土、粉土、粉、细砂、中砂层组成;滨海平原第四系地层由全新统粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉土及粉细砂组成。地下
(一)科学挑选电线附件型式
1.屋内或新修建露天高压电线中间头要挑选有着优越弹力特性的
冷缩附件。
2.负荷电流偏小、气温起伏不大的情况下,要挑选有着优越品质的热缩附件。
3.已经被水渗透或潮气影响的电线,应当挑选热缩附件。
4.大气相对湿度或气象环境不理想时,通常不制造高压电线中间头。特别的环境下,要使用既定的防雨、加热等举措,利用热缩附件制造露天中间头,使用冷缩附件制造屋内中间头。
5.在地质地貌较为理想的背景下,装设电线接头箱能够缩减电线中间头的数量,提升供电电线的运转效率。
6.对关键的高压电线,例如变配电站电源进线缆线,在有一定经济实力的前提下,要使用MMJ熔接工艺,让高压电线的本体具备绝缘功能,取缔电线中间头的装设任务,这能够提升供电缆线的运转效率。水类型为第四系孔隙潜水和微承压水,地下水埋藏较浅,一般埋深在0.5~2.0m。地下水以大气降水及地表水的入渗为主要补给,以蒸发、人工开采为主要排泄途径。地下水年变幅1.0m左右。地下水对混凝土结构有弱腐蚀性,地下水对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。
架空线路杆塔的接地装置的埋深一般在0.5~0.8m,因此会长期浸泡在在这种腐蚀性较高的水田中,因此接地材料需要具备一定的抗腐蚀能力。本文介绍1种新型的接地材料——耐腐蚀非金属导电系列材料。这种接地材料既能降低接地电阻,保证接地设计的需要,又能长时间的使接地材料不被腐蚀。
1导电机理
金属材料的导电机理是依靠金属材料的原子结构中的空穴电子移动实现导电机理的,而非金属导电材料的导电机理则是依靠非金属材料原子结构中的层间电子滑移来实现导电机理的。非金属导电材料的原子结构中的外部电子以SP2的分子结构排列,当非金属导电材料和有机高分子弹性体参杂共混后,在一定温度和压力和超导电整理剂的作用下,会使非金属导电材料和高分子弹性体之间发生分子间的重新排列,在重新排列的非金属导电材料中形成一种隧道导电特性。这种隧道导电特性使非金属导电材料具有和土壤接触很小的膜电位,使非金属导电材料在和土壤接触时有很好的亲和性,因此非金属接地材料具有降低接地电阻的特性。隧道导电特性还具有很宽的频率通道,因此由非金属导电系列材料构成的接地装置具有很好的防止雷电流反击的作用。
2产品种类
耐腐蚀非金属导电系列材料分为2个系列产品:1个是柔性非金属导电系列接地材料;另1个是金属一柔性非金属复合导电系列接地材料。
2.1柔性非金属导电系列材料
柔性非金属导电系列材料又分为2个品种:1个是柔性非金属导电接地排,该品种采用非金属导电材料材料经过模压成型制造成带状,为防止人为的破坏在带状地非金属导电材料中放置超硬钢丝。另1个是非金属离子井式接地极。
2.2金属-柔性非金属复合导电接地材料
金属-柔性非金属复合导电接地材料是在柔性非金属导电系列材料的基础上,为降低接地材料的造价,解决金属接地材料的腐蚀严重的难题而开发的一种复合接地材料。这种材料采用在镀锌螺纹直条的外部,利用经过高压挤出成型工艺,用柔性非金属导电接地材料将镀锌螺纹直条均匀的包裹起来。使金属材料和接地装置的土壤隔绝,避免土壤环境等对金属材料进行腐蚀。这类材料具有和柔性非金属导电材料相同的特性。
金属-柔性非金属复合导电接地材料根据接地装置安装的需要制成3个品种:分别是柔非金属一金属复合导电接地棒、金属一柔性非金属复合导电接地连接排和金属一柔性非金属复合导电接地排(也称石墨扁钢)。同时,还需要提供施工时使用的连接配件——接地棒连接接头、接地棒连接三通和接地棒与接地排连接接头。
3适用范围
耐腐蚀非金属导电系列材料可以作为发电站,变电站、输电线路及通讯线路杆塔的接地装置,也可以作为移动通讯基站、电视塔、微波塔、无线电台、雷达站、邮电和铁路等通讯设备的接地装置。
在电子计算机及电气电子设备、石油化工及储油罐、仪器仪表等领域,同样可以考虑使用这种材料作为保护接地装置。
4输电线路杆塔的接地装置设计
选用耐腐蚀非金属导电系列接地材料作为输电线路杆塔的接地装置时,应先测定土壤电阻率,按实测值选配相应的接地装置后,接地装置的工频电阻值应符合《110kV~750kY架空输电线路设计规范》(GB 50545-2010)中的要求,见表4-1。
根据本产品的实验结果:当土壤电阻率低于500Ω·m时,接地体长度为24m,接地电阻值低于5Ω;当土壤电阻率为500~1500Ω·m时,可将接地体长度增至36m,接地电阻值低于10Ω);当土壤电阻率为1500~3000Ω·m时,可将接地体长度增至60m,接地电阻值低于25Ω;当土壤电阻率高于3000Ω·m时,建议采用非离子型降阻剂和金属一柔性非金属接地棒共同使用,其长度根据地理环境适当增长。 盘锦地区几乎全部为水田,其土壤电阻率很低,只需要采用封闭环形的接地方式,在铁塔周围辐射一周。既满足了接地电阻阻值的要求,又可以防止由于雷击而形成的跨步电压对人或牲畜构成的伤害。
5输电线路杆塔的接地装置施工
5.1接地体连接
(1)接地体连接应可靠,除设计规定的断开点可用螺栓连接外,水平接地体连接及水平接地体连接结构采用螺纹密封连接。
(2)接地体采用石墨扁钢为连接板,采用石墨圆钢为水平接地体。
5.2接地體埋设
(1)接地体敷设宣和基础施工同步进行。
(2)敷设水平接地体应满足以下规定:遇倾斜地形宜等高线敷设,两接地体间平行距离不应小于5m,接地体敷设应平直,对无法达到上述要求的特殊地形,应与设计协商解决,当附近有电力线路时,应了解原线路的接地体走向,避免两线路间的接地体相连,接地敷设时,应避开地埋电缆及其他设施。
(3)垂直接地体应垂直打入,并防止晃动。
(4)接地体埋设长度、深度应符合设计要求。
(5)接地沟应清除杂物,沟底平整,回填土应捣碎、夯实,不得有大石块。
5.3引下线安装
(1)接地引下线与杆塔的连接应接触良好,应平敷于基础及保护帽。
(2)接地引下线方位与铁塔接地孔位置相对应。露出地表部位应平直美观。
(3)当引下线直接从架空地线引下时,引下线应紧靠塔身,并应每隔一定距离与杆身固定。
(4)接地引下线与杆塔的连接应便于断开测量接地电阻。接地螺栓宜采用可拆卸的防盗螺栓。
5.4接地电阻测量
(1)接地体回填后,应进行工频电阻的测试,其测得的值乘以季节系数后,不应大于设计规定值。当接地电阻未满足要求时,对于图中的接地型式需延长接地体,直至接地电阻满足要求为止。
(2)采用接地摇表测量接地电阻时,须将引下线与杆塔断开,且应避免在雨雪天气测量。
(3)由于柔性材料和接线不能够牢固地联结,因此在测量前先用金属垫片和螺丝将耐腐蚀非金属导电系列接地材料夹紧后,再将测量连接线和金属垫片连接后测量。
6结论
本文介绍的新型接地材料——耐腐蚀非金属导电系列接地材料,它具有较好的降阻效果和较强的防腐效果。该产品近几年已经在辽宁盘锦地区应用于多个工程,均取得了较为理想的效果,可供其它有需要的工程参考应用。
关键词:材料 接地装置 防腐 石墨
二、解决预案
面对以上引发高压电线中间头故障的原因,能够从科学挑选电线附件等层面来订立解决预案。
引言
架空输电线路杆塔接地装置对电力系统的安全稳定运行至关重要,其可靠性是提高线路耐雷水平、减少线路雷击跳闸率的重要措施。由于杆塔所处位置的地质环境多种多样,所以对杆塔接地装置的要求也越来越高。
辽宁省盘锦市是一个地质条件很特殊的一个地区,其地层主要分成两个部分,辽河冲积平原及滨海平原。辽河冲洪积平原第四系地层,由全新统冲、洪积成因的粉质粘土、粉土、粉、细砂、中砂层组成;滨海平原第四系地层由全新统粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉土及粉细砂组成。地下
(一)科学挑选电线附件型式
1.屋内或新修建露天高压电线中间头要挑选有着优越弹力特性的
冷缩附件。
2.负荷电流偏小、气温起伏不大的情况下,要挑选有着优越品质的热缩附件。
3.已经被水渗透或潮气影响的电线,应当挑选热缩附件。
4.大气相对湿度或气象环境不理想时,通常不制造高压电线中间头。特别的环境下,要使用既定的防雨、加热等举措,利用热缩附件制造露天中间头,使用冷缩附件制造屋内中间头。
5.在地质地貌较为理想的背景下,装设电线接头箱能够缩减电线中间头的数量,提升供电电线的运转效率。
6.对关键的高压电线,例如变配电站电源进线缆线,在有一定经济实力的前提下,要使用MMJ熔接工艺,让高压电线的本体具备绝缘功能,取缔电线中间头的装设任务,这能够提升供电缆线的运转效率。水类型为第四系孔隙潜水和微承压水,地下水埋藏较浅,一般埋深在0.5~2.0m。地下水以大气降水及地表水的入渗为主要补给,以蒸发、人工开采为主要排泄途径。地下水年变幅1.0m左右。地下水对混凝土结构有弱腐蚀性,地下水对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。
架空线路杆塔的接地装置的埋深一般在0.5~0.8m,因此会长期浸泡在在这种腐蚀性较高的水田中,因此接地材料需要具备一定的抗腐蚀能力。本文介绍1种新型的接地材料——耐腐蚀非金属导电系列材料。这种接地材料既能降低接地电阻,保证接地设计的需要,又能长时间的使接地材料不被腐蚀。
1导电机理
金属材料的导电机理是依靠金属材料的原子结构中的空穴电子移动实现导电机理的,而非金属导电材料的导电机理则是依靠非金属材料原子结构中的层间电子滑移来实现导电机理的。非金属导电材料的原子结构中的外部电子以SP2的分子结构排列,当非金属导电材料和有机高分子弹性体参杂共混后,在一定温度和压力和超导电整理剂的作用下,会使非金属导电材料和高分子弹性体之间发生分子间的重新排列,在重新排列的非金属导电材料中形成一种隧道导电特性。这种隧道导电特性使非金属导电材料具有和土壤接触很小的膜电位,使非金属导电材料在和土壤接触时有很好的亲和性,因此非金属接地材料具有降低接地电阻的特性。隧道导电特性还具有很宽的频率通道,因此由非金属导电系列材料构成的接地装置具有很好的防止雷电流反击的作用。
2产品种类
耐腐蚀非金属导电系列材料分为2个系列产品:1个是柔性非金属导电系列接地材料;另1个是金属一柔性非金属复合导电系列接地材料。
2.1柔性非金属导电系列材料
柔性非金属导电系列材料又分为2个品种:1个是柔性非金属导电接地排,该品种采用非金属导电材料材料经过模压成型制造成带状,为防止人为的破坏在带状地非金属导电材料中放置超硬钢丝。另1个是非金属离子井式接地极。
2.2金属-柔性非金属复合导电接地材料
金属-柔性非金属复合导电接地材料是在柔性非金属导电系列材料的基础上,为降低接地材料的造价,解决金属接地材料的腐蚀严重的难题而开发的一种复合接地材料。这种材料采用在镀锌螺纹直条的外部,利用经过高压挤出成型工艺,用柔性非金属导电接地材料将镀锌螺纹直条均匀的包裹起来。使金属材料和接地装置的土壤隔绝,避免土壤环境等对金属材料进行腐蚀。这类材料具有和柔性非金属导电材料相同的特性。
金属-柔性非金属复合导电接地材料根据接地装置安装的需要制成3个品种:分别是柔非金属一金属复合导电接地棒、金属一柔性非金属复合导电接地连接排和金属一柔性非金属复合导电接地排(也称石墨扁钢)。同时,还需要提供施工时使用的连接配件——接地棒连接接头、接地棒连接三通和接地棒与接地排连接接头。
3适用范围
耐腐蚀非金属导电系列材料可以作为发电站,变电站、输电线路及通讯线路杆塔的接地装置,也可以作为移动通讯基站、电视塔、微波塔、无线电台、雷达站、邮电和铁路等通讯设备的接地装置。
在电子计算机及电气电子设备、石油化工及储油罐、仪器仪表等领域,同样可以考虑使用这种材料作为保护接地装置。
4输电线路杆塔的接地装置设计
选用耐腐蚀非金属导电系列接地材料作为输电线路杆塔的接地装置时,应先测定土壤电阻率,按实测值选配相应的接地装置后,接地装置的工频电阻值应符合《110kV~750kY架空输电线路设计规范》(GB 50545-2010)中的要求,见表4-1。
根据本产品的实验结果:当土壤电阻率低于500Ω·m时,接地体长度为24m,接地电阻值低于5Ω;当土壤电阻率为500~1500Ω·m时,可将接地体长度增至36m,接地电阻值低于10Ω);当土壤电阻率为1500~3000Ω·m时,可将接地体长度增至60m,接地电阻值低于25Ω;当土壤电阻率高于3000Ω·m时,建议采用非离子型降阻剂和金属一柔性非金属接地棒共同使用,其长度根据地理环境适当增长。 盘锦地区几乎全部为水田,其土壤电阻率很低,只需要采用封闭环形的接地方式,在铁塔周围辐射一周。既满足了接地电阻阻值的要求,又可以防止由于雷击而形成的跨步电压对人或牲畜构成的伤害。
5输电线路杆塔的接地装置施工
5.1接地体连接
(1)接地体连接应可靠,除设计规定的断开点可用螺栓连接外,水平接地体连接及水平接地体连接结构采用螺纹密封连接。
(2)接地体采用石墨扁钢为连接板,采用石墨圆钢为水平接地体。
5.2接地體埋设
(1)接地体敷设宣和基础施工同步进行。
(2)敷设水平接地体应满足以下规定:遇倾斜地形宜等高线敷设,两接地体间平行距离不应小于5m,接地体敷设应平直,对无法达到上述要求的特殊地形,应与设计协商解决,当附近有电力线路时,应了解原线路的接地体走向,避免两线路间的接地体相连,接地敷设时,应避开地埋电缆及其他设施。
(3)垂直接地体应垂直打入,并防止晃动。
(4)接地体埋设长度、深度应符合设计要求。
(5)接地沟应清除杂物,沟底平整,回填土应捣碎、夯实,不得有大石块。
5.3引下线安装
(1)接地引下线与杆塔的连接应接触良好,应平敷于基础及保护帽。
(2)接地引下线方位与铁塔接地孔位置相对应。露出地表部位应平直美观。
(3)当引下线直接从架空地线引下时,引下线应紧靠塔身,并应每隔一定距离与杆身固定。
(4)接地引下线与杆塔的连接应便于断开测量接地电阻。接地螺栓宜采用可拆卸的防盗螺栓。
5.4接地电阻测量
(1)接地体回填后,应进行工频电阻的测试,其测得的值乘以季节系数后,不应大于设计规定值。当接地电阻未满足要求时,对于图中的接地型式需延长接地体,直至接地电阻满足要求为止。
(2)采用接地摇表测量接地电阻时,须将引下线与杆塔断开,且应避免在雨雪天气测量。
(3)由于柔性材料和接线不能够牢固地联结,因此在测量前先用金属垫片和螺丝将耐腐蚀非金属导电系列接地材料夹紧后,再将测量连接线和金属垫片连接后测量。
6结论
本文介绍的新型接地材料——耐腐蚀非金属导电系列接地材料,它具有较好的降阻效果和较强的防腐效果。该产品近几年已经在辽宁盘锦地区应用于多个工程,均取得了较为理想的效果,可供其它有需要的工程参考应用。