一种新型软体石墨接地体特性分析

崔寒松 张帆 段春明 林宇龙

摘 要：本文根据软体石墨接地体的制造流程及试验数据，从软体石墨接地体的施工特性、工程经济性、工程应用等方面进行了分析。结论表明，使用软体石墨接地体完全能够满足现场施工要求，它在耐腐蚀性、接地电阻值、施工方法、综合经济效益等方面的优势，均能够说明其适合在接地工程中进一步推广使用。

关键词：软体石墨 接地 输电线路

中图分类号：TM24 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（a）-0085-02

近年来，许多高压输电线路都曾出现过线路跳闸等事故，特别是一些运行多年或经过高土壤电阻率地区的输电线路更是频频发生事故。研究人员通过分析采用了各种技术措施来降低接地电阻，如加大接地体的尺寸、增加接地体的埋设深度、配合使用降阻剂等，这些措施对降低接地电阻均具有不同程度的效果。但在实际工程应用中，往往由于耐腐蚀性差、施工难度大、易受使用地形限制、综合经济效益差、土壤电阻率高、环境污染等问题，很难取得满意的降阻效果。

针对上述问题，本文提出了一种由多股石墨线束编织成型的软体石墨接地体，通过对其进行使用特性分析、经济性分析及工程应用，可以得出软体石墨接地具有接地电阻小、耐腐蚀性强、施工方便、经济效益好等优点。将其应用在设备、材料运输困难、土壤电阻率较高的山区，在取得较好降阻效果的前提下，还能够体现出软体石墨接地体的其他优势。

1 软体石墨接地体的特性

1.1 软体石墨接地体的制造流程

软体石墨接地体主要由非金属材料制成，其基本制造流程为：按配比将石墨置于浓硫酸中搅拌并浸泡一定时间后进行酸洗，将其水洗至pH值为中性后，可以得到水分含量较低的石墨体，再将其进行高温膨化，能够得到是其原体积数百倍的膨化石墨，随后将膨化石墨碾压成石墨线，并由尺寸相同的石墨线形成石墨线束，至此完成主要材料的制造流程。为了能够提高软体石墨接地体的抗拉强度，特取玻璃纤维与少量金属丝，将二者均匀碾压在石墨线束中形成石墨纤维布，然后将其裁剪、复合形成单股线，最后根据实际需求，将一定数量的单股线经过编织工艺，形成最终的软体石墨接地体。

1.2 软体石墨接地体的耐腐蚀性

由于接地体直接埋入地中并与土壤接触，因此土壤腐蚀是接地体最主要的腐蚀类型。土壤腐蚀的影响因素有土壤的透气性、含水量、温度、电阻率、溶解离子的种类和数量、pH值、有机质以及微生物等，这些因素和外部因素的综合作用均导致了常用金属接地体在土壤中的腐蚀。而非金属接地材料具有导电性能好、化学稳定性优良、使用寿命长、易加工且价格低廉等优点。

软体石墨接地体主要由导电非金属材料石墨制成，由于不含任何粘合剂，不会因为粘合剂的老化而散束，同时通过使用玻璃纤维做基体增加强度，表面用高纯度高碳石墨做防腐蚀降阻层，材料性质稳定，年腐蚀率仅为0.06%，不会分解产生其他有毒及污染物，属于环保性材料。

1.3 软体石墨接地体的施工特性

软体石墨接地体具有极其简易的连接方式，只需两端搭接，并通过石墨线束或金属丝缠绕一定长度后固定即可，不需要使用其他笨重的焊机及电源设备，也不需要其他辅助连接结构，施工人员操作起来十分方便。同时软体石墨接地体本体轻便，在材料运输困难的山区，能够节省大量人工及运输费用，经济效益可观。

软体石墨接地体外观呈线缆绳状，具有一定的弯曲性及延展性，可以针对山区或某些特殊地形铺设小角度折线型、波浪型等多样化的沟槽路线，更符合施工现场遇见的复杂、多变的各类地形条件，从而增大了施工灵活性，也扩展了其在接地施工中的应用范围。

1.4 软体石墨接地体的其他特性

软体石墨接地体不仅可以作为接地极使用，在接地要求高、土壤电阻率高的地区，还可以将其作为接地模块，按照一定的组合方式，配合使用來进一步降低接地电阻。

具体使用方法为：

取适量长度的软体石墨接地体将其一端弯曲，使其形成“L”型结构，将其一侧边贴合于软体石墨接地体侧面后通过石墨线束或金属丝缠绕固定，同时要保证贴合固定的长度不小于被弯曲软体石墨接地体直径的5倍。

2 工程应用

2.1 试验方案阐述

在某500kV变电站至白龙山220kV输电线路工程中进行了软体石墨接地体的试验及应用。共选10基塔作为此次试验的试验对象，均采用方框设置结合放射状外延的设计方案。

采取5基普通圆钢接地和5基软体石墨接地体接地进行对比。表1为单基塔的材料使用量，方框边长为12m，普通圆钢接地采用φ12圆钢，采用φ20的软体石墨接地体接地。

2.2 试验结果分析

将普通圆钢和软体石墨接地体按施工规范及要求埋设完成后，测得的接地电阻值R如表2所示。

通过表2对比分析可以得到如下结果：

采用软体石墨接地体的单基塔的材料用量要比普通圆钢接地的少25%，同时接地电阻值R平均降低30%左右。此外，采用软体石墨接地体的单基塔要比普通圆钢在材料运输时少用1台班，而在人工费用支出中前者比后者要少用3日的施工时长，两方面优势在一定程度上降低了施工成本。

3 结语

软体石墨接地体耐腐蚀性强、易于运输、方便操作、使用方法灵活、综合经济效益更好，尤其适用于高山大岭等设备及材料运输困难的地区或是经济高度发达、线路走廊受限且接地体布置困难的地区，适合在接地工程中进一步推广使用。

参考文献

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