柔性石墨复合接地材料及其在输电线路杆塔接地网中的应用_胡元潮

第38卷第10期电网技术V ol. 38 No. 10 2014年10月Power System Technology Oct. 2014 文章编号：1000-3673（2014）10-2851-07 中图分类号：TM 753 文献标志码：A 学科代码：470·4051

柔性石墨复合接地材料及其在输电线路

杆塔接地网中的应用

胡元潮，阮江军，龚若涵，刘振武，吴泳聪，文武

（武汉大学电气工程学院，湖北省武汉市 430072）

Flexible Graphite Composite Electrical Grounding Material and Its Application in

Tower Grounding Grid of Power Transmission System

HU Yuanchao, RUAN Jiangjun, GONG Ruohan, LIU Zhenwu, WU Yongcong, WEN Wu (School of Electrical Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, Hubei Province, China)

ABSTRACT: In allusion to the troubles that the existing metallic grounding material has to be faced such as corrosion, the difficulty in transportation and construction, bigger clearance between the grounding body and soil and easy to be stolen, a new flexible graphite composite electrical grounding material is developed. Firstly, the grounding characteristics of this new grounding material is described briefly and the influences of electromagnetic characteristics of this grounding material on impulse grounding resistance are analyzed, and further the structural improvement of this new grounding material is performed; secondly, the feasibility of applying this new grounding material in the transmission tower grounding grid is analyzed; finally, a brief illustration of the application of this new grounding material in 110 kV transmission tower grounding project is given and it is shown that the new graphite composite grounding material can meet the demand of actual engineering under poor geological ground condition.

KEY WORDS: corrosion of grounding material; non-metal grounding material; flexible graphite composite electrical grounding material; expanding graphite composite grounding material; application in tower grounding grid

摘要：针对电力接地领域现行金属接地材料通常面临的腐蚀、运输施工难度大、与土壤间隙大、易被偷盗以及高成本等问题，研发一种柔性石墨复合接地材料。首先对该新型接地材料的接地特性作简要阐述，分析了接地材料电磁特性对冲击接地电阻的影响，进一步地对新型接地材料进行结构改进，制备了扩径石墨复合接地材料。接着对该新型接地材料在输电线路杆塔接地应用的可行性进行分析。最后将该新型接地材料在110 kV输电线路杆塔接地工程中的应用作简要阐述，表明了柔性石墨复合接地材料在恶劣地质条件下能够满足

基金项目：国家重点基础研究发展计划项目(973计划)(2011CB- 209404)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(2012207020204)。

The National Basic Research Program (973 Program) (22011CB209404); Fundamental Research Funds for the Central Universities(2012207020204).实际工程要求。

关键词：接地材料腐蚀；非金属接地材料；柔性石墨复合接地材料；扩径接地材料；杆塔接地应用

DOI：10.13335/j.1000-3673.pst.2014.10.037

0 引言

输电线路是电力系统的基本组成部分，频繁的雷击跳闸事故一直是输电线路面临的最主要自然灾害故障[1]。从输电线路所处的地形及气候环境来看，雷电作用下输电线路出现一定的雷击跳闸难以避免[2]。实际运行经验表明，杆塔接地电阻偏大是引起线路反击跳闸的主要原因，“防雷在于接地”，低阻值、长期稳定的输电线路杆塔接地网是减少输电线路雷击事故、维护电力设备安全稳定运行的重要电力装置。

长期以来，国内外输电线路接地网通常采用扁钢、不锈钢、铜等金属类接地材料，以及含电镀金属层的镀锌钢、不锈钢包钢、铜包钢金属接地材料。除运输及施工难度大、易发生偷盗现象[3-4]以外，金属接地材料最大的瓶颈问题是接地材料的腐蚀。实际运行经验表明，扁钢以及镀锌钢接地材料腐蚀较快，一般运行3~7 a即发生严重腐蚀[5-6]。近年来发展的不锈钢及不锈钢包钢虽然抗腐蚀性能有所改善，但由于价略高且中间芯棒容易出现点腐蚀并且随着土壤中Cl 离子的增加腐蚀加重，因此实际运行经验较少[7]。铜的耐腐蚀能力是钢的3~4倍，过高的材料成本是限制其在输电线路杆塔接地网应用的主要原因。铜包钢接地材料防腐性能较好，一般在接地体端部容易出现点腐蚀，当铜包钢接地体因自然因素发生扭曲或弯折时，表面铜覆盖层易破裂进而加速内部钢材料的腐蚀速率，并且腐蚀试验