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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 inTower Grounding Grid of Power Transmission SystemHU 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。
由于石墨基柔性接地体内含化学纤维、胶粘剂等物质，工作温度不能超过160︒C，因此在计算工频短时大电流耐受时，石墨基柔性接地体温升限值为120︒C（环境温度为40︒C）。
对于单纯由石墨构成的石墨基柔性接地体，温升计算公式：石墨温升：21111=I k R t TC M ∆∆T：石墨温升，︒CI：短路电流有效值，AR1：石墨单位长度直流电阻，Ωk1：趋肤效应系数，取值为1.1C1：石墨比热容，取值为710J/(kg×℃)M1：单位长度质量，kgt：时间取为1s对于由石墨和铜复合构成的石墨基柔性接地体，单位长度直流电阻下的温升分别为：石墨温升：()()22112212111122 =I k R t k RTC M k R k R ∆+铜丝温升：()()22221122221122 =I k R t k RTC M k R k R ∆+R2：铜单位长度直流电阻，Ωk2：铜趋肤效应系数，取值为1.05 C2：铜比热容，取值为386J/(kg×℃) M2：铜单位长度质量，kg不同型号的石墨基柔性接地体产品以下面方式进行标记。
FG- /尺寸：对于圆形：Φx（直径），mm；对于矩形：x×y，mm工频1s耐受电流，0.5kA、1kA、3kA、5kA、7kA、9kA、11kA等T（含铜），O（不含铜）柔性石墨石墨基柔性接地体产品的标记示例如下：示例1：工频1s耐受电流0.5kA，直径为28mm的不含铜的接地体：FG-O0.5/Φ28示例2：工频1s耐受电流0.5kA，截面为10×60mm的不含铜的接地体：FG-O0.5/10×60 示例3：工频1s耐受电流4kA，直径为28mm的含铜的接地体：FG-T4/Φ28示例4：工频1s耐受电流4kA，截面为10×40mm的含铜的接地体：FG-T4/10×40。
世界超高海拔地区电力工程柔性石墨接地材料的应用研究发布时间：2021-11-24T06:55:36.484Z 来源：《当代电力文化》2021年24期作者：李海东谢占磊苏贵东耿生斌[导读] 高压输电线路是电网中传输电能的载体，近年来，我国电网技术飞速发展李海东谢占磊苏贵东耿生斌中国电建集团青海省电力设计院有限公司，青海西宁 810008[摘要]高压输电线路是电网中传输电能的载体，近年来，我国电网技术飞速发展，电网规模已位居世界第一，目前，根据高压输电线路不同的建设环境，采用的杆塔接地材料种类和型式越来越多，本文结合阿里与藏中电网联网工程中接地材料的应用，进一步就柔性石墨接地的应用进行分析、探讨，为世界超高海拔地区的电网安全稳定运行和持续稳定供电提供保障。
[关键词]超高海拔高压输电线路接地引言在高压输电线路中，长期、可靠、稳定的接地系统，是保障设备稳定运行、减少雷击灾害的重要技术要点，尤其对于高寒、高海拔地区输电线路的接地方案提出了更高的要求，青藏高原地域辽阔、地质地形复杂、生态脆弱等特殊的地理环境，给高压输电线路铁塔接地系统，不断带来新的挑战和研究空间。
一、阿里与藏中电网联网工程简介阿里与藏中电网联网工程是继青藏电力联网、川藏电力联网、藏中电力联网3条“电力天路”之后，国家电网公司建成的迄今为止世界上海拔最高、运距最远、最具挑战性的输变电工程，工程总投资74亿元，新建500千伏、220千伏变电站6座，输电线路总长1689公里，该工程塔位平均海拔4572米，最高海拔5357米，建设环境极为恶劣，工程全体建设者仅用14个月时间，安全、优质、高效完成了建设任务，并于2020年12月4日顺利投运。
二、西藏地区特殊的电力建设环境西藏位于青藏高原西南部，地大物博、工程沿线自然条件恶劣且极为复杂，随着国家建设进程的推进，国家批准建设阿里与藏中电网联网工程，如上文所述，该工程建设规模大、输电线路跨度长，基于西藏地区特殊复杂的建设环境，高压输电线路工程沿线所经环境差异性突出，比如不同的气象区、不同的地质区、不同的地形、地貌和高原冻土等等，这些问题都是工程从规划、设计、评审、建设重点考虑的因素，尤其输电线路建设需要避让的各类自然保护区较多，如何处理好建设和生态之间的和谐关系成为重中之重。
石墨基柔性接地体技术条件1.总则为规范石墨基柔性接地体技术标准和要求，依据国家和行业的有关标准、规程和规范，特制定本规范。
2.范围本技术条件规定了石墨基柔性接地体的名词术语定义、技术要求、运行维护、包装运输等要求。
3.规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款GB2900.1—2008 电工名词术语GB/T21698-2008 复合接地体技术条件GB/T17949.1—2000接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则GB/T16927.1—2011 高电压试验技术第一部分：一般试验要求GB/T16927.2-1997 高电压试验技术第二部分：测量系统DL/T437—2012 高压直流接地极技术导则GB/T50065—2011 交流电器装置的接地设计规范4. 定义GB2900.1-2008、DL/T437-2012中确立的名词术语以及下列内容和定义适用于本标准。
4.1 石墨基柔性接地体一种由全石墨组成的接地体，埋入土壤中或混凝土基础中作散雷电流用的导体，能明显降低工频接地电阻和不受土壤中水分、盐、酸、碱等因素侵蚀的新型接地体。
4.2 电阻率 : 一般指接地体的单位体积电阻值，以ρ表示，单位为Ω.m。
5. 技术条件5.1 一般技术准则接地体应符合本标准规定，并按规定程序批准的图样和工艺文件进行制造，尺寸应满足相应图样尺寸要求，接地体表面应连续光滑。
5.1.1石墨基柔性接地体设计应分别考虑最大短时工作电流、最大连续电流和持续额定工作电流。
5.1.2石墨基柔性接地体的设计寿命在规定的运行方式下不应少于40年。
5.1.3环境温度：-40ºC～+60ºC5.1.4适应环境湿度：90%±5%5.2 极址选择按照DL/T437—2012的规定执行。
5.3大地参数符合DL/T437—2012的规定5.4 设计标准符合DL/T437—2012的规定5.5 材料组成5.5.1 石墨基柔性接地体由全石墨组成,不含金属导体（引下线接塔金具除外）5.5.2 外观圆滑、呈黑色金属光泽。
接地施工措施1．施工简图见图一及图二。
图一用于拉线塔，图二用于自立塔。
各种型式的接地体的具体尺寸见表一。
2．自立塔接地体为方框加射线型式，同时每个立柱加装深埋式接地小方环；拉线塔接地体为方框加射线型式。
3．接地钢筋为φ10圆钢，引下线为镀锌扁钢，规格为2m ×36mm ×5mm 。
每基接地配M16×45连接螺栓4套。
4．接地引下线涂二道锌黄底漆、二道沥青漆防腐。
5．接地钢筋之间或接地钢筋与引下线之间采取搭焊连接，且双面施焊，搭接长度不得小于100mm 。
6．接地大方框及射线埋深不得小于：耕地0.9米，土质山地0.7米，岩石地区0.4米。
接地小方环的埋深为：大开挖时埋在坑底，坑壁成型时埋设在底盘上平面以上200mm 左右的水平位置。
7．接地小方环的尺寸为：大开挖时为“基础底板下平面尺寸+200mm ”，坑壁成型时为“基础底板上平面尺寸-200mm ”。
图-2图-18．自立塔大方框尺寸D为12米，当地形条件限制时，D值可随铁塔根开调整，但方框到基础立柱外边缘水平距离不小于1.0米。
施工中当D值小于12米时，相应放射线长度要增大；当D值大于12米时，相应放射线长度可减小。
即：大方框尺寸变化时，大方框与放射线的总长度不得减小。
9．小方环引上线安装在线路左右两侧，引上线位置要便于与大方框连接。
接地引下线安装位置根据铁塔接地眼孔确定。
10．小方环在材料站焊接，现场安装；大方框及放射在现场焊接、安装。
11．坡地的接地体要按等高线埋设，回填土应夯实，以防雨水冲刷。
所有接地沟回填土要有200mm高的防沉层。
12．实测接地电阻值乘以季节系数后不得大于最大允许电阻值。
季节系数为：土壤较干燥季节系数取1.3，较潮湿取1.6。
表-1 接地施工数据表（尺寸单位：m）13．两接地体间距不得小于5米。
14．杆塔明细表中有特殊要求的按要求施工。
柔性石墨接地装置的研究摘要：输电线路杆塔接地装置的接地电阻大小直接影响到线路的耐雷水平以及线路杆塔周围的电气安全。
线路遭受雷击过电压时，接地电阻过高可能会引起线路发生“反击”事故。
根据工程的具体情况，选用合适的计算方法，采用柔性石墨接地装置，提高杆塔接地安全性，对电网安全稳定运行具有重要意义，也具有良好的社会效益。
关键词：输电线路；接地装置；柔性石墨1.输电线路杆塔接地的要求1.1输电线路杆塔接地设计要求（1）杆塔接地装置采用方框水平放射型，铁塔采用四腿接地，接地体采用φ10圆钢，埋设深度根据土质不同规定为：水田中不小于0.8米，粘土地区不小于0.5米，岩石地区不小于0.3米，相邻两射线间的最小距离应不小于5米，接地引下线采用φ12镀锌圆钢。
（2）本工程接地电阻值按照《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定，杆塔逐基接地，在雷雨季节干燥时，变电站进出线5km段范围内，杆塔接地电阻值要求在10欧姆及以下（双回路塔接地电阻在7欧姆及以下），其他地区铁塔不连接架空地线的工频接地电阻不大于下表中的数值。
（3）在居民区和耕种土中的接地装置需增设防盗桩，对防盗角桩的设置，应在接地方框的四角各设置一个，射线每15米安装一个防盗角桩，射线长度大于30米的，在中间加一个。
（4）对于土壤电阻率特别高，接地电阻难于降低至要求值的塔位，为减小接地电阻，可采用接地模块。
2接地装置材料及性能比较2.1柔性石墨防雷接地体与金属产品相比较柔性石墨防雷接地体与金属产品（以铜包钢为例）相比较，两类产品刚开始都能够达到降阻效果。
但是，随着时间的推移，金属产品会逐渐发生锈蚀，锈蚀出现后，由于电偶腐蚀的作用会加剧腐蚀，导致接地电阻升高而易发生事故。
2.2柔性石墨防雷接地体与非金属产品相比较非金属制品常见的为降阻模块产品。
其内置镀锌接地扁钢（钢管、圆钢、角钢），将其与被保护的地线焊接，因而金属接地体与大地的有效接触面积大大增加，通过潮性作用达到降阻效果。
