Page 28 - 电力与能源2021年第二期

1 7 6 梅吉明, 等: 森林草原火灾高危和高风险区架空输电线路接地装置方案优化研究

要用于换流站、 变电站、 大型建筑物接地网, 由于
前期投资较大, 易被盗, 并且由于缺乏输电线路运
行经验而较少应用于供配电线路中。
铜覆钢接地装置的连接需要采用放热焊, 由于
会产生大量的热和火星, 因此不建议在森林和草原
图 1 液压连接“ 一” 字型接地压接头
火灾高危区和高风险区应用, 但可以在土壤电阻率
不大于2000Ω · m 的森林和草原火灾一般地区

采用。
2.2 石墨基柔性复合接地装置
石墨具有原材料丰富、 导电性能好、 生产加工
成本低、 无污染等优点。同时, 石墨基柔性复合接

地装置因具有降阻效果好、 抗腐蚀性强、 运输方便、
易施工、 使用寿命长等特点而逐渐被广泛应用。
图 2 液压连接“ T ” 字形接地压接头
石墨基柔性复合接地材料由于自身非金属的
接的工件熔化形成分子连接, 整个过程持续时间 特质, 不受土壤条件的限制, 在酸、 碱性腐蚀土壤
很短, 需在特定模具中进行。放热焊接是一种简
中的腐蚀程度很小, 接地电阻稳定, 防腐蚀性能优
单、 高效、 高质量的金属连接工艺。
于现行的钢、 不锈钢、 铜等金属接地材料。由于石
液压连接具有无明火、 无高温等优势, 在森林
墨属于惰性导电元素, 其电位高于很多金属材料,
草原火灾高危区接地装置连接方面有较高的适用 如钢、 铜、 锌、 不锈钢等, 如果与地下管网( 钢制) 埋
性。根据 GB50233 — 2014 《 110~750kV 架空输 设距离较近, 在含水的土壤中, 容易对邻近的地下
电线路施工及验收规范》 中规定, 液压连接管的连 管网产生电位差腐蚀。为避免这一情况, 石墨之
接长度不应小于圆钢直径的 20 倍, 搭接长度不应 间的连接件应采用非金属材质, 压接长度不小于
小于圆 钢 直 径 的 10 倍, 连 接 管 壁 厚 不 应 小 于 接地体直径的 6 倍。石墨基柔性接地体之间的连
3mm , 其型号、 规格应与接地体匹配。 接应采用专用夹具, 石墨基柔性接地体两两搭接
螺栓连接类似于导地线的并沟线夹连接, 施工 重叠放置, 重叠部分不少于 180 mm 。石墨基柔
方便、 经济性好, 但相关规范中均未推荐采用。参 性接地体始终需要与铁塔的塔腿进行连接, 针对
考国外工程规程规范, 其应用较多, 接地体( 线) 大 不同导电材料连接产生的电化学腐蚀问题, 石墨
多采用镀锌钢绞线或镀锌圆钢, 连接采用并沟线夹 接地引下线采用铠装型式。
螺栓连接, 但存在连接不可靠、 接触电阻较大、 安装
3 接地连接方式年费用比较
时镀锌层易被破坏而腐蚀、 使用寿命不长等问题。
焊接、 螺栓连接、 液压连接三种常规接地装置
2 新型接地装置方案
连接方式优缺点对比如表 1 所示。接地材料比较
为提高降阻效果及防腐性能、 减少接地开挖 如表 2 所示。
工程量、 保护生态环境和降低全寿命周期成本, 需 由于铜覆钢的连接需采用放热焊, 不适用于森
要开展新型接地装置研究, 因地制宜地采用经济 林草原火灾高危和高风险区, 本文仅选择镀锌圆
合理的接地装置。目前, 已应用于工程实际的新 钢、 镀锌圆钢+模块以及石墨三种接地装置进行年
型接地型式主要有铜覆钢接地、 石墨基柔性复合 费用比较。各种接地材料单基费用如表3所示。

接地等。 假设镀锌圆钢接地使用寿命分别为 10 年和
2.1 铜覆钢接地装置 20 年, 石墨接地使用寿命为 40 年。资金折现率
铜覆钢是通过连续电镀或连续电铸工艺, 将 取 8% 。年费用计算结果如表 4 和表 5 所示。
99.9% 的电解铜分子均匀覆盖在钢芯上, 铜、 钢分 从表4和表5可以看出: 在土壤电阻率较低的
子紧密结合的新型接地材料 [ 1-2 ] 。铜覆钢具有电 地区, 采用镀锌圆钢( 压接) 或镀锌圆钢 + 模块( 压
阻低、 强度大、 耐腐蚀性强、 使用寿命长等特点, 主 接) 接地型式相对石墨接地仍具有一定的经济优