不同接地材料引下线部分的试验及仿真研究

发布时间：2020-11-18 10:18

　　 在杆塔防雷接地系统中,接地材料的稳定性,导电性是影响接地系统是否能够长期稳定运行的关键。现今使用的接地材料大部分仍然是传统的镀锌钢、镀铜钢,近些年来为了能够解决传统钢质的接地材料易腐蚀的问题,出现了柔性石墨复合接地材料,然而这些材料的替换解决的是埋入地下的接地线的易腐蚀问题,而接地体引下线一部分暴露在土壤表层以上,一部分在土壤下与接地线连接,如今依然大量使用的是镀锌钢接地引下线,由于引下线部分一部分长期暴露在土壤表层以上,受环境的影响更大,在引下线的焊接点处腐蚀更加严重,导致3-5年就需要维修、更换,甚至严重的地区2年就需要更换,特别对于柔性石墨复合接地体,引下线部分依然使用镀锌钢材料会加速镀锌钢的腐蚀速率。因此为了能够解决引下线的易腐蚀问题、柔性石墨复合接地体与引下线的材料一体化,在将引下线部分的材料替换为柔性石墨复合接地材料的基础上使用了碳纤维这种新型纤维材料。本文基于柔性石墨复合接地体对引下线部分进行了试验及仿真研究,并使用了碳纤维这种新型纤维材料,首先对镀锌钢、柔性石墨复合接地材料进行了经济性、连接特点分析,探究引下线部分使用碳材料的施工运输、成本的优异性,然后利用COMSOL多物理场仿真软件对钢质接地材料、柔性石墨复合接地材料进行雷电流冲击模拟,分析两种材料的散流特性,进一步验证使用柔性石墨复合接地引下线的可行性。为了进一步对比使用镀锌钢、柔性石墨复合接地材料、含碳纤维编织层的柔性石墨复合接地材料作为引下线部分的稳定性,设计了高温试验、低温试验、弯折试验、磨损试验,利用QJ44直流双臂电桥测量试验前后接地材料的电阻率变化大小,对比分析引下线部分从运输施工到运行使用过程中的稳定性。
【学位单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM862
【部分图文】：

蚀问题一般 8 年左右就需要更换，在一些特殊的土壤条件下，甚至 3-4 年就出现了严重的腐蚀，为了提高接地体的耐腐蚀性以及使得运输施工越来越简便，一种新型的非金属导电材料石墨在杆塔接地工程中的应用受到了越来越多的关注，从最早的石墨复合接地模块到如今的柔性石墨复合接地体，通过在一些地区的试用发现不仅能够满足接地电阻的要求，同时能够避免接地极的腐蚀问题，大大提高了接地系统的安全性[14-19]。

蚀问题一般 8 年左右就需要更换，在一些特殊的土壤条件下，甚至 3-4 年就出现了严重的腐蚀，为了提高接地体的耐腐蚀性以及使得运输施工越来越简便，一种新型的非金属导电材料石墨在杆塔接地工程中的应用受到了越来越多的关注，从最早的石墨复合接地模块到如今的柔性石墨复合接地体，通过在一些地区的试用发现不仅能够满足接地电阻的要求，同时能够避免接地极的腐蚀问题，大大提高了接地系统的安全性[14-19]。

长期受阳光照射，雨水影响，石墨会不断脱落露出内部增韧纤维，久而久之甚至会造成外层石墨线脱落，影响整个接地效果[18,28-31]。综上所述，研究将石墨应用于接地体引下线部分与接地网形成一体化，不仅使得杆塔接地系统施工更加简便，也解决了金属易腐蚀以及后续更换频繁维修的问题，具有重要的理论和工程意义。1.2 国内外接地材料研究现状电力系统接地网一般采用镀锌钢、镀铜钢、铜材等金属材料。除了价格较为昂贵的铜接地材料耐腐蚀性能较好之外，一般金属接地网难以避免地发生自然腐蚀[2,15]。最早由于我国早期的电力系统设计多为借鉴前苏联的相关技术，同时考虑到我国有色金属材料比较缺乏，因此至今我国接地设计大量选用刚才并通过热浸镀锌层进行防腐。从表 1-1 可看出钢质接地网普遍存在一定的腐蚀问题，严重地区 3-5 年便出现腐蚀严重的情况[5]。
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 龚若涵;;HM-JD-L28型新型石墨复合接地体与常规降阻方式降阻效果的对比分析[J];电瓷避雷器;2015年06期

2 罗永勤;武国亮;牛彪;赵定义;屈中伟;;膨胀石墨的制备工艺及应用研究进展[J];化工生产与技术;2015年05期

3 张波;何金良;曾嵘;;电力系统接地技术现状及展望[J];高电压技术;2015年08期

4 陈显明;;碳纤维的性能、发展及应用研究进展[J];印染助剂;2015年07期

5 丁国君;寇晓适;郭磊;董曼玲;姚文星;;基于改性石墨材质接地体的应用研究[J];智能电网;2015年06期

6 凌自成;闫翠霞;史庆南;冯中学;;石墨烯增强金属基复合材料的制备方法研究进展[J];材料导报;2015年07期

7 李立欣;宋志伟;康文泽;张海军;潘彤;;膨胀石墨在环境保护中的应用及其发展趋势[J];安徽农业科学;2015年01期

8 胡元潮;阮江军;龚若涵;刘振武;吴泳聪;文武;;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[J];电网技术;2014年10期

9 杨西周;马成才;王乐新;卓红杰;瞿水平;陈恒祥;;采用长效降阻剂和非金属石墨接地模块降低接地电阻值[J];电世界;2014年05期

10 魏明辉;孙喜明;;高温气冷堆用石墨材料的腐蚀实验与软件模拟[J];原子能科学技术;2013年09期

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1 陈赛慧;接地降阻材料雷电流冲击特性研究[D];北京交通大学;2016年

2 王岳明;接地网优化设计及安全性评估[D];湖南大学;2011年

3 余晓东;高土壤电阻率地区变电站接地设计与降阻技术研究[D];重庆大学;2009年

本文编号：2888609