柔性石墨缆在山区10 kV线路接地中的应用

1 现状介绍

雷击是影响线路安全运行的重要因素，目前通常采用的提高线路耐雷水平、减少线路雷击跳闸率的措施是降低线路杆塔的接地电阻，而人工接地装置是降低接地电阻的主要措施。

本文首先分析了常规接地材料和石墨缆接地材料的优缺点，进而以某大型运动会高尔夫球场馆供电线路为例，介绍了石墨缆接地线的具体应用。

2 接地材料

长久以来，杆塔接地网通常采用镀锌钢作为接地材料，镀锌钢即在钢外面附着一层锌层实现防腐蚀的目的，但实际运行经验表明，焊接头为镀锌钢接地体的薄弱点，容易出现点腐蚀问题，正常使用寿命约为10年，远不能满足输电线路接地材料使用寿命达到40年的要求。近年来在强腐蚀地区多采用铜覆钢材料，在钢外面附着一层铜层进行防腐，具有较好的防腐性能，但当接地体由于外界因素发生弯折时，表面的铜层容易开裂使内部的钢暴露出来而发生腐蚀。

石墨缆接地线呈电缆状，采用高碳石墨线制造而成。属于非金属导电体，具有抗腐蚀、耐酸碱、不生锈、电阻稳定、安装方便、使用寿命长等特点，在高电阻率、腐蚀性高地区的35 kV及以上杆塔接地中已有较多应用。石墨缆在结构组成上具有以下特性：

·采用新一代外编技术，在柔性石墨卷材切条外围，经特殊工艺外钩编不锈钢丝，茵苛镍丝制成，产品有外编织网，网孔细致均匀；

1.3.2 内置式反应堆制作。甜瓜、西瓜、红香芋反应堆制作分别是在种植行下挖宽0.4 m、深 0.25 m，宽0.6 m、深0.25 m，宽0.8 m、深0.2 m，长度与行长相等的沟，在沟内铺秸秆；然后将已扩繁的菌种均匀撒在秸秆上面（湿料1 kg/m2）；撒好后用铁锹在秸秆上拍一遍，使菌种分散在秸秆里面；接着将开沟翻出来的2/3土覆盖于秸秆上，覆土时每隔1.5 m左右露出秸秆长度10 cm，以便输入氧气；然后将水注入沟内，水量充足，保证秸秆吸足；第2天，等到水充分下渗，再将余土覆盖秸秆，形成栽植垄，并撒上疫苗；最后合理布置滴灌设施，并及时覆盖地膜，促进种苗生长[3]。

·地上部分外包绝缘层，中间芯为钢丝绳，抗拉力更强；

鉴于前文所述柔性石墨缆具有的优良特性，本工程采用石墨缆与石墨接地模块进行降阻，敷设示意图如图3所示，圆环周长约2 m，两侧放射直线长度为5 m，深度均为0.6 m。

3 应用案例

3.1 基本情况

2.4 两组孕妇行为习惯评分比较 观察组孕妇合理膳食、适当运动、卫生习惯、定期产检、自测血糖等行为习惯评分均高于对照组，两组比较，差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。

在圆环左右分别沿公路两端各开挖沟（长5 m，深度0.6 m），并将石墨接地线水平放入沟底，如图5所示。

本案例为北方某城市大型运动会高尔夫球场馆10 kV供电线路，该线路为现有线路，高尔夫球场馆为即将接入的负荷。线路所经地区属于山区，表面20 cm为灰土，20 cm以下石头居多，土壤电阻率高，导致电杆的接地电阻值偏高，而由于历史原因，线路建设时电杆无接地装置，仅依靠电杆本体接地，在高土壤电阻率的情况下，电杆的接地电阻值通常都大于30 Ω。而本线路在高尔夫球场馆负荷接入后重要性提高，高电杆接地电阻值无法满足供电可靠性和运动会保电的要求，需要进行改造，加装接地装置。

  

图1 高尔夫球场馆10 kV线路

3.2 土壤电阻率测量

在石墨沟放入石墨块，如图6所示。

3.3 接地电阻值测量

然后，采用《杆塔工频接地电阻测量》（DL/T 887—2004）中给出的三极法测量图1中电杆的接地电阻值，电极布置如图2所示。测量仪器选用CA6460数字式接地电阻测试仪，dGP为电杆G与电压极P之间的直线距离，dGC为电杆G与电流极C之间的直线距离，具体测量参数及结果如表1所示。

  

图2 三极法测量的电极布置图

3.4 接地设计

经计算可得，要满足接地电阻30 Ω的要求，水平接地极的总长度需要约25 m，再考虑局部地区碎石集中电阻率大，留有一定裕度，水平接地极的总长度要达到30 m以上。而通常情况下10 kV电杆间距为50 m，水平接地极总长度30 m不但不能满足当地管理部门的要求，对于电网建设本身来说也过长，基本上需要开挖沿线60%的路径长度。而对于山区来说，地势高低起伏，还有许多落差很大的沟堑，施工难度大，不能满足要求。

 

表1 接地电阻测量参数及结果

  

若采用镀锌钢，根据《交流电气装置的接地设计规范》（GB/T 50065—2011）中水平接地极接地电阻计算公式：

 

式中：Rh为水平接地极的接地电阻，Ω；ρ为土壤电阻率，Ω·m ；L为水平接地极总长度，m；h为水平接地极的埋设深度，m；d为水平接地极的直径或等效直径，m；A为水平接地极的形状系数，本文中采用“一”字形，A取－0.6。

电杆的接地电阻值测量结果为137 Ω，远大于30 Ω的要求，路径沿线电杆所处地质条件基本相同，均存在接地电阻超标问题，该线路为重要运动会保电线路，需要采取降阻措施以提高供电可靠性和电能质量。

李小树斜着眼带着一副调侃的神态说：“你虚伪了吧？要是别人说没研究过女人，我或许还有点信。但是——你，一个搞艺术的男人，你说你没研究过女人，这话说出来恐怕连鬼都不会相信！”

·接头采用不锈钢制成，通用孔径；采用扁平式设计，更便于与设备连接；双层套编，载流量更大。

  

图3 石墨缆敷设示意图

3.5 施工步骤

在电杆周围开挖2 m左右圆环，如图4所示。

线路所经地区的典型地貌如图1所示。由图1可以看出，线路沿线左侧为公路，右侧为山丘，不具备与线路呈横向长距离开挖条件，只能沿线路走向敷设接地体，而且出于生态保护和水土保持的考虑，当地相关部门禁止大面积长距离开挖。

建立采用空气层进行热量交换的辐射板数学模型，通过对辐射板传热过程的理论分析，应用CFD数值模拟的方法，对不同空气层厚度和不同供水温度下辐射板表面最低温度、平均温度及供冷能力的影响进行分析.改变室内参数，分析不同室内壁面温度和室内温度对辐射板实际供冷能力的影响，得到如下结论：

  

图4 开挖圆环

  

图5 开挖深沟

首先对典型区段的土壤电阻率进行测量，采用四极法测量电杆附近的土壤电阻率，测量仪器选用CA6460数字式接地电阻测试仪，电极间距为10 m，测得土壤电阻率为401.92 Ω·m（未考虑季节系数）。

根据现场需要，若岩石较多，每块石墨接地模块配合石墨粉使用，如图7所示。

  

图6 敷设接地模块

  

图7 使用石墨粉

回填。施工回填后复测接地电阻值为23 Ω，达到设计标准要求。

表2给出了本工程实际采用方案与只采用镀锌钢接地材料的经济性对比，为了增加可比性，将镀锌钢配接地模块方案的40年总投资也列于表2中。由表2可以看出，石墨缆配接地模块的方案明显优于其他两种方案，40年总投资可减少约30%。

内蒙古河套灌区粮油作物节水技术集成模式…………………………………………………………… 史海滨，闫建文，李仙岳（36）

 

表2 接地材料经济对比

  

注：接地模块均采用石墨接地模块，40年内不须改造

 

费用/元 40年改造次数/次 40年总投资/元圆钢 13 32 416 80 496 992 3 3420圆钢（配接地模块） 13 12 156 1800 186 2142 3 3168石墨缆（配接地模块） 60 12 720 1500 186 2406 0 2406材料名称 单价/元 数量/m 材料费/元 接地模块等费用/元 施工费/元 一次施工

4 结束语

本文对比分析了柔性石墨缆和常规接地材料镀锌钢的优缺点，结合山区10 kV线路所经地区的地形限制，给出了石墨缆在山区10 kV电杆接地中的具体应用，并且运用全寿命周期理论对比分析了不同接地形式的经济性。结果表明石墨缆不仅具有抗腐蚀、耐酸碱、不生锈、电阻稳定、安装方便使用寿命长等特点，而且从全寿命周期来看也具有很大的经济优势。

近年来自然灾害越来越多，干旱气候的发生使茶树生理功能降低，太阳辐射热上升到茶树本身所能忍耐的最大限度时，叶绿体遭到破坏，从而导致茶叶品质的下降[1]。