柔性石墨接地材料工频热稳定性能试验研究

针对电力系统中广泛使用的金属接地材料在运行中存在的腐蚀严重、运维费用高等问题,新型耐腐蚀型柔性石墨非金属接地材料成为一个较为热门的研究方向。柔性石墨接地材料的电气及热特性与传统的金属接地材料差异较大,其在工频电流下的热稳定性能也与金属材料有所区别,成为了制约柔性石墨接地材料截面选取以及结构设计的主要因素。为了得到较为准确的柔性石墨接地材料热稳定性能,文中针对柔性石墨接地材料在不同短时工频电流作用下的电气及热特性变化展开实验研究,获得了相应的热稳定温度阈值和热稳定系数参考值。研究结果表明:柔性石墨接地材料最高允许工作温度(即热稳定温度阈值)约为300℃,与传统金属接地材料较为接近;而其热稳定系数约为2.94,相比金属接地材料较低,因此在设计接地体时,柔性石墨材料的接地体截面应超过金属接地材料接地体截面,才能保证通流容量满足实际需要。

柔性石墨接地体与金属接地体的耐腐蚀性对比

传统金属接地体受到土壤的电化学腐蚀严重,为此,选择一种新型接地材料——柔性石墨接地体,与钢、铜等常用金属接地体的耐腐蚀性进行对比。根据5种常见土壤的腐蚀特性,采用室内腐蚀模拟试验,通过制备土壤模拟液和细砂模拟我国几种典型土质,对几种接地材料的腐蚀特性进行了研究。同时,针对接地材料腐蚀对接地电阻的影响,分别对相同长度及直径的铜、钢和石墨复合接地体3种接地材料腐蚀前后的接地电阻进行了对比测试。研究表明:石墨复合接地材料不受土壤条件的限制,其防腐蚀特性优于现行的钢、铜等金属接地材料;石墨复合接地材料腐蚀前后,其接地电阻基本无变化。

柔性石墨接地体在山区杆塔接地网中的应用

为解决山区杆塔设计存在地形复杂、土壤电阻率高等问题,提出了一种石墨膨润土和柔性石墨接地体在山区杆塔建设中配合使用的方法;并用数值仿真软件CDEGS对典型山区地形接地电阻仿真计算,针对不同地形地貌并结合柔性石墨接地体的优势提出一套优化设计和改造方案。工程实际应用表明,在山区特殊地形采用独特的杆塔接地网型式;并用石墨膨润土改善接地体周围土壤环境,能有效控制杆塔接地电阻在规程要求内,具有较高的应用价值和推广价值。

柔性石墨接地体与金属接地体工频接地性能对比

为了研究柔性石墨接地材料与金属材料接地网的工频接地性能及其在发、变电站大型地网应用的可行性,使用仿真软件CDEGS计算了不同条件下两者的工频接地电阻、接触电压及跨步电压。结果表明:柔性石墨接地材料在低电阻率、大面积接地网的接地电阻与金属材料差别较大;接地网边角注流时,柔性石墨接地材料接地网的接触电压及跨步电压随着土壤电阻率的增大与金属接地材料的差异减小,这种差异随着接地网面积的增大趋于增大;合理设计接地线引线位置、优化接地网结构以及提高柔性石墨接地材料自身电导率,能拓宽其在发、变电站接地网的应用前景。

柔性石墨接地体及其接头耐腐蚀特性

为得到柔性石墨接地体及其接头的耐腐蚀特性,根据5种典型土壤的腐蚀特性,采用室内腐蚀模拟实验,通过土壤模拟液和细砂模拟我国几种典型土质,对柔性石墨接地体、铜和钢3种接地材料的耐腐蚀特性进行了研究;同时,通过室内加速腐蚀试验对柔性石墨接地体、铜、钢3种接地材料和柔性石墨接地体金属接头腐蚀前后接地电阻的变化进行了研究。研究表明:柔性石墨接地体在不同土壤模拟液中的腐蚀程度均很小,其耐腐蚀特性优于现行的钢、铜等金属接地材料;柔性石墨接地体腐蚀前后,其接地电阻基本无变化;柔性石墨接地体金属接头在氯盐土与盐碱土中接地电阻变化较大,可采用降阻石墨布或非金属接头进行防腐降阻。

基于柔性石墨接地体的塔基外敷降阻研究

为了降低特高压杆塔基础的自然接地电阻,本文提出在混凝土外包裹一根柔性石墨接地体,研究分析接地体的降阻效果。首先对单根灌注桩进行等值简化处理;然后在CDEGS软件中建立了特高压杆塔基础仿真计算模型,分别对螺旋式、分层式以及笼式3种敷设方法在不同土壤电阻率的情况下的杆塔基础接地电阻进行仿真计算,分析对比了不同敷设方式的降阻效果。研究表明:3种敷设方法都有显著的降阻效果,其中在同等的外界条件下,笼式的敷设方法降阻效果要优于其他2种。

关于石墨接地在输电线路中的研究与应用

雷击是危及输电线路安全可靠运行的主要因素,深入研究输电线路的耐雷水平对保证电力系统的安全可靠运行具有重要的意义。通过降低线路杆塔接地电阻是提高杆塔耐雷水平的基础和有效手段。文章介绍以石墨为原材料制作的新型接地体在输电线路防雷接地的研究应用。该材料较其他接地材料更为经济有效,极具推广运用价值。

石墨接地体加接地布的接地阻抗特性研究

接地电阻是衡量电力系统稳定性的重要参数。若接地系统埋在与电极接触不良的土壤中,简单石墨接地装置在复杂土壤环境中的降阻效果一般,难以达到工程要求。在接地装置的降阻原理的基础上提出用于增大散流面积的接地布降阻方法,并设计接地装置加接地布的接地方案。首先进行了仿真分析,在模拟试验平台中进行了石墨接地装置加接地布的接地实验,重点测量了接地布位置、埋设深度和冲击电流幅值对接地布降阻效果的影响。通过模拟试验和有限元仿真的对比研究接地电阻的变化情况,总结分析了各因素对于接地阻抗的影响规律,提出利用接地布降低接地电阻的辅助散流方案,为降低接地电阻提供参考。

探索便组装式石墨接地网在山地输电线路上的应用

输电线路在电力系统中起着重要的输送作用,它关系到整个电力系统的安全和高效地运转。随着近年来国家大力发展西部偏远山区,尤其以贵州地区为代表,使得该地区的电力系统得到了巨大的发展。但由于当地的地理位置和气候条件的独特性导致在输电线路的架设过程中出现了一些问题。而便组装式石墨接地网的出现让这一问题得到了极大的改善。文章主要介绍了便组装式石墨接地网的优点及其在山地的应用。

带状柔性石墨接地体制备及阻抗性能研究

与圆柱形石墨和块状石墨相比,带状柔性石墨接地体具有加工工序简单、加工周期短、石墨资源浪费量较少的特点,在电力行业得到了广泛应用。为了准确获得带状柔性石墨接地体的阻抗性能和分析带状柔性石墨接地体的制备对其阻抗性能的影响,提出带状柔性石墨接地体制备及阻抗性能研究。研究带状柔性石墨接地体生产过程中的高温膨化、碾压成膜、添加粘结剂、添加玻纤、剪切成条、编织成线等控制,实现带状柔性石墨接地体的制备。利用Keysight E4990A型阻抗分析仪,分析不同品质、不同横截面积、不同长度以及不同温度状态的带状柔性石墨接地体阻抗性能,完成了对提出的带状柔性石墨接地体的制备及阻抗性能研究。

石墨接地体在通信防雷系统中的应用

我国是雷电多发区,每年因雷电造成的损失极大,因此防雷是一项重要而紧迫的工作。接地是防雷的技术环节,选择何种材料至关重要,从市场调研、工程设计、安装等几个环节展开分析和论述,同时结合本地土壤和土质电阻率,经过分析计算,制定了切实可行的施工方案,并组织实施,经过多次测试比较,石墨接地体具有钢材接地体所无法比拟的优点,有着很高的实用价值和推广价值。

柔性缆状石墨接地在输电线路工程中的应用

本文介绍了柔性缆状石墨防雷接地极结构和性能特点及电气设计,结合几年来实施的输电线路接地极改造工程实际,总结出这种柔性缆状石墨接地极常用敷设型式。通过全寿命周期理念比较得出,柔性缆状石墨具有明显的社会经济效益。本文介绍了柔性缆状石墨防雷接地极结构和性能特点及电气设计,结合几年来实施的输电线路接地极改造工程实际,总结出这种柔性缆状石墨接地极常用敷设型式。通过全寿命周期理念比较得出,柔性缆状石墨具有明显的社会经济效益。

高土壤电阻率下的新型石墨接地材料冲击特性仿真分析

为了研究新型石墨接地材料在高土壤电阻率地区的冲击特性,研究运用CDEGS软件对新型石墨接地材料在高土壤电阻率环境下的电感效应进行分析。从不同尺寸、不同土壤电阻率两个方面与传统接地钢材料进行对比,得到如下结论:在较低土壤电阻率土壤中,冲击接地阻抗受接地体长度的影响很大;在相同尺寸情况下,新型石墨接地材料在高频电流下的电感效应比钢材料小,冲击接地阻抗也小于钢材料,尤其在高土壤电阻率土壤中,新型石墨接地材料在电感效应方面明显优于传统接地钢材料。

石墨接地体在煤矿井上下供电系统中的应用

防雷在于接地,接地电阻偏大是引起供电线路遭受雷击的主要原因。在大地中埋设防雷接地体,在井下埋设主副接地极,是目前国内外普遍采用的最有效的避雷和防漏电方法。但煤矿供电接地系统的不可靠一直困扰着矿井的安全生产。当矿井双回路输电线路遭受雷电侵入时,不能瞬间将雷电流泄入大地,造成了地面大型设备停机,井下供电双回路停电。当井下电气设备出现漏电时,会造成供电系统大面积停电。而以石墨为主的接地体的研发成功,破解了这一难题,并取得了良好的效果。

火花效应及火花刺对石墨接地体冲击接地电阻的影响

柔性石墨复合接地体是一种具有良好的导电性、天然的耐腐蚀性、非铁磁性的非金属接地体,为了探究柔性石墨接地体在雷电流作用下火花效应和火花刺对其冲击接地电阻的影响,提出了一种计及火花效应的等效半径迭代算法并验证了其可靠性。利用该算法仿真模拟了长30 m的水平T型柔性石墨复合接地体在其不同位置添加火花刺对其冲击接地电阻的影响,并进一步分析了火花刺对输电杆塔方框带射线地网的冲击接地电阻的降阻效果。结果表明,在实际工程应用中,要充分考虑火花效应和火花刺对改善输电杆塔地网冲击接地特性的积极影响。

试论超导拒腐柔性石墨接地带在输电线路铁塔防雷接地的应用

如何减缓接地网因金属材质的在土壤中腐蚀后,电阻升高造成雷击跳闸事故的发生,为了全面解决在工程建设,尤其是电网建设工程基建工程施工困难,接地电阻难以降低,接地腐蚀较为严重、腐蚀速度较快的问题。为确保线路安全稳定运行,项目投资的合理性、经济性,为了降低防止雷击造成重要输配电线路杆塔跳闸概率,因此在重要的电气化铁路供电线路采用防雷接地效果比较好的新技术超导拒腐接地铠装柔性石墨接地带有效解决了金属腐蚀、雷击跳闸事故,降低了输电线路雷击跳闸的次数,起到了良好的效果。

柔性石墨接地极在桂林地区10kV线路杆塔接地改造中的应用

桂林地区配电网设备接地因岩石地质原因,难以施打接地桩及敷设接地网,造成电阻超标的问题日益突出。柔性石墨接地极相较传统镀锌钢接地材料具有更加稳定、耐腐蚀等接地特性,因此开展线路杆塔接地改造关键技术的研究。对桂林地区进行土壤结构和杆塔接地电阻进行勘察,将柔性石墨接地极应用于10 kV线路杆塔接地改造,并评估接地电阻、接触电压、跨步电压等安全标准。

10kV配网用石墨接地材料的性能测试研究

针对石墨基柔性接地材料在配电系统接地中的应用问题,构建了有限元仿真模型对一组10 kV配电网石墨基柔性接地装置的接地电阻进行计算,并结合石墨基柔性接地材料的固有特性和常用降阻方式,结果发现在城市配电网应优先采用矩形框式的结构以减小接地电阻;对短路故障下和雷击故障下石墨基柔性接地装置在的温升情况进行了仿真计算,结果表明测试装置可在短路故障工况下正常运行,而在30年一遇雷击故障下局部温升过高。研究结果对10 kV城市配电网中石墨基柔性接地装置的设计、选型和应用具有重要参考价值。

石墨接地体添加火花刺的冲击降阻特性研究

石墨接地体添加火花刺可以有效降低冲击接地电阻,为研究方框带外延线型石墨接地装置添加火花刺的降阻规律,从电磁场角度出发,建立了考虑电感效应、集肤效应和火花效应有限元分析模型,系统分析了火花刺的长度、位置和间距对方框带外延线石墨接地体冲击接地电阻的影响,并设计试验进行了验证。结果表明:方框带外延线型石墨接地装置射线端添加火花刺可以增加散流通道进而有效降低冲击接地阻抗。该试验条件下,受端部效应的影响,火花刺应布置在射线长度的1/3-7/10处;受屏蔽效应的影响,火花刺长度的最优值约为射线长度的0.1-0.25倍,火花刺间隔的最优值为火花刺长度的0.9-1.1倍。