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。

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。

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。

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。

柔性石墨接地体与金属接地体散流特性对比

不同接地材料因其电磁参数的不同使得接地体的工频与冲击散流特性有区别。针对石墨、锰铜和钢三种接地材料进行仿真建模计算,建立了输电线路杆塔接地网常用的方框带射线型接地网模型,分别对比分析了三种接地材料在不同频率电流、不同土壤电阻率条件下的冲击散流特性,阐述了接地体散流特性对接地阻抗的影响。通过对比分析可知:在高频电流、高土壤电阻率条件下,柔性石墨接地体在远端的散流能力要优于钢接地体,接地阻抗更小。

柔性石墨接地体耐腐蚀试验及应用技术研究

针对易腐蚀地区中金属接地体存在的易腐蚀问题,提出了耐腐蚀能力强的柔性石墨接地材料。对柔性石墨复合接地材料本体进行了耐腐蚀能力试验,试验结果表明,柔性石墨接地体腐蚀速率远低于铜与钢,具有很强的耐腐蚀性能。然后对柔性石墨接地体接头进行了加速腐蚀试验,试验结果表明,接头会发生剧烈的电化学反应,是柔性石墨接地体防腐的重点。为了解决接头防腐问题,提出采用防腐石墨布的方法。最后介绍了柔性石墨接地体在易腐蚀地区中的示范应用工程。

柔性石墨接地体典型杆塔接地应用研究

利用CDEGS仿真计算了典型杆塔接地网的接地电阻,首先对比了柔性石墨接地体与圆钢、锰铜在工频接地及冲击接地性能的区别,结果表明,柔性石墨接地体的工频接地电阻略高于圆钢,但由于其非磁性,较弱的趋肤效应使其冲击接地电阻低于圆钢,因此,柔性石墨接地体具有良好的防雷接地特性。然后,以广东佛山典型输电线路中柔性石墨接地体示范应用工程为例,介绍了有关柔性石墨接地体的实际工程施工工艺及技术,为其他类似的工程及试验提供参考依据。

柔性石墨接地体电阻特性的试验研究

以高纯石墨作为主要导电材料的柔性石墨接地体,因具有价格低廉、便于运输、电阻率低、耐腐蚀性好等诸多优点,而被电力、通信、石油化工、铁道、建筑等场所用于防雷接地网,并逐步推广使用。对4种典型结构的柔性石墨接地体在不同电流幅值下的交/直流体积电阻进行了测量,试验结果表明:柔性石墨接地体的连接金具的材料以及连接金具与柔性石墨接地体的连接方式对其体积电阻值有较大影响;柔性石墨接地体的电阻率低于6×10-5Ω·m;当施加的测量电流幅值足够大时,柔性石墨接地体的交/直流体积电阻的测量值趋于恒定。

石墨基柔性接地体及其在通信基站接地网中的应用

石墨基柔性接地体相对于传统接地体,接地电阻低,在高低温循环作用下结构稳定,能满足短路故障电流的冲击,保证通信基站系统安全可靠运行、保障运行人员和电气设备安全;又因其基体是鳞片石墨加工而成,保留了石墨的全部特性,耐腐蚀性高、寿命长、无需更换,降低了接地装置的全寿命周期成本;在交通不便、无电、土壤电阻率较高的山区使用时,不需要再搬运焊机等笨重设备,埋设更方便,节约了土石方的开挖量,减少了施工强度,且安装流程简化,大大缩短了安装施工时间,降低了施工成本,有着其他接地装置不可比拟的优势。最后,简要阐述了石墨基柔性接地体在中国铁塔2018年河南省分公司洛阳市室外站工程中的应用情况,结果表明该接地体可以在恶劣地质环境条件下能满足实际工程的要求。

简述石墨接地体在油田电网中的应用

本文强调了电网接地系统对整个电网稳定性的重大影响,分析了多种接地体材料在使用过程中发现的问题,对石墨接地体的性能指标和安装方法及监测结果做了简要的阐述。

石墨基柔性接地体与金属接地体冲击接地性能对比

石墨基柔性接地体在解决金属类接地体腐蚀方面提供了一种新的手段,但其冲击接地特性需要进一步论证。本文利用有限元法对二维涡流场求解,对比分析了石墨基柔性接地体与圆钢接地体在高频电流作用下的自感与等效电阻。计算结果表明,由于圆钢磁导率高,随着频率增加,圆钢等效电阻显著增大,并在频率达到35kHz时超过同等半径下的石墨基柔性接地体。频率5kHz时圆钢内自感迅速下降至10^-6H/m量级,然后逐渐平缓下降至10^-7H/m,与石墨基柔性接地体、铜接近。采用正交试验设计方法确定土壤电阻率、接地体长度、雷电流幅值仿真参数组合,仿真结果表明,石墨基柔性接地体冲击接地电阻小于圆钢,并通过冲击接地对比试验,验证了仿真结果的准确性。

电流加热伏安法测量石墨基柔性接地体的电阻-温度特性

研究石墨基柔性材料电阻温度特性和热稳定性。采用电流加热与恒温保护配合的方法,利用伏安法分别测量各温度下接地体的电阻,推导出平均电阻温度系数;运用实验得到的接地体电阻温度特性参数,迭代计算出石墨基柔性接地体在工频接地故障电流和雷电冲击电流下的最大温升,结合热稳定系数的计算给予验证。实验结果表明:石墨基柔性接地体具有负的温度系数。在石墨基柔性接地体的最高允许使用温度为450℃时,0.5 s工频电流下的最大允许的电流约为1.4 kA;在8/20μs高频雷电流冲击下,石墨基柔性接地体的最高允许通过电流为287.9 kA。

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。

基于正交试验的石墨复合接地体接地特性影响因素分析

石墨复合接地体作为一种新兴的非金属接地材料,广泛应用于输电线路防雷接地工程。影响石墨复合接地体接地特性的因素众多,采用单一变量法分析其接地特性,计算量繁琐。针对石墨复合接地体建立正交试验表,结合CDEGS接地仿真软件,研究电流频率和幅值、接地网面积、土壤电阻率等多个因素对石墨接地体接地特性的影响规律,对比了传统金属材料与不同直径石墨复合材料的接地效果并提出优化方案。同时,对改进的扩径石墨复合接地体接地特性影响因素进行了正交试验分析。研究结论为石墨复合接地体的结构优化与实际接地材料选型提供了参考依据。

石墨基柔性接地体比热容研究

比热容是材料热性质的重要物理量。石墨基柔性接地体作为一种新型的接地体材料,其比热容的大小决定了材料在电流作用下的温升情况。研究测定石墨基柔性接地材料的比热容,对进行材料热稳定计算具有重要意义。采用差式扫描量热法(DSC)进行石墨基柔性接地材料的比热容测定,得到了石墨基柔性接地材料的比热容曲线。进行材料温升(热稳定)计算时,可根据环境温度和材料允许的最高温度,对比热容曲线进行积分,最终可以得到在此温度区间的等效比热容。

石墨基柔性接地体在藏中联网工程中的应用

随着社会的不断发展,对电网安全运行的要求越来越高,特殊地区输电线路常规接地装置已无法满足电网安全运行要求。藏中联网工程首次使用石墨基柔性接地体,试验测量了各种编号杆塔所处位置的土壤电阻率,对比了石墨绳与圆钢材料的接地降阻,结果表明:石墨基柔性接地材料相比于圆钢材料能有效解决特殊地形环境下,线路工程接地敷设降阻难题,为藏中电网工程建设提供可靠保障。