柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用

为解决山区杆塔接地土壤电阻率高的问题，广东电网有限责任公司汕头供电局、武汉亿之烽科技有限公司的研究人员曾挺、吴哲、孔祥美、刘成刚、徐亮朝，在2020年第3期《电气技术》杂志上撰文，提出了柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用研究。
结合石墨基柔性接地体原材料特性，对接地外观、尺寸及允差、石墨覆金属线、电气性能和机械性能的接地条件展开分析，通过实际案例，验证了柔性石墨缆在接地中的应用研究，有效控制接地电阻在规程范围内，具有实用价值。

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山区杆塔建设一直是电网发展重点，杆塔接地电阻偏大是引起线路跳闸的主要原因。山区杆塔接地具有以下特点：①山区海拔高，地势起伏，地形复杂，塔周围土壤较差，土壤电阻率较高；②采用接地体为金属接地体，经过长时间的运行后局部腐蚀严重，难以维护；③山区交通不便，大型接地系统运输存在问题，实际施工难度较大。
近年来，国内外学者对上述问题进行深入研究，一种新型石墨接地材料应运而生，因此，本文依据接地电缆自身形状，对柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用展开研究。
针对传统扁平式设计无法在高电阻、高腐蚀情况下得到高效使用的问题，需结合非金属导电体柔性石墨缆结构属性，设计接地技术条件，并通过实例验证柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用情况。
1 接地材料特性
以往山区线路杆塔接地通常以镀锌钢塔为基础材料，镀锌能够对接地线起到一定保护作用，降低腐蚀程度，但焊接头作为镀锌钢塔的基点，易受外界腐蚀，容易损坏，远远不能满足输电线路接地材料使用寿命的标准。
近年来，铜包钢材料在腐蚀性较强的地区得到了广泛应用，铜作为防腐层，具有良好的防腐性能。然而，当接地体受到外界因素影响而出现弯曲现象时，其表面的铜线开始损坏，内置的线头开始外漏。而柔性石墨缆结构，属于一种非金属导电体，具有耐腐蚀、耐酸碱、稳定性强、不生锈、安装便捷的优势，在高电阻率、高腐蚀领域得到更多应用。
石墨电缆结构采用编织网的形式，较传统扁平式设计方法，具有方便设备连接，承载能力相对较强等优点。此外，石墨电缆温度使用范围为[-60℃, 200℃] ，具有耐腐蚀、阻燃、易形成的优势。
2 接地技术条件
1）外观
石墨基柔性接地体外观应严密均匀，无明显断开点，表面应编织成网状，裸线、带、线等金属导体不应夹在接地体内。
2）尺寸及允差
柔性石墨基础接地体应保持圆形或矩形截面形式，矩形或圆形截面直径宽度和厚度的允许误差应小于5% ，总接地体金属导体横截面积不得大于接地体总横截面积的10% 。
3）石墨覆金属线
涂石墨金属丝需要在铜线或其他金属丝表面均匀、紧密、完整地涂上碳纳米管导电胶，不存在裸露金属导体，石墨层在室温下的剥离力不应小于10N/mm 。
4）电气性能
（1）直流电阻
石墨基柔性接地体直流电阻应符合表1的规定。

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【柔性石墨缆在山区线路杆塔接地中的应用】
表1 石墨基柔性接地体直流电阻规定（室温下）
（2）工频电流耐受性能
针对电源频率电流测试，其产品外观不应该消融或膨胀，受到的温度不高于120℃ ，直流电阻不大于10%的单位阻值增长。柔性石墨基础接地频率电流参数公差应符合表2中的值。
（3）雷电流冲击耐受性能
根据上述内容，在50kA标准雷电电流冲击下进行耐受试验，温升不高于120℃ ，试样外观不应有断股、烧蚀、鼓包等缺陷，单位长度直流电阻增大范围不超过10% 。