新型镀铜接地棒在接地系统中的应用
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摘 要
针对沿海地区的输电线路容易发生腐蚀问题，诸多学者提出一种采用镀铜材料为基础装置的防腐蚀方法。现阶段我国已经把铜材料应用于生产实践中，实践证明铜材料与传统材料在输电线路防雷接地中的各项指标存在显著差异，研究发现铜材料是最佳的电阻材料，能够有效减少由于雷击而产生的电路故障问题。笔者将根据相关工作经验，分析铜材料在输电线路防雷接地中的应用效果，为电力系统的安全运作提供可靠的保证。
【关键词】铜材料 输电线路 防雷接地 应用效果
从现阶段的发展来看，经济的发展离不开电力系统的支持，随着电网规模的不断扩大，输电线路运行的里程也逐渐拉长，供电范围也逐渐变广，输电容量持续增加。由于我国各个地质之间的地质条件不一，气候环境相差极大，而沿海地区盐碱成分较多，导致线路受腐蚀严重，尤其是接地网连接部分，特别是遇到雷电时，防雷接地对输电线路的安全稳定有着极其重要的作用。接地网设计中，为了达到电阻运行要求，对接地材料导电要求越来越高。若不及时对接地网材料进行升级处理，造成的雷击事故将越来越多，对电网的安全运行造成很大负面影响。
1 接地系统概述
良好的接地网电阻应该维持在最小，只有接地的电阻越小，雷击电流才能够安全通过接地网流入大地中。以GB562255-2012标准为例，对接地电阻有相应的要求，将供电公司运行的接地网项目传统角钢（热镀锌钢接地棒）与GALMAR镀铜接地棒进行比较不难发现，GALMAR镀铜接地棒的抗腐蚀性能、硬度与钢层厚度等均强于热镀锌钢接地棒，GALMAR镀铜接地棒的使用成本也更低。简而言之，GALMAR镀铜接地棒更能够更满足客户的需求，经济价值更高。
2 传统镀锌接地网存在的问题
相关研究资料显示，我国接地网普遍存在腐蚀问题，接地网的电阻随着时间的延长而增大，接地电阻一旦变大就不能够满足其基本运行需求。以某检修公司的600kV输电线路为例不难发现传统镀锌接地网的接地电阻导电率平均为9.21%，当输电线路受到雷电冲击时，有高频电流通过接地棒，而此时的传统镀锌接棒会因为电阻过高而出现线路跳闸问题。雷击所造成的短路问题发生时，由于冲击电流所带来的电弧作用点很小，因此温度很难升高，普遍高达420°以上，超过了传统镀锌接地网所允许的最高温度。传统镀锌接地网的施工过程中，一般采用的是电焊工艺，此种工艺手法存在缺陷，加大了电阻过高的几率。传统镀锌接地网在土壤中会受到化学腐蚀作用，影响其电气性能，在很大程度上提高了接地网的电阻值，因此影响了输电线路的防雷能力。从上述研究角度来看，采用传统镀锌接地棒存在电阻增大问题，不利于对传统镀锌接地网进行升级，雷击所造成的安全事故将会不断增多。
3.1 镀铜接地棒的性能分析
铜是一种较好的导电体，铜材料的导电率能够达到100.00%。采用铜材料的接地电阻导电率达到21.2%，采用锌钢的接地电阻导电率达到9.21%，因此铜材料的导电性能远远高于锌钢。当遇到雷击情况时，采用镀铜接地棒的冲击接地电阻性能比采用镀锌钢更为理想。通过耐腐蚀性试验不难发现，铜在土壤中的耐腐蚀性是锌钢的20倍～50倍，与此同时还能够保持较为稳定的电气性能，由于铜在表面生成附着性较强的氧化铜，因此会产生相应的保护作用，阻断化学物质的腐蚀。一些新型的镀铜接地棒技术能够具有一定的柔软度，穿管也较为方便，镀铜具有高机械强度作用，长度一般为29.8m/卷，质量为29.5kg，既有超强的电气性能，又具有超强的防腐蚀性能。
3.2 镀铜接地棒连接方式优化设计
由于镀锌铜接地棒在焊接过程中使得焊点内部无杂质，保证焊点为纯铜，接头电阻与导体电阻保持高度一致。新型垂直接地采用镀铜接地棒，其接地长度可以无限加长，且按照国家相关标准来看，单点垂直接地棒的电阻能够通过加大垂直接地深度而降低。在实际应用过程中，新型镀铜钢接地棒前端配有尖头，无需在开挖地表的情况下进行微创式安装。施工中只要增加垂直接地长度便可以达到降低电阻的目的，焊接的效果也较为理想。
4 应用效果
4.1 镀铜接地棒接地效果分析
某电力公司运行的600kv电路线位于某沿海地区，接地线受到盐碱的严重腐蚀，接地体钢筋直径减小，腐蚀断开现象较为严重，此地段在原有的设计中采用的工频电阻为13Ω，经过长时间的运行之后，接地网腐蚀较为严重，接地状况需要改善。此次项目选择N65-N120区段杆塔接地进行改造和验收，另外，由于该地段的接地电阻率测试结果小于3Ω，在同一地段土壤的性质相同以及同样天气良好的情况下，可以忽略土壤电阻率。经过实践研究不难发现，经过改造后，此地区线路运行状况良好，接地性能较为稳定可靠。
4.2 镀铜接地棒使用效益比较
根据现阶段的市场价格，镀锌钢初次投入的成本虽然较低，但是整个设备的加工费用比较高。纯铜的耐腐蚀性能较强，价格是传统锌钢的3倍之多，尤其是对于600kv输电线路接地系统而言，新型镀铜材料的施工费用相比起传统的镀锌钢费用增加不到五分之一。举例来说，镀锌钢施工费用为5000元/基，需要每10年更换一次，费用为500元/年；镀铜材料则需要30年更换一次，费用为4600元/基，为传统锌钢材料的三分之一。
5 结语
使用镀铜材料对传统的镀锌接地棒所组成的接地网进行更换与改造，将其应用在600kv的输电线路防雷接地网中，运行后的实验结果表示，镀铜层所组成的接地棒耐腐性较好。
参考文献
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作者单位
呼伦贝尔供电公司输电运检室 内蒙古自治区呼伦贝尔市 021000