石墨材料线路耐腐蚀接地装置的性能研究

郑连勇毕斌

摘要：基于石墨材料结构和化学稳定性好，耐候性好，导电性高，耐高低温，耐酸、碱腐蚀，耐大冲击电流等特性，设计加工了石墨材料线路耐腐蚀接地装置，进行了外观及尺寸检查、电阻测试、抗弯性能测试、抗扭性能测试、高温耐受性能测试、低温耐受性能测试、阻燃性能测试等，检测结果符合GB/T21698-2008《复合接地体技术条件》和Q/WHD001-2014《柔性石墨接地体及接续金具》标准规定。因此应用石墨材料线路耐腐蚀接地装置取代传统的金属接地装置，从根本上解决了金属材料线路接地装置易腐蚀、易遭偷盗、运行维护工作量大的问题，具有广阔的应用前景。

关键词：石墨材料；接地装置；研究

1．引言

接地装置是输电线路本体的重要组成部分，其主要作用是在雷击铁塔时疏导雷电流，防止发生反击跳闸。根据近年来对500千伏线路运行情况的分析，雷电流反击跳闸成为仅次于绕击跳闸的主要雷击故障原因之一，亟需采取有效的措施进行防雷治理。

目前，线路接地装置主要有2种。（1）采用圆钢、扁铁等材料敷设接地网，但这些金属材料易遭受土壤电化学腐蚀。部分地区添加降阻剂以改善土壤电阻率，但添加降阻剂地区受腐蚀影响更加明显，往往运行3-5年左右，接地电阻值开始逐渐增大，甚至出现接地网锈蚀断裂情况。另外，由于圆钢、扁铁等材料具备一定经济价值，在野外无人看管的条件下存在被盗的风险。（2）在接地网基础上通过增加离子接地体、接地模块等方式降低接地电阻，但改造成本昂贵，不宜大规模应用。这两种线路接地装置都存在维护改造工作量大的问题。

石墨材料结构和化学性质稳定，耐候性好，电阻率低，耐高低温，耐酸、碱腐蚀，耐大冲击电流，可以满足接地装置对材料导电性、耐蚀性、使用寿命的要求，因此开发石墨材料线路耐腐蚀接地装置，取代传统金属材料接地装置，可以从根本上解决传统线路接地装置易腐蚀、运行维护工作量大的问题。另外，石墨材料线路耐腐蚀接地装置主要成分为石墨，经济价值及回收利用价值极低，基本不存在遭偷盗的风险，同时石墨材料不会产生环境污染问题。由此，开发石墨材料线路耐腐蚀接地装置具有重大的实际应用价值。

2.石墨材料线路耐腐蚀接地装置的结构

采用高炭石墨线加工石墨线缆，与杆塔连接的连接端头采用不锈合金，不锈合金管件的表面卷压高碳石墨纸层，石墨纸层两端设有不锈钢护盘，在不锈钢管两端设有与其他构件连接的接头，以确保装置的良好稳定性和合理性。

石墨材料线路耐腐蚀接地装置构造示意图如图1所示，两端为不锈钢连接端子（图中1），用于端头紧固、各部分之间的连接；中间部分是由添加了不锈钢丝的含碳量高达99.9％的石墨线编制而成的绳子（图中2），是石墨材料耐腐蚀接地体泄流的路径。

3.石墨材料线路耐腐蚀接地装置的性能测试

石墨材料线路耐腐蚀接地装置的性能检测，依据GB/T21698-2008《复合接地体技术条件》和Q/WHD001-2014《柔性石墨接地体及接续金具》，从七个方面进行了检测。

（1）石墨材料线路耐腐蚀接地装置的外观及结构检查

首先，对3只石墨材料线路耐腐蚀接地装置（R01~R03）进行了外观及结构检查。接地体整体外观紧致，粗细均匀，表面平整光滑，无明显断线续接点。尺寸检查试验数据见表1。测量值与设计值的比值在0.95~1.15之间,检测结果符合标准规定。

（7）石墨材料线路耐腐蚀接地装置阻燃性能测试

将1只石墨材料线路耐腐蚀接地装置（R04）一端固定，另一端在火焰中灼烧并保持10s，测试过程中不存在有焰燃现象，引发的跌落物不点燃脱脂棉等，测试结果符合标准规定。

4、结论

综上所述，石墨材料耐腐蚀接地装置，具有导电性好、耐高温、免维护、易安装、无污染且无回收利用价值等特点，从根本上解决了金属材料线路接地装置易腐蚀、易遭偷盗、运行维护工作量大的问题，在电力线路全寿命周期内无需更换或大修，大幅提升了接地装置的性能、降低了运行维护成本，提高了设备运行可靠性，在超高压输电线路防雷治理工作中有着广阔的应用前景。