摘 要:架空输电线路结构中,接地是决定其稳定运行的重要因素之一。石墨接地体是近年来新兴的一种接地装置,目前在电网建设中备受青睐。本文依据石墨接地体的结构特点和试验数据,通过施工特性、工程经济性等方面进行分析。从而验证,使用石墨接地体完全能够满足实际施工要求,其在施工方法、耐腐蚀性、接地电阻值稳定性等方面的优势。因接地装置除引下线以外的部分通常敷设在地表以下,故做好接地进场前预控工作及隐蔽工程验收,确保接地施工的质量可靠,是专业监理人员在监理过程中非常重要的一环。
关键词:架空输电线路;接地工程;接地装置;石墨接地体
1 引言
作为电能传送的重要一环,架空输电线路在电力系统中的地位举足轻重。影响架空输电线路的安全性与稳定性的因素有很多,其中遭受雷击而导致线路跳闸在故障率中占很大比例。因此,“防雷在于接地”,降低线路接地电阻是减少故障率、提高耐雷水平的措施之一。目前我国接地体被广泛应用的是镀锌钢铁类制品,虽然导电性能良好,但其耐腐蚀性较差、易生锈,极易造成接地电阻升高,从而引发雷击事故。由于使用寿命短,就会迫使运行单位频繁改造,不仅浪费材料、占用土地、消耗大量经费,并且生产该种接地体还会排放有毒物质,从而导致环境污染,增加能源消耗。对此,研究人员在以往优秀接地方案的基础上,结合工程实地实践,采用石墨接地体解决上述问题。通过对其进行使用特性分析、经济性分析及工程应用,得出石墨接地体具有接地电阻小,耐腐蚀性强,施工便捷,经济效果好等优点,具有较高的推广价值。
2 石墨接地体的特性介绍
2.1 石墨接地体的基本特征
石墨具有化学性能稳定、导电性能优良的特性。石墨接地体就是使用高碳导电石墨经先进生产工艺制造而成,属非金属材料导电体。石墨接地体有如下基本特征:(1)结构简单易于加工成形,生产无需钝化和防腐工艺,制作过程污染少,避免了传统材料制造过程中排放废料、污染环境、耗能高。(2)耐腐蚀性能强,使用寿命较长,可以减少频繁的维护更新。(3)导电性强,阻值稳定,可以很大幅度的降低接地电阻,特别是在高土壤电阻率的地区也较容易降低接地电阻。(4)无回收利用价值,可有效解决金属接地极体易被盗的问题。
2.2 石墨接地体的性能参数
根据《复合接地技术条件》(GB/T21698)的相关技术要求,并按照检验依据规定的性能试验项目对石墨接地体进行检验,包括电阻率测试、工频接地电阻测试、冲击电流耐受试验、热稳定试验、工频电流耐受试验、耐酸碱腐蚀率试验、抗拉强度试验,试验条件及试验结果如表 1所示,表明石墨接地体符合国家规定的接地技术指标。
2.3 石墨接地体的施工特点
石墨接地体的连接方式非常简易,只需要两端头按照要求长度进行搭接,经配套石墨线束缠绕后用卡具固定牢靠即可,无需电焊及其他的辅助连接结构,操作十分方便(如图 2所示)。另外,它的质地较轻便,在材料运输不便的地区,能够大量节省人工消耗和运输费用。
石墨接地外观呈缆状,具有一定的柔韧性和延展性,可以针对地形复杂、空间要求较苛刻的地区使用,增大了施工的灵活性,拓展了其在施工中的应用范围。
3 石墨接地的工程经济性
3.1 节约占地面积
接地施工占用土地资源,难免涉及到青苗赔偿的情况。同样的空间条件下(假设长度、深度相同),相比较常规接地材料施工时所需开挖的矩形沟槽而言,石墨接地体只需开挖梯形沟槽即可,节约了一定比例的土方开挖量,从而缩短施工时间,减少施工强度,从而节约了相关费用。
3.2 节约人机消耗和二次维修
因为圆钢等常规接地体需要搭接,所以需要电焊机、发电机等专用设备,并配备电气、焊接等特殊工种。而石墨接地体只要普通工人,这在一定程度上不仅节约了施工时间,而且节省了人工、机械等费用。圆钢、扁钢等常规接地体容易受到土壤腐蚀导致生锈,进而影响其物理特性。石墨接地体属非金属材料,不易与其他元素产生化学反应,使得材质不发生任何变化,使用寿命较长,有效的避免了二次维修,从而减少了相关费用。
4 监理对接地施工的控制要点
由于接地大部分敷设在地表以下,属于隐蔽工程。因此,确保接地施工的质量可靠,是专业监理人员在监理过程中非常重要的一环。
4.1 施工阶段的控制要点
监理工程师应根据设计文件内容组织编制《专业监理实施细则》,重点审查施工技术方案、措施的审批和交底是否符合相关要求。
(1)接地沟槽开挖停工待检。监理工程师应根据设计图纸检查布线方向是否合理,检查接地沟槽长度、深度是否符合规定。如不符合设计深度,应立即要求施工单位进行整改。
(2)接地体敷设旁站。监理工程师应检查接地体规格、材质质量是否符合设计要求,根据厂家提供的《安装说明书》,检查石墨接地体连接固定的质量是否合格,并对接地体敷设实施质量旁站。施工过程中,石墨接地体搭接尺寸必须严格按照《安装说明书》的要求执行,尺寸不合格必须做返工处理。
(3)回填土巡视检查。监理工程师应根据标准工艺要求,检查回填土质,应无大块石、杂物。回填应分层夯实,预留防沉层。地面平整、农田恢复、符合环保要求。
(4)电阻测试巡视检查。首先,监理项目部使用的测试仪表精度、计量认证应可靠有效。其次,监理检查人员的测量方法应操作正确、读数应真实有效、电阻应符合标准规范要求。另外,监理工程师在检查过程中,应组织监理人员对土壤情况、气象条件做详细记录。
(5)引下线安装巡视检查。按照设计图纸及标准工艺规范要求,接地引线应平直、紧靠塔身、工艺美观、符合规定。为保证运行可靠,监理工程师应要求施工方对防盗螺栓安装紧固。
(6)接地成品保护。接地螺栓拧紧强度应符合设计要求,接地体埋设应牢固可靠。监理工程师应督促施工项目部对接地装置做好成品保护,防止接地受到破坏损伤。
4.2 接地分部工程验收控制要点
接地分部工程中间验收前,总监理工程师首先应监督检查接地装置安装和各种测试是否符合设计和规范要求。其次,督促施工单位进行班组、项目部及公司级验收,同时审查所有的《技术记录》和《试验报告》是否齐全正确、规范。最后,将《施工专检报告》、《监理初检报告》及《试验报告》等资料整理完备后,报建设单位进行审查,复检合格后方可进行下一阶段的施工工作。
5 结论
石墨接地降阻效果优良,耐腐蚀性能强,使用便捷,节省费用,可有效替代常规接地,具有良好的使用价值。因此,该种材料的研究和使用,满足我国环保高产、节能减排的发展政策,符合我国创建节约型社会的发展战略,具有较好的经济效益和重要的应用价值。
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