尹聪
身份证号37098219911208****
摘要：随着国民经济的快速发展，我国对电力的需求也在持续不断的快速增长[1]。为了减少长距离输电线路上因输电电流过大而造成的电能损失，国家电网提出了以特高压为骨干的网架结构，这对接地系统的导电性能提出了更高的要求。而长期以来，我国接地网主要使用的是镀锌钢、扁钢、铜包钢等金属材料。由于接地网长期埋于地下，因此，一般在使用3~7年后就会因为腐蚀问题需要对接地网进行更换。若接地网的腐蚀情况比较严重，且不能及时对接地网进行更换，此时，接地网不能满足热稳定性，且由于腐蚀问题会导致接地网的整体电阻增大。当电力线路遭受雷击或发生短路故障时，电力线路设置的接地网不能快速将雷击电流或故障电流进行排散。当故障电流数值较大时甚至会烧断电力线路中所连接的电力设备，无法保证电力系统安全可靠的运行。
关键词：电力工程；金属接地；腐蚀行为
引言
在科学技术水平不断提升的背景下，很多新技术与新理念被广泛应用于工业生产中，工业生产水平不断提升。在火电厂热工自动化生产作业中，通过对自动控制理论的应用，能够有效提升火电厂生产作业效率与质量。同时，火电厂热工自动化生产作业，还能有效减少能耗，保证相关机组的稳定、高效运行，有利于火电厂的可持续发展。
1输电线路接地用柔性石墨材料的结构及性能优势
输电线路用柔性石墨接地材料一般采用高纯度鳞片石墨（纯度≥95%），通过石墨氧化处理和高温膨化工艺制作成膨化石墨，并配合一定比例的无机纤维和合成纤维、水乳性粘接剂等材料，经辊压、热塑，及绞线成型工艺制备而成。其主要性能优势体现为：（1）相对常规接地金属材料，石墨的化学性质非常稳定。在酸性、碱性、盐渍土壤环境中耐腐蚀性能均远远优于圆钢、铜覆钢等传统金属接地材料，可降低接地装置的全寿命周期成本。（2）柔性石墨接地材料具有良好的导电性能和抗冲击特性。相关试验表明，柔性石墨接地体在120千安冲击电流作用下结构稳定，充分满足雷电流和线路短路电流的排散要求。柔性石墨复合接地材料具有良好的吸湿保湿能力，电阻率小、磁导率高、趋肤深度小，有效散流面积、耐冲击性能高于常规接地材料。（3）柔性石墨接地材料柔韧性好，在实际工程中布置非常方便，安装方式灵活；同时，柔性石墨接地材料表面与土壤粘合度高，接地体与土壤的接触电阻更低，更利于电流排散。
2火电厂热工自动化相关内容
在设计和开发过程的许多领域，自动化理论越来越受到重视。在制造过程中应用供热行业自动化技术，提高了相关企业的生产力，促进了企业的成长。热工自动化过程涉及多个肢体，其中最重要的是自动检测。自动化运行期间，可直接在电厂运行中捕获相应的测量值。从而可以更快、更准确地识别电站运行中的许多问题，并采取相应的解决措施，确保有关人员能够对电站设施的运行进行有效控制，保证电厂设施的安全稳定运行，这些设施往往按照原生程序运行，因此也称为顺序安排，以便有效地控制机组的关闭、运行和事故处理。控制器本身也具有很高的保护性和判断力。通常，系统不会执行下一个操作，直到操作完成。如果上一个操作未完成，系统会暂停并通知您。工作人员在应用自动控制时，根据系统相关的警告和指示，对受影响的设备进行优化改造，以便有效地将生产干扰降到最低，提高电厂的生产率和质量，同时确保工作人员的安全。
3金属材料腐蚀速率影响因素分析
测试了Cl离子对镀锌钢、304不锈钢、铜包钢腐蚀速率的影响，在含水率为15%的土壤中埋设180d后，镀锌钢、304不锈钢、铜包钢均出现了一定的腐蚀但是腐蚀的现象不明显，铜包钢的腐蚀较为严重。在土壤介质中加入Cl离子后，304不锈钢和铜包钢的腐蚀速率没有明显的增大，而镀锌钢的腐蚀速率明显增大，这是因为在金属材料未和石墨材料相连接时，金属材料主要发生的是氧化反应，而在发生腐蚀后，金属材料会在表面生一层氧化膜，从而阻止金属基体腐蚀的进一步发生。而当金属材料与石墨材料相连接后，金属材料不仅会发生氧化反应，还会因为有电势差的存在发生电化学反应，又由于氯离子的分子结构比较小，化学性质比较活泼，所以在与石墨带偶接后金属材料的腐蚀速度比未连接石墨带时的腐蚀速度加快，图7反映了Cl离子、偶接石墨带对镀锌钢、304不锈钢、铜包钢腐蚀速率的影响。其中，镀锌钢的腐蚀速度加快的最为明显，这是因为镀锌钢的电极电位与石墨的电极电位相差的数值较大，因为在电势的作用下，会加快氯离子的流动，而活泼的氯离子会破坏镀锌钢的氧化锌薄膜，从而使镀锌钢的腐蚀速度加快。而对于304不锈钢和铜金属来讲，其腐蚀速度也有加快，但是速度变化的不太明显。由图7可知，当3种金属与石墨基柔性接地带可靠连接后，在相同试验条件下，3种金属材料的年平均腐蚀速率由大到小依次为：镀锌钢、铜包钢、304不锈钢，镀锌钢的年平均腐蚀速率较之前的试验结果增大了近8倍。这说明在Cl离子存在的情况下，石墨基柔性接地带对镀锌钢接地引下线的腐蚀影响最为显著，对304不锈钢的腐蚀影响不明显，这也与电化学试验的结果一致。
4接地体与金属引下线连接方案优化
柔性石墨材料较为柔软，即使是铠装石墨引下线，在受外力拖拽时也易导致与塔脚脱离连接，在受雨水冲刷时也易造成石墨流失，破坏和影响接地效果。因此，以镀锌圆钢等金属材料作为引下线与石墨接地装置在土壤中连接，仍是重要的连接方式。目前，金属引下线和柔性石墨接地体连接主要有螺栓压接和楔形压接。可将石墨缆用锌皮缠绕2~3圈，然后继续将石墨缆和镀锌钢缠绕2~3圈，使石墨材料与圆钢材料之间接触更加紧密，减少电位差，亦对镀锌钢形成阴极保护。缠绕完成后使用新型高强度非金属板材和螺栓进行压接，压接完成后使用沥青进行包裹，以限制电化学反应所需条件的形成
结束语
1）在相同的Cl质量分数下，镀锌钢的耐腐蚀性最差，304不锈钢的耐腐蚀性最好。当土壤中Cl质量分数小于2%时，随着土壤中Cl质量分数的增大，3种金属材料的腐蚀速度不断加快。2）当土壤含水率为20%，土壤中Cl质量分数低于2%时，土壤介质中含有足量的氧气能够维持阴极材料上发生的吸氧反应，所以不会因为阴极反应过慢而引起阳极金属材料的钝化行为。3）当土壤介质中含有的Cl质量分数较大时，石墨基柔性接地装置不宜使用镀锌钢作为接地引下线。当对接地系统的导电性要求较低时，可以优先使用304不锈钢金属用作接地引下线。对接地系统的导电性要求较高时，可以使用铜金属用作接地引下线。
参考文献
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