【摘 要】
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输电线路杆塔接地装置的可靠性和有效性,对提高输电线路的耐雷水平、减少雷击事故等发挥着重要作用。将柔性石墨接地体广泛应用到输电线路杆塔接地工程中,实现紧凑型接地,节约土地资源,对提高输电线路走廊的安全裕度具有重要意义。随着柔性石墨接地体的应用,镀锌钢引下线与其连接处的腐蚀问题越来越引发关注。本文针对柔性石墨复合接地材料在输电线路杆塔接地工程中遇到的问题进行了分析,研究内容如下:(1)建立杆塔混凝土单
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输电线路杆塔接地装置的可靠性和有效性,对提高输电线路的耐雷水平、减少雷击事故等发挥着重要作用。将柔性石墨接地体广泛应用到输电线路杆塔接地工程中,实现紧凑型接地,节约土地资源,对提高输电线路走廊的安全裕度具有重要意义。随着柔性石墨接地体的应用,镀锌钢引下线与其连接处的腐蚀问题越来越引发关注。本文针对柔性石墨复合接地材料在输电线路杆塔接地工程中遇到的问题进行了分析,研究内容如下:(1)建立杆塔混凝土单桩基外敷有限元模型,计算分析外敷形式、导体密度、外敷长度对单桩基接地散流特性和降阻效率的影响规律。计算结果表明:在桩基高度为9m条件下,“笼”式绕包导体经线数为4条时,降阻特性和接地导体用量达到最优;螺旋绕包匝数为15时,降阻特性和导体用量达到最优;对于大开挖基坑浇注桩而言,螺旋绕包较“笼”式绕包更加节省材料。(2)建立杆塔混凝土四桩基外敷有限元模型,研究四桩基距绕包方案的接地特性,以优选方案中的“笼”式外敷和螺旋外敷为实验组,将现行杆塔桩基降阻采用最广泛的水平外延接地作为对照组,进行对比分析。仿真表明:在土壤电阻率为50~1200Ω·m条件下,采用近距外敷即可达到接地电阻国家标准限值;当土壤电阻率超过1200Ω·m时,则需要采用近距外敷和水平外延组合的方式,接地电阻可以达到国家标准限值。针对不同土壤条件的杆塔接地施工应因地制宜,两种方案都有效节省了建设用地的使用,有效提升了输电线路走廊的安全裕度。(3)采用仿真和试验研究了杆塔镀锌钢接地引下线与柔性石墨接地体连接处的腐蚀问题,提出了相应的防腐措施。采用COMSOL Multiphysics中的电化学腐蚀模块,建立杆塔镀锌钢接地引下线与柔性石墨接地体连接处的电化学腐蚀模型,对比分析了热塑层包覆前后连接处的电化学腐蚀强度,并通过设计试验验证了热塑层包覆对连接处腐蚀的防护效果,仿真和试验表明:杆塔接地引下线采用热塑层能够有效抑制镀锌钢导体的腐蚀。本文研究结论可节省输电线路走廊耕地占用面积,提高杆塔接地施工效率,降低杆塔接地网全寿命周期成本,为输电线路杆塔接地工程设计与施工提供参考。
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