输电线路新型耐腐蚀接地材料经济性研究

输电线路新型耐腐蚀接地材料经济性研究

(北京送变电有限公司北京市房山区102401)

摘要:在我国经济迅速发展的推动下,我国各行各业都得到了快速发展。其中,电力企业的发展最为突出,并为社会以及人们提供了优质的电能服务。输电线路是电能传输的主要途径,不仅关系着电力系统的运行质量和运行效果,还对社会发展进程具有至关重要的影响。因此,提高输电线路耐腐蚀性、应用性已经成为电力企业主要发展方向,并受到人们的普遍重视。本文主要就输电线路新型耐腐蚀接地材料的经济性进行分析,并概括了新型输电线路的应用范围,希望对日后的相关研究有所帮助。

关键词:输电线路;接地材料;铜覆钢接地装置;柔性石墨接地装置

随着我国社会和经济的不断发展,人们的生活水平得到显著的提升,并对电力系统运行的稳定性与可靠性提出了更好的要求。输电线路杆塔是电力系统重要的组成部分,不仅能降低线路跳闸概率,提高线路运行稳定性,还能提高电力系统运行的安全性与可靠性,满足新时期社会以及人们对电能的需求。但是,由于输电线路常年处于露天环境工作,不仅要受到气候、地质等自然因素的影响,还会遭到严重的腐蚀和破坏,减缓输电线路使用年限,降低线路运行效果。同时,腐蚀和断裂的接地线还会造成电阻增大,引发线路故障,危害用电客户的人身安全。因此,电力企业在选择输电线路时,应以耐腐蚀性能高、稳定性能强、经济性能好的新型材料着手,为电力系统高效运行提供保障。

1、耐腐蚀接地材料

就我国输电线路耐腐蚀接地材料来看,其主要分为铜、石墨、铜覆钢以及柔性石墨等几种材料。耐腐蚀接地材料的应用不仅大大提升了线路运行效果,还进一步强化电力系统的运行能力,对我国电力行业的发展具有至关重要的作用。

1.1、传统耐腐蚀材料

纯铜和石墨是典型的传统输电线路耐腐蚀接地材料。首先,对于纯铜材料来讲,在输电线路易腐蚀地区,利用铜与氧接触会发生氧化反应,并通过氧化物的包覆作用将内在铜体紧密包裹起来,防止纯铜材料被更深层度的腐蚀。因此,纯铜材料的耐腐蚀性能较高,铜体接地装置的寿命较长。但是,由于纯铜的价格较高,不适用于大面积、长期的使用,出于对电力企业经济效益与战略资源的考虑,不推荐纯铜材料的接地装置。其次,对于石墨材料来讲,其主要是将石墨线芯和石墨外线编织而成的导电装置组成。其优点是价格相对较低,替换方便。其缺点是接地装置易破损、易老化,石墨芯易断裂,不耐用。因此,在电力企业选择输电线路材料时,很少将石墨材料作为耐腐蚀接地装置。

1.2、新型耐腐蚀材料

铜覆钢材料和柔性材料是新型耐腐蚀接地材料的主要代表,不仅大大提升了输电线路的运行质量,降低运行故障发生的概率,还能有效改善输电线路结构性能,保障电力系统运行的稳定性。铜覆钢材料是纯铜替代材料之一,并在纯铜材料应用性能上升华了使用年限与耐腐蚀效果,是新时期输电线路主要的接地材料。随着我国科技水平的不断提升,已经铜覆钢材料制作成铜覆钢扁钢、铜覆钢棒材等多种产品,并在建筑领域、公共设施领域、石油化工行业等得到广泛应用。从铜覆钢材料的耐腐蚀性能来讲,由于铜的耐腐性较高,并在与氧气接触后会发生钝化反应,进而降低铜覆钢材料的年失重率,提高材料的使用年限。从铜覆钢材料热稳定性能来讲,铜覆钢耐热性能较高,并为接地装置的稳定运行提供的保障。从铜覆钢材料机械强度来讲,由于铜覆钢材料的抗压力较强,铜层厚度较大,因而在接地装置运行过程中,不会由于与地面发生摩擦而影响铜覆钢材料的耐腐蚀性。

柔性石墨接地装置是普通石墨接地装置的升华与完善,并对输电线路的稳定运行提供保障。柔性石墨接地装置由导电碳、柔性石墨复合材料等构成。其应用优点有:⑴柔性石墨材料可以变换不同的形状、长度,抗拉强度高、实用性能强。⑵柔性石墨材料抗腐蚀性较好,由于柔性石墨的稳定性能较高,在强腐蚀地区也能保证良好的运行状态,降低电力企业的投入成本。⑶柔性石墨材料的结构稳定,无论外界环境是高温还低温,柔性石墨材料的结构都趋于稳定,不会对输电线路运行效果造成影响。

2、腐蚀地区接地装置经济性分析

2.1、接地装置型式

本文主要就我国高压交流输电线所采用的接地装置型式展开分析。接地装置型式主要由引下线、水平线地体、降阻材料等部分构成。其中,接地装置的方框尺寸为25米×25米,引下线长度为4米×4米,电阻率为0-9000欧姆/米。此外,镀锌圆钢接地装置主要由直径为12毫米的热镀锌圆钢、接地引下线等构成,运用大量的降阻材料提升输电线路运行的稳定性与可靠性;铜覆钢接地装置主要由直径为10毫米的铜覆钢接地线、接地引下线等构成,降阻材料采用耐腐蚀性能较高的石油焦炭,提高接地装置的抗腐蚀性;柔性石墨接地装置主要由直径为25毫米的柔性石墨材料、石墨降阻布等构成。

2.2、接地装置费用分析

近年来,为了满足社会发展需求,提高客户的用电体验,电力企业逐渐加大对输电线路的建设力度,不仅在人才和技术方面投入了大量的精力,在建设费用方面也加大了投资力度,致力于提高电力系统的运行效果,为社会以及人们提供更优质的电能服务。输电线路接地装置所消耗的费用主要由线路材料费、土木工程施工费、接地体设备购进费以及接地装置焊接费等构成。因此,在输电线路建设过程中,不仅要对施工材料进行合理配置,还要提高施工人员的专业素养与专业技能,从而在提升输电线路运行效率的同时,降低接地装置的费用消耗,提高电力企业的经济效益。

2.3、经济性分析

⑴弱腐蚀地区经济性分析。据电力企业多年运行经验得知,在输电线路弱腐蚀地区,镀锌圆钢接地装置的使用年限平均为20年,铜覆钢与柔性石墨接地装置的使用年限平均为40年。虽然镀锌圆钢接地装置的使用年限少于铜覆钢与柔性石墨接地装置,但是由于后者的维护费用较高,因此在我国大部分弱腐蚀地区都采用镀锌圆钢接地装置。

⑵中腐蚀地区经济性分析。据统计,在中腐蚀地区镀锌圆钢接地装置每15年需要进行设备更换,而铜覆钢与柔性石墨接地装置的使用年限则为40年。但是,通过将镀锌圆钢接地装置与铜覆钢、柔性石墨接地装置的年费进行比较得知,镀锌圆钢接地装置所消耗的年费用较少,更适用于中腐蚀地区。

⑶强腐蚀地区经济性分析。受到强腐蚀地区的影响,镀锌圆钢接地装置的使用年限仅为10年,而由于铜覆钢与柔性石墨材料的稳定性和耐腐蚀性,其使用年限为40年,通过前后两者在强腐蚀地区的经济性比较可得,铜覆钢与柔性石墨接地装置所用年费较低,更适用于强腐蚀地区。

结束语:

综上所述,随着我国科技水平的不断提高,越来越多新型耐腐蚀接地材料应用于电力企业输电线路建设当中,不仅大大提升了线路运行的稳定性和有效性,为电力系统运行质量提供保障,还有效提高了电力企业的经济收益,实现企业全面发展的目标。因此,在电力企业今后发展过程中,应重视新型耐腐蚀接地材料的使用,强化企业管理人员对新型接地材料的重要性认识,从而在延长线路使用寿命、提升输电线路运行质量的同时,促进我国电力企业的可持续发展。

参考文献:

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