一、 前言 线路是电力系统的命脉,其运行正常与否直接关系到电力系统运行的安全、可靠、稳定和经济性。据运行经验表明,输电线路的故障率是电力系统中最高的,其中因雷击引起的事故率最高。大家都知道,降低输电线路杆塔的接地电阻是减小雷击跳闸率,提高输电线路运行可靠性的基本措施之一。但是,在运行中常常发现杆塔接地装置的接地体(圆钢或扁钢)被盗,使杆塔的接地电阻异常增高,线路雷击跳闸率也大大增高,严重威胁着电力系统运行的安全可靠。据有关文献资料表明,我国35kv以上的输电线路有80万多公里,其分布范围广,穿越地区地形复杂,若这种情况不加以限制,将会带来巨大的经济损失和严重的社会影响。本项目试图研究一种新型的导电水泥,希望它既具有水泥的基本性质,能够固定杆塔接地体,以防止接地体被盗;又希望它具导电的性能,可以起到降低杆塔接地电阻的作用。此外,用DDS-1型导电水泥还有其他的用途,例如可以用做水电厂、输电线路杆塔等基础的自然接地体,减小接地电阻。也可以做成导电的混凝土层,具有屏蔽作用,可以用于电磁干扰的防护。目前,重庆地区沿没有同类产品的生产单位,且重庆处于多雷区,35-500kv输电线路分布范围广,穿越地区地形复杂,有的气候条件多变,容易被盗,且查找困难,存在着严重的事故隐患。因此,DDS-1型导电水泥可以填补重庆该类产品的空白,开拓了水泥使用的新途径,在重庆具有广阔的应用前景。 二、DDS-1型导电水泥的作用及对它的要求 前面已提到,DDS-1型导电水泥的作用主要有:可以用做水电厂、输电线路杆塔等基础的自然接地体,减小接地电阻。也可以做成导电的混凝土层,具有屏蔽作用,可以用于电磁干扰的防护等。根据DDS-1型导电水泥的作用和它的运行环境,对它的主要要求是: 1、有水泥的性质,能够满足水电厂、输电线路杆塔等到基础的强度要求。 2、具有导电的性能。要求它的电阻率低,在室温(25±15°C)下的电阻率应低于《接地降阻剂暂行技术条件(修改稿)1991.5》(以下简称《条件》中规定的最大值3Ω·m。 3、理化性能稳定。由于它长期埋于地下,即使土壤的温度、湿度随着季节气候的变化而变化,但是导电水泥的性能不受影响。 4、在强大的冲击电流作用后性能稳定。输电线路遭受雷击时,流经杆塔接地体的雷电流幅什高达几十千安,有时甚至达几百千安,接地体和导电水泥将受到强大的冲击电动力作用和电化学作用,因此要求它在强大的冲击电流作用后性能保持稳定。 5、在强大工频电流作用后性能稳定。在系统发生接地短路时,有几到几十千安的工频电流流经接地体,接地体和导电水泥都会受到电动力的作用和发热,在这种情况下,要求导电水泥的性能稳定。 6、导电水泥对接地体的腐蚀作用小。由于化学和电化学作用,埋在土壤中的接地体会被腐蚀,使用了导电水泥后,不应加速土壤对接地体的腐蚀,它对金属导体的腐蚀率应满足《条件》的要求。 7、其它要求。由于导电水泥长期埋在地下,由于雨水渗透流失、扩散等原因,导电水泥进入池塘田间,被人或生畜饮用,因此要求他它无毒无环境污染。 三、测试结果 1、在室温下电阻率为1.12Ω·m; 2、电阻率温度特性如表3所示: 表3 DDS-1型导电水泥的电阻率与温度的关系
T°C | -15 | -10 | -5 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | PtΩ·m | 6.81 | 5.55 | 4.75 | 4.01 | 3.78 | 3.54 | 3.42 | 3.37 | 3.31 | 3.22 | 3.10 | 2.98 |
3、冲击与工频电流耐受试验 表4 DDS-1型导电水泥试品电阻在大电流作用前后的变化 型号 | 工频大电流 | 冲击大电流 | 作用前 | 作用后 | △R% | 作用前 | 作用后 | △R% | DDS-1 | 4.58 | 4.68 | 2.18 | 4.72 | 4.79 | 1.48 |
4、理化性能考核试验 1)失水试验。经失水试验后,三个试品的平均电阻率为1.32Ω·m; 2)冷热循环试验。经冷热循环试验后三个试品的平均电阻率为1.27Ω·m; 3)水浸泡试验。经水浸试验后,三个试品的平均电阻率为1.21Ω·m; 5、PH值的测量值为9.23; 6、DDS-1型导电水泥对接地体腐蚀率测量如表5、表6所示。 表5 纯DDS-1型导电水泥对接地体腐蚀率 金属物件 | 腐蚀率mm/年 | 圆钢 | 0.0172 | 扁钢 | 0.0107 | 镀锌圆钢 | 0.0031 | 镀锌扁钢 | 0.0024 |
表6 埋地时DDS-1型导电水泥对接地体腐蚀率 金属物件 | 腐蚀率mm/年 | 圆钢 | 0.0095 | 扁钢 | 0.0052 | 镀锌圆钢 | 0.0041 | 镀锌扁钢 | 0.0038 |
五、送国家有关质检中心检测 检测报告见武汉高压研究所试验报告,防雷接地(2002)04文件。从试验报告中可以看出,DDS-1型导电水泥完全符合《条件》要求。
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