變電上銅接地網(wǎng)與鋼接地網(wǎng)的技術(shù)比較-最新文檔

1、變電上銅接地網(wǎng)與鋼接地網(wǎng)的技術(shù)比較1.從技術(shù)角度比較分析銅接地網(wǎng)和鋼接地網(wǎng)的特點(diǎn)銅、鋼性能比較 :1.1 導(dǎo)電性能銅和鋼在20C時(shí)的電阻率分別是 17.24 X 10-6 （ Q mm和138X 10-6 （ Q mm,因此銅的導(dǎo)電率是鋼的 8倍。1.2 熱穩(wěn)定性銅的熔點(diǎn)為1083C,短路時(shí)最高允許溫度為 450C;而鋼的 熔點(diǎn)為1510C，短路時(shí)最高允許溫度為 400C。因此，接地體截 面相同時(shí)，銅材熱穩(wěn)定性較好。同等熱穩(wěn)定性能時(shí)，鋼接地體所 需的截面積為銅材的三倍。1.3 耐腐性接地體的腐蝕主要有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種形式， 在多 數(shù)情況下， 這兩種腐蝕同時(shí)存在。 銅在土壤中的腐蝕速度大

2、約是 鋼材的 1/10-1/50 ，是鍍鋅鋼的耐腐蝕性的 3 倍以上，而且電氣 性能穩(wěn)定。銅的表面會(huì)產(chǎn)生附著性極強(qiáng)的氧化物（銅綠），能夠?qū)?nèi)部 的銅起很好的保護(hù)作用，阻斷腐蝕的形成。當(dāng)銅與其它金屬（鋼 結(jié)構(gòu)、水管、氣管、電纜護(hù)套等）共存地下時(shí)，銅作為陰極不會(huì) 受腐蝕，腐蝕的是后者。鋼材是逐層腐蝕，鍍鋅層具有一定的抗 腐蝕性。鋼接地體接頭部位經(jīng)過(guò)高溫電弧焊接加工后會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)腐 蝕情況，一般最多只能保證 10 年。而銅腐蝕不存在點(diǎn)蝕情況， 壽命較長(zhǎng)。2接地體截面選擇比較一般的500kV及220kV變電所中的主接地網(wǎng)和接地引下線都 采用50X 5 （截面250mm2的鍍鋅扁鋼。忽略腐蝕的影響對(duì)銅接地體

3、進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)， 銅接地引下 線的最小截面應(yīng)滿足下式：S式中：S接地引下線的最小截面，mm2I 流過(guò)接地引下線的短路電流穩(wěn)定值，A （根據(jù)系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃，按系統(tǒng)最大運(yùn)行方式確定）；t 短路電流的等效持續(xù)時(shí)間，s ；C接地引下線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)材料的種類、性能 及最高允許溫度和短路前接地引下線的初始溫度確定。計(jì)算用故障電流原則上應(yīng)按變電所遠(yuǎn)景最大運(yùn)行方式、 站內(nèi) 發(fā)生接地故障時(shí)的故障電流， 當(dāng)系統(tǒng)情況不是十分明確時(shí)， 220kV 單相接地短路電流按 50kA 設(shè)計(jì)。短路等效持續(xù)時(shí)間tt+t+t式中： t 短路電流的等效持續(xù)時(shí)間，s；tm主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，s;t 斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)間

4、，s；t 開(kāi)關(guān)固有動(dòng)作時(shí)間， s ；目前 220kV 系統(tǒng)線路保護(hù)配置基本采用“ RS931，PLS631” 系列保護(hù)，各套裝置均設(shè)有縱聯(lián)距離、差動(dòng)和零序電流保護(hù)。根據(jù)系統(tǒng)保護(hù)整定時(shí)間， 220kV 系統(tǒng)取 0.6 秒。由規(guī)程DL/T621 1997交流電氣裝置的接地規(guī)程附錄 C表 C1 查得銅的熱穩(wěn)定系數(shù)為 210，則銅接地引下線的截面計(jì)算 如下（單位： mm）2 ：對(duì) 220kV 系統(tǒng)：S=184.43考慮腐蝕因素，并留有充分的裕度， 220kV 變電所銅接地 引下線的截面均取 200mm（2 銅排）。水平接地網(wǎng)截面按照交 流電氣裝置的接地（ DL/T621-1997 ）規(guī)定，取接地引下線

5、的 75%,即水平接地體截面取 150mm2綜上所述，銅接地體的截面顯著小于鋼接地體。3. 接地體連接方式比較 目前，鋼接地體之間的連接均為傳統(tǒng)的電弧焊接方式， 高溫 電弧會(huì)破壞接地體接頭部位的鍍鋅層，有可能導(dǎo)致點(diǎn)腐蝕的出 現(xiàn)，嚴(yán)重影響接地體的壽命。此外，電弧焊接連接不是真正的分 子性連接，焊接點(diǎn)對(duì)于接地體的導(dǎo)電性能也有影響。目前銅接地體主要采用放熱焊接連接法。 放熱焊接利用活性 較強(qiáng)的鋁把氧化銅還原， 整個(gè)過(guò)程需時(shí)僅數(shù)秒， 反應(yīng)所放出的熱 量足以使被焊接的導(dǎo)線端部融化形成永久性的分子合成。 銅基放熱反應(yīng)的一般公式是：3Cu2O+2AHAI2O3+3Cu+熱量（2735C）3.1 放熱焊接接頭

6、的特性3.1.1 外形美觀一致。3.1.2 連接點(diǎn)為分子結(jié)合，沒(méi)有接觸面，更沒(méi)有機(jī)械壓力， 因此，不會(huì)松弛和腐蝕。3.1.3 具有較大的散熱面積，通電流能力與導(dǎo)體相同。3.1.4 熔點(diǎn)與導(dǎo)體相同， 能承受故障大電流沖擊， 不至熔斷。3.2 放熱焊接的優(yōu)點(diǎn)：3.2.1 焊接方法簡(jiǎn)單，容易掌握。3.2.2 無(wú)需外接電源或熱源，供焊接用的材料、工具很輕、 攜帶方便。3.2.3 焊接是一種永久性的分子結(jié)合，焊接點(diǎn)的載流能力與 導(dǎo)線的載流能力相等，不會(huì)松脫，耐腐蝕性能強(qiáng)。綜上所述，放熱焊接是銅接地體的理想連接方式， 雖然價(jià)格 高，但其方便快捷的操作、 優(yōu)秀的焊接質(zhì)量是其他連接方式不可 實(shí)現(xiàn)的。正是因?yàn)榫?/p>

7、備這樣可靠、牢固的連接方式，銅接地體的 性能比鋼接地體更勝一籌。4. 采用銅接地網(wǎng)技術(shù)更加合理4.1 銅接地網(wǎng)相對(duì)鋼接地網(wǎng)具有：導(dǎo)電性能優(yōu)、熱穩(wěn)定性能 好、耐腐蝕能力強(qiáng)、施工方便、壽命長(zhǎng)、投運(yùn)后檢驗(yàn)維護(hù)工作量 少、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。4.2 采用銅接地網(wǎng)， 設(shè)備引下線的截面僅為 200mm，2 水平接 地體截面僅為 150mm；2 較采用鍍鋅扁鋼的接地網(wǎng)，接地體的截 面大為減小。 由于接地材質(zhì)截面減小， 接地網(wǎng)的接地電阻值略有 增加，約為 1%_2%，對(duì)接地網(wǎng)整體性能的影響可忽略不計(jì)。4.3 銅接地網(wǎng)采用放熱焊接，確保連接點(diǎn)為分子結(jié)合、無(wú)腐 蝕、無(wú)松弛， 放熱焊接操作簡(jiǎn)單快捷， 焊點(diǎn)美觀， 雖然價(jià)格較高， 但是相對(duì)鋼接地網(wǎng)的連接是真正的可靠、牢固的連接。4.4 銅接地網(wǎng)的初期投資較鋼接地網(wǎng)高，但