腐蚀地区柔性石墨接地装置引下线防腐技术分析

引言

随着大量特高压输电线路的建设,柔性石墨接地装置因其优越的防腐性能被广泛应用于盐碱、酸碱等腐蚀地区的线路杆塔接地。然而,柔性石墨接地装置以往采用的石墨直接引下存在固有缺陷:其一是柔性石墨柔软,从线路杆塔基础表面引下时工艺不美观,难以塑形:其二是柔性石墨强度低,易受外力破坏,致使杆塔接地失效,引发雷击杆塔跳闸故障,降低线路运行可靠性。为充分利用柔性石墨接地装置的防腐优越性,迫切需要研究采用改进的引下方式,以避免柔性石墨引下存在的固有缺陷。

1常规金属引下线

输电线路常用的接地引下线为Φ12的镀锌圆钢,应用年限长且使用范围广,具有良好的运行状态,但其防腐能力一般。

1.1镀锌圆钢引下方案

柔性石墨接地装置金属引下线螺栓压接方案如图1所示,由石墨接地装置厂家整套提供。把Φ12圆钢引下线焊接在扁钢热镀锌连接板上,再把Φ28柔性石墨压接在扁钢热镀锌连接板上,完成两者之间的过渡连接。先对Φ12圆钢引下线与扁钢连接板进行除渣处理,再进行热镀锌处理。要注意的是,把Φ28柔性石墨压接在扁钢热镀锌连接板上时,连接板应至少有两层0.1mm锌皮缠绕有石墨,并在关键部位外侧涂上有机防腐涂料。

镀锌圆钢与石墨连接时,两种材料存在电离电位差异,易产生电化学腐蚀,埋设较短时间后便会发生一定程度的腐蚀,如图2、图3所示。

1.2镀锌圆钢引下改进方案

为了改善传统镀锌圆钢引下方案防腐性能差的缺陷,提出了如图4所示的采用楔形压接方式的镀锌圆钢引下改进方案。该改进方案与原方案最大的不同是采用了楔形套管。各部件的连接均采用焊接方式,焊接后再进行除渣、酸洗处理,最后进行热镀锌处理。每根引下线附带1m石墨接地体,引下线与铁塔连接的螺栓采用热镀锌件。供货时热镀锌扁钢、镀锌圆钢、热镀锌楔形套管与石墨基柔性接地体应已连接完成,并按要求涂覆有机防腐涂层,加装热缩管进行二次防腐处理,由厂家整套提供,如图5所示。

2镀锡铜覆钢引下线

在腐蚀地区,采用Φ10镀锡铜覆钢（铜包钢）工艺具有良好的防腐性能。镀锡铜覆钢引下方案由镀锡铜覆钢引下线、引下线连接件、水平石墨接地体组成,引下线及引下线连接件采用镀锡铜覆钢,螺栓采用不锈钢,各组件均具有良好的防腐性能,引下线与引下线连接件通过焊接连接,石墨与引下线连接件为螺栓压固连接,如图6、图7所示。

3铠装石墨引下线

铠装石墨引下方案,其引下线又可分为圆形铠装石墨引下线和方形铠装石墨带引下线,如图8所示。

下面以方形铠装石墨带引下线为例进行说明。该引下线的石墨柔性接地主体分为4层,从内到外依次为:(1)采用厚1.3mm的304不锈钢板制成的增强层,利用304不锈钢的优越性能改善了该结构的整体机械性能。(2)柔性石墨编织层,柔软轻便,具有超强耐腐蚀性能。(3)利用304不锈钢编织而成的铠装层,增强了表面机械强度,能抵抗强大的外力破坏,例如野生动物撕咬等。(4)结构致密的硅橡胶防护层,不仅能长期抵御紫外线的侵袭,还能耐受雨水的长期冲刷。

4方案对比

采用镀锌圆钢引下线,费用成本较低,因镀锌圆钢材料本身防腐性能一般,即使采用改良方案后,整体的防腐性能依旧不高。铠装石墨引下线的优点在于对石墨接地装置整体避免了不同材料之间接触产生的电化学腐蚀,具有很好的防腐性能,缺点在于材料价格较镀锌铜覆钢高。而采用镀锌铜覆钢引下方案,铜覆钢材料具有良好的防腐性能,材料价格适中,可有效解决柔性石墨直接引下时存在的固有缺陷。

5结语

本文针对柔性石墨直接引下存在的固有缺陷,提出了镀锌圆钢引下及改良方案、镀锡铜覆钢引下方案、铠装石墨引下方案。镀锌圆钢引下成本较低,但防腐性能一般:铠装石墨引下防腐性能优良,但成本最高:而铜覆钢材料具有良好的防腐性能,材料价格适中,可有效解决柔性石墨直接引下时存在的固有缺陷,是一种经济、技术性能最优的防腐引下方案,值得大力推广与应用。