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石墨烯系列
接地五金件變電站接地網性能比較與截面積選擇（二）
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2.技術比較
2.1性能比較
分別從導電性、熱穩定性、耐腐蝕性等方面比較銅接地體與熱鍍鋅鋼接地體的差異。
2.1.1導電性能
銅和鋼在20?C時的電阻率分別是17.24×10-6（Ω·mm）和138×10-6（Ω·mm），因此銅的導電率是鋼的8倍。即，銅接地體導電性能較鋼接地體好。
2.1.2熱穩定性
銅的熔點為1083?C，短路時最高允許溫度為450?C；而鋼的熔點為1510?C，短路時最高允許溫度為400?C。因此，接地體截面相同時，銅材熱穩定性較好。同等熱穩定性能時，鋼接地體所需的截面積為銅材的三倍。
2.1.3耐腐性
接地體的腐蝕主要有化學腐蝕和電化學腐蝕兩種形式，在多數情況下，這兩種腐蝕同時存在。銅在土壤中的腐蝕速度大約是鋼材的1/10~1/50，是鍍鋅鋼的耐腐蝕性的3倍以上，而且電氣性能穩定。
銅的表面會產生附著性極強的氧化物（銅綠），能夠對內部的銅起很好的保護作用，阻斷腐蝕的形成。當銅與其它金屬（鋼結構、水管、氣管、電纜護套等）共存地下時，銅作為陰極不會受腐蝕，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過高溫電弧焊接加工后會出現點腐蝕情況，一般最多只能保證10年。而銅腐蝕不存在點蝕情況，壽命較長。
可見，銅接地體的耐腐性顯著優于鋼接地體。
目前我國變電所接地系統均存在不同的腐蝕問題，特別是有些運行十年以上的變電所腐蝕相當嚴重。盡管在設計時各設計人員已通過增大接地極截面來考慮30年的防腐問題，在實際運行中也采用部分開挖和測量接地電阻等方法來檢測腐蝕問題。但由于實際腐蝕情況更嚴重，以及鋼與銅的腐蝕機理不同，實施效果不太理想。
2.1.4銅接地體施工方便
設計推薦水平主網采用銅絞線，由于銅絞線柔性好，允許的彎度半徑小，所以拐彎方便，穿管容易。銅線的高機械強度，使其能夠成卷供貨，便于機械化施工。搭接處采用放熱焊接，操作方便，加快施工進度，節省人工費用，簡化施工工藝，更重要的是保證了銅接地網的連接質量。
設計推薦垂直地網采用銅鍍鋼接地棒，由于接地棒截面大大小于角鋼，在作垂直接地施工方面工作量減小，并能垂直深入土壤，使通過加大垂直接地深度來降低接地電阻成為一種可能。
綜上所述，銅接地體與熱鍍鋅鋼接地體相比，銅接地體在導電性能、熱穩定性能、耐腐蝕性、接點焊接質量和施工便利方面有顯著的優越性。
2.2截面選擇
2.2.1鋼接地體截面選擇
根據江蘇省電力公司蘇電生【2003】1097號文《關于明確變電站接地網部分技術問題的通知》：充分考慮電網的規劃發展規模，一般的500kV及220kV變電所中的主接地網采用60×8（截面480mm2）的鍍鋅扁鋼，接地引下線采用80×8（截面640mm2）的鍍鋅扁鋼。
2.2.2銅接地體截面選擇
忽略腐蝕的影響對銅接地體進行熱穩定校驗時，銅接地引下線的最小截面應滿足下式：
式中：-接地引下線的最小截面，mm2；
-流過接地引下線的短路電流穩定值，A（根據系統5～10年發展規劃，按系統最大運行方式確定）；
-短路電流的等效持續時間，s；
-接地引下線材料的熱穩定系數，根據材料的種類、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。
計算用故障電流原則上應按變電所遠景最大運行方式、站內發生接地故障時的故障電流，當系統情況不是十分明確時，根據江蘇省電力公司有關文件，500kV系統單相接地短路電流按63kA設計，220kV單相接地短路電流按50kA設計。
短路等效持續時間
式中：-短路電流的等效持續時間，s；
-主保護動作時間，s；
-斷路器失靈保護動作時間，s；
-開關固有動作時間，s；
目前江蘇省220kV系統線路保護配置基本采用"11，901"系列保護，各套裝置均設有高頻、距離和零序電流保護。距離保護和零序保護各有三段，后備保護為近后備。
根據系統保護整定時間，短路等效持續時間500kV系統建議取0.35秒，220kV系統取0.6秒。
由規程DL/T621－1997《交流電氣裝置的接地規程》附錄C表C1查得銅的熱穩定系數為210，則銅接地引下線的截面計算如下（單位：mm2）：
對500kV系統
對220kV系統
根據電纜廠提供的產品樣本，一般選用的銅接地體規格有25mm2、50mm2、75mm2、95mm2、120mm2、150mm2、240mm2等多種不同型號的多股裸銅線和銅排。
考慮腐蝕因素，并留有充分的裕度，500kV變電所和220kV變電所銅接地引下線的截面均取200mm2（銅排）。水平接地網截面按照《交流電氣裝置的接地》（DL/T621-1997）規定，取接地引下線的75％，即水平接地體截面取150mm2（裸銅絞線）。
綜上所述，銅接地體的截面顯著小于鋼接地體。
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