石墨基材料接地网在盐渍土壤环境中技术研究

石墨基材料接地网在盐渍土壤环境中技术研究

张莹,董铁柱,刘为伟

中国电建集团青海省电力设计院有限公司，青海，西宁，810008

摘要：阐述盐渍土壤环境中石墨基材料接地网技术研究。利用电化学测试镀锌钢、不锈钢、铜、柔性石墨带试样埋入土壤中达稳定状态后进行塔菲尔曲线测试，对比分析3种不同金属材料在不同Cl-含量的土壤介质中自腐蚀和电偶腐蚀。

关键词：盐渍；石墨基；接地；

作者简介：张莹（1986-），男，高级工程师，长期从事输电线路工程设计

一、目的和意义

盐渍土是一种土层内含有石膏芒硝岩盐（硫酸盐或氯化物）等易溶盐且含量超过一定数量的土。国标《岩土工程勘察规范》GB20021-2001（2009版）[1]将易溶盐含量大于0.5%且具有溶陷、盐胀和腐蚀等工程危害的土称为盐渍土；《盐渍土地区建筑技术规范》(GB/T50942-2014) [2]认为，当地基土中易溶盐含量超过0.3%时，就要按照盐渍土地基进行勘察、设计和施工。

目前架空线路杆塔接地的材料主要是圆钢等材料，盐渍土对钢材具有强腐蚀性，为避免对社会和电网运行造成重大影响，有必要针对输电线路建设中的盐渍土地区杆塔接地设计所遇到的关键技术问题系统开展研究，有效提高线路安全运行水平。

二、国内研究水平综述

目前我国接地系统所使用的接地材料大多为钢材质，个别地区使用铜作为接地材料。镀锌钢具有工艺简单，价格低廉，导电性好等优点。但多年的实践证明镀锌钢并不是理想的接地材料，运行一段时时间后，材料开始腐蚀，不能满足接地装置的运行要求和寿命要求。

近年来，国内众多厂家加大对非金属导电材料的研究及应用，石墨因其优良的导电性、稳定性、长效性且价格便宜等优点而成为研究热点。试验表明，石墨接地材料具有优良的导电性能和防腐性能。石墨接地材料良好的防腐性能很大程度降低了接地工程的维修费用，有效提高了其在接地工程中的经济效益[3]。

三、腐蚀动力学过程参数测试

（一）测试方法

电化学测试在GAMRY 1010E电化学工作站上进行，测试体系为三电极体系，工作电极分别为送检的镀锌钢、柔性石墨带、不锈钢，辅助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极。电化学测试介质为现场土壤试样，试验前将原状土样风干、研磨后用钢筛过筛，实验室调配含水量20%氯离子含量为0.5%、1%、1.5%、2%的试验土壤土壤。测试试样埋入土壤中达稳定状态后进行塔菲尔曲线测试，电位扫描速度为0.33mV/s，扫描电位为相对自腐蚀电位-250mV~+400mV。

（二）参数拟合

从极化曲线拟合得到土壤环境中测得金属引下线和柔性石墨的极化曲线如图4所示。

四、结论

经过对盐碱地区的土壤结构和土壤电阻率进行测量与仿真研究，得到盐碱地区土壤结构和电阻率随季节性变化的规律；以此为基础对输电线路接地网进行分析，研究盐碱土质对地网各参数的影响机理及规律，对输电线路接地网安全性能参数进行分析，并为石墨接地在盐碱地区土质环境设计、使用提供理论支持。

参考文献：

[1] 《岩土工程勘察规范》GB20021-2001（2009版）.

[2] 《盐渍土地区建筑技术规范》(GB/T50942-2014) .

[3] 何海勇.石墨基接地材料的研究.