输变电工程防腐材料研究-接地网用铜钢复合材料及放热焊接

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1、接地网用铜钢复合材料及放热焊接技术研究《输变电工程防腐材料研究》子项目11概述2国内外铜覆钢接地材料调研3铜覆钢性能研究4放热焊剂的研制5铜覆钢及放热焊接头性能研究6铜覆钢全寿命周期经济型和环境友好性研究7变电站铜覆钢接地网设计8结论1.概述-课题背景Ø坚强的智能电网—以新兴的材料技术来建立高效的智能输电网及保障输变电工程的安全可靠。Ø接地技术系统化、标准化、先进化的程度，可以反映电力行业基础设施的配备程度，更是全面建设坚强智能电网的可靠保证。Ø接地系统是电气系统不可或缺的基础，变电站的电气设备众多、昂贵，若没有完善的防雷与接地的保护，

2、就有可能在雷击、意外的电气系统故障发生时损毁。Ø其中，接地网材料腐蚀是导致变电站事故发生的重要因素，急需开发和应用新型接地防腐新材料。1.概述-课题背景Ø我国每年因接地网腐蚀严重改造的变电站众多，经济损失巨大；Ø热镀锌钢镀层太薄，耐腐蚀性能差，导致热镀锌钢接地网寿命低下，部分腐蚀严重的区域在运行3-5年就需要开挖检修，十年后都会产生严重的腐蚀而不得不更换，见表1.1。Ø从可靠性和经济效益来看，铜是首选的接地网防腐材料，铜质接地网已在发达国家的输变电工程中得到广泛应用。在我国新建500kV及以上变电站中也部分采用了铜接地网。Ø铜的缺点：价

3、格昂贵，属战略性资源，刚性不足等。急需开发接地网防腐新材料和新技术，提高接地网的设计寿命和可靠性，以保证电网安全运行。1.概述-课题背景表1.1我国部分变电站开挖检修情况总结开挖检查开挖时检查区域规格使用时间（年）腐蚀状况单位间郭集腐蚀严重山东滨州/220kV4变电所全部更换房山腐蚀严重北京供电局/500kV10变电所全部更换湖南娄底/民丰变电站110kV3腐蚀严重月山广西电网2005220kV8腐蚀严重变电所天津电网/变电站220kV5-7腐蚀严重车岭福建寿宁县20006腐蚀严重二级电站8年后逐渐吉林热电厂1997变电站220kV8开

4、始腐蚀1.概述-课题背景铜覆钢（CopperCladSteel）接地材料：--导电性好、抗腐蚀性强、机械强度高，比镀锌钢的电阻率及压降低--节约能源--铜覆钢接地棒，已被国外发达国家应用于建筑、铁路、电力及石油化工等各行业领域1.概述-课题背景Ø国内铜覆钢的生产历史较短，各厂家的生产工艺、产品质量、结构形式、产品规格等有所不同，缺乏相应的标准，产品质量和性能有待考核和规范。Ø铜钢复合材料焊接工艺采用放热熔焊，但国产熔粉均为小企业生产，在接头质量等方面与进口产品存在一定差距，缺乏独立成熟的放热熔焊技术工艺体系。Ø本项目对铜覆钢在接地网中的

5、应用进行相应的研究工作，考核材料性能，规范产品质量和结构形式，构建成熟的放热熔焊技术体系，满足输变电接地网应用要求，并降低施工难度，以便推广应用。1概述2国内外铜覆钢接地材料调研3铜覆钢性能研究4放热焊剂的研制5铜覆钢及放热焊接头性能研究6铜覆钢全寿命周期经济型和环境友好性研究7变电站铜覆钢接地网设计8结论2.国内外铜覆钢接地材料调研Ø铜覆钢主要生产工艺：电镀、连铸、套管冷拉（简称冷拉）。三种生产工艺各有优缺点。Ø国内方面：国内企业生产历史较短，且各厂家生产工艺、产品质量、结构形式、产品规格都有所不同，生产及产品质量急需规范。国内没有相

6、关的试验标准，导致产品质量无法保证。Ø国外方面：美国从二十世纪七十年代开始进行铜覆钢（Copper-CladSteel）接地棒的开发、标准化与应用工作，标准体系健全并进行了大量的应用。2.国内外铜覆钢接地材料调研Ø铜覆钢连接方式--铜银钎焊连接--压接线夹连接--螺栓连接--放热焊接：分子结合、熔点高、电阻低，最为适宜Ø国产放热焊粉均为民营小企业生产，在使用性能等方面与进口产品存在一定差距，进口产品则价格较高。Ø自主研发适用于低成本的放热焊粉，并对焊接工艺进行规范，才能构成我国独立的放热焊接技术工艺体系。2.铜覆钢接地材料调研-小结（1

7、）铜覆钢在国外已得到广泛应用、配套标准比较完备；作为一种新型材料，铜覆钢在国内应用时间较短，没有相关标准依据，在电力行业水平接地网中还没有得到应用。（2）由于我国没有铜覆钢这一新型复合材料的国家或行业标准，鉴于其良好的应用前景，建议有关部门制定产品标准（目前已国家电网公司已颁布企业标准）。（3）铜覆钢的产能已具备一定的规模，可以满足工程实际需要以及招标采购要求。3.铜覆钢性能研究n试验材料：电镀铜覆钢、水平连铸铜覆钢、冷拉铜覆钢。n基本性能：电气性能、腐蚀性能、力学性能电气性能n试验内容及依据---测量电阻率，按IEEE80相关公式计算

8、铜覆钢的热稳定系数C---电阻率：GB/T3048.2-2007《电线电缆电性能试验方法第2部分：金属材料电阻率试验》---热稳定系数：IEEEstd80-2000《交流变电站接地安全指南》计算获得3.铜覆