接地网用降阻防腐导电混凝土的制备与应用可行性研究报告Word文档下载推荐.docx

1、 采用耐蚀材料作为接地电极接地网一般是由棒形和带形接地体联合组成的闭合体，垂直埋设的接地装置用圆钢、角钢、钢管，水平埋设的用扁钢、圆钢等，为减少腐蚀，有时用铜代替钢，国外曾试用不锈钢作为接地电极，但都不能很好的改善接地极的腐蚀，而且投资大；美国等很多国家都用铜做变电站接地装置，这主要是考虑到变电站接地装置的重要性和铜的耐腐蚀性和稳定性。但一般变电站接地网接地体数量庞大，接地材料用量大，而铜又非常的昂贵，所以国内一般不采取铜接地装置。近年来，逐渐采用非金属接地体，防腐效果明显改善。非金属接地体材料有许多种，其中人造石墨电极以易加工、价格低而得到推广使用。人造石墨电极由石油焦和沥青两种材料按一定比

2、例烧制而成，导电性好，电阻率一般在710-6-1510-6m，化学稳定性好，使用寿命长，其腐蚀速率比钢小30倍。但石墨电极易脆，在遇到故障大电流时，容易在电动力的作用下发生断裂，从而丧失接地功能。 外层保护法目前，国内许多单位正在研制用于变电站接地装置的导电防腐材料。目前有两种材料在国内已有应用，一种是近年来用于地网防腐的KV导电防腐涂料，它是一种涂料，直接涂刷于裸钢上；另一种是降阻防蚀化学剂，主要用于岩石地区接地装置的降阻和散流，但也有单位只是将它用于防腐蚀，由于这种用途应用单位较少，加之本身有一定腐蚀性，不建议采用。从总体上分析，电力系统接地体的腐蚀问题没有良好的解决办法，接地体的防腐是目

3、前研究的热点。本项目在深入研究接地体腐蚀机理的基础上，开展高腐蚀环境中接地网用降阻防腐导电混凝土的制备及其降阻防腐性能的研究，对电力系统的安全稳定运行，避免因金属接地体腐蚀导致的各种电力事故有着重要的理论和工程应用价值。三、 项目的理论和实践依据本项目研究采用理论分析和实验手段相结合的研究方法。首先收集国内外电网接地装置的腐蚀案例，研究重污染、高腐蚀环境下接地设施的大气腐蚀、土壤腐蚀机理，为导电混凝土的设计、制备和改良提供理论基础，然后进行导电混凝土的试制并对其进行改性，提高混凝土的导电性能、机械性能以及防腐蚀性能，最后将所制备的高强度耐腐蚀导电混凝土应用于实际接地网，考察导电混凝土的实际防腐

4、蚀降阻效果。本项目研究的技术关键与难点主要有：1）土壤中接地体腐蚀机理的研究及导电混凝土制备方法的设计。2）导电混凝土的抗腐蚀性能的提高；不锈钢纤维的分散性以及混凝土抗渗透性的提高。3）导电混凝土防化学腐蚀、电腐蚀性能的试验方法，以及腐蚀评价方法的研究。4）导电混凝土施工工艺研究。四、 项目研究内容和实施方案本项目针对变（发）电站接地网易腐蚀，导致接地网接地性能大幅下降，影响电力系统安全运行的问题，提出的研究内容有：1）接地体腐蚀机理研究收集国内外电网接地装置的腐蚀案例，研究重污染、高腐蚀环境下接地设施的大气腐蚀、土壤腐蚀机理，对比分析在该种环境下采用的接地体防腐措施的优劣性，为导电混凝土的设

5、计、制备和改良提供理论基础。2）研究高强度耐腐蚀导电混凝土的制备研究和制备耐腐蚀导电混凝土：在混凝土中掺杂不锈钢纤维等导电填料，制备导电混凝土，研究导电填料的最佳掺杂比，使导电混凝土的接地电阻符合接地体的电阻要求。然后选用合适的疏水修饰的纳米铁电材料填充导电混凝土的微米空洞，进一步改善导电混凝土的机械性能和导电性能；同时疏水改性纳米铁电材料起到保护填充物质不受化学腐蚀、引导故障电流的目的，从而提高导电混凝土的综合性能。3）高强度耐腐蚀导电混凝土的降阻及防腐性能测试开展机械强度，体积电阻率，防化学腐蚀、电腐蚀及抗老化等性能测试。4）高强度耐腐蚀导电混凝土施工工艺研究及现场应用开展导电混凝土的施工

6、环境、施工前基体的预处理等工艺研究；并将导电混凝土包覆于典型腐蚀环境下110kV变电站的接地网接地体周围，考察导电混凝土的实际防腐蚀降阻效果。本课题拟采用的实施方案如下：1）接地体腐蚀原因分析，为接地体防腐材料的设计提供理论基础。2）高强度耐腐蚀导电混凝土的设计及制备。采用直径为3m左右、长度为3-6mm之间的不锈钢纤维等作为导电填料，制备高强度耐腐蚀导电混凝土，并研究不锈钢纤维的分散性问题以及混凝土的浇注工艺，然后选用合适的疏水修饰的纳米铁电材料填充导电混凝土的微米空洞，进一步改善导电混凝土的机械性能和导电性能；最终制备出高强度抗腐蚀导电混凝土。3）高强度耐腐蚀导电混凝土的性能测试。 机械强

7、度测试利用DKZ-5000 电动抗折试验机以及WE-300液压万能试验机对导电混凝土的机械强度进行测试。 体积电阻率以及导电性能测试利用HQ2511低电阻测试仪测量导电混凝土的电阻率，并对导电混凝土进行大电流试验，考察导电混凝土的散流效果、降阻效果以及热稳定性。 腐蚀性能测试将导电混凝土置于酸性及碱性电解液中浸泡，考察混凝土的耐化学腐蚀性能；建立混凝土电化学腐蚀试验平台，并对导电混凝土进行电化学腐蚀试验，考察导电混凝土的防电化学腐蚀性能。4）现场应用及考察。在高强度耐腐蚀导电混凝土的研制及测试过程中，将按照下图所示步骤进行：导电混凝土研制技术路线图效果五、 预期目标和成果形式1）制备出具有导电

8、性优良、机械强度高、防腐蚀的导电混凝土，并在实际接地网中应用；2）发表高水平论文23篇；3）申请专利1项。六、 合作单位或依托工程单位落实情况重庆大学电气工程学院高电压与绝缘技术系创建于1978年，现任系主任为李剑教授。本系形成了四个持续而稳定的研究方向，即复杂大气环境中的高电压绝缘技术方向、电气设备绝缘在线智能化监测与故障诊断技术方向、电力系统过电压与接地技术方向以及高电压新技术方向，部分研究成果已达到国际领先水平或国内领先水平。实验室现有建筑面积2800多平方米，设备资产近1000万元，有国内独有或具有显著特色的多项设备，教学条件、科研环境优异。高电压与绝缘技术系是重庆大学输配电装备及系统

9、安全与新技术国家重点实验室的主体，现有教授9人、副教授7人、高级实验师1人、讲师及工程师7人，其中包括中国工程院院士1人、973首席科学家1人、国家杰出青年基金获得者1人、教育部长江学者特聘教授2人。现有研究生总计150余人，含博士研究生40余人。七、 项目承担单位的条件1.项目负责人金卓睿，四川省电力公司南充电业局总工程师2.项目研究人员序号姓名年龄职称、职务工作单位任务分工1金卓睿39南充电业局总工程师南充电业局总负责人，总体方案设计与实施2钟涛35南充电业局运维检修部常务副主任对接地导体的腐蚀原因及腐蚀机理进行调查和分析，牵头组织项目研发与实施3袁涛31副教授重庆大学理论分析与研究方案设

10、计4杨庆5司马文霞46教授总体方案设计6韩果40南充电业局运维检修部专责高强度耐腐蚀导电混凝土参与研制7徐雅27对高强度耐腐蚀导电混凝土的导电性能进行测试8杜涛29协调项目研发、测试及项目管理9胡勇26南充电业局检修公司技术员对高强度耐腐蚀导电混凝土的机械强度性能进行测试10胡广2411黄正勇博士生高强度耐腐蚀导电混凝土改性12严薪瞩23编写项目实施方案13樊竹青硕士生对高强度耐腐蚀导电混凝土的耐腐蚀性能进行测试14魏远22高强度耐腐蚀导电混凝土的施工工艺研究15杜斌导电混凝土现场施工3.实验室条件合作单位重庆大学高电压技术中心占地60余亩，建成于1992年。现有503624高压试验大厅一个，

11、内设750kV2，1A串级式工频试验变压器一台；3600kV冲击电压发生器一台；128高压试验小厅一个，内设250kV、1A无局放工频试验变压器一台；900kV冲击电压发生器一台。810污秽试验大厅一个和污秽试验小厅一个。建有四川省电力公司带电作业培训基地，拥有10kV、110kV、220kV、500kV真型输电线路。4.理论研究环境合作单位重庆大学实验室拥有固定资产原值达2000余万元的试验设备，除拥有满足大型发电机和500kV及以下变电站调试和性能试验的全套常规试验设备之外，还拥有一批专门的设备进行专项试验，如300kW/800kV/16A串联谐振耐压装置、红外热成像仪、紫外成像仪、电缆故

12、障测试仪、内窥镜、变压器超声波局部放电定位仪、高速动态记录仪、断路器特性测试仪和其它试验设备，仪器仪表等。具备开展本项目实验的试验条件。重庆大学电气工程学院在绝缘材料、接地网新型防腐蚀材料方面已经进行了多年的研究，目前已经成功制备了导电混凝土，该混凝土具有制备方便、机械性能佳、导电性能好等优点，如果进一步利用纳米材料对导电混凝土进行改进，还可以进一步提高其防腐蚀性能，将其包覆在普通接地网的接地体表面，不仅可以降低接地网的接地电阻，还可以大大减缓接地体的土壤腐蚀速度。项目的进度安排时间段内 容1 2013年1月-2013年3月对接地导体的腐蚀原因及腐蚀机理进行调查和分析，编写项目实施方案。2 2

13、013年4月-2013年6月高强度耐腐蚀导电混凝土的试制。3 2013年7月-2013年9月高强度耐腐蚀导电混凝土的改性。4 2013年10月-2013年12月对高强度耐腐蚀导电混凝土的各项性能进行测试。5 2014年1月-2014年6月高强度耐腐蚀导电混凝土的施工工艺研究。6 2014年7月-2014年9月高强度耐腐蚀导电混凝土的现场施工应用。7 2014年10月-2014年12月高强度耐腐蚀导电混凝土的现场测试。整理结题资料，准备验收。九、项目经费预算 单位：万元科目名称预算金额甲方拨款乙方自筹备 注（一）直接费281.人工费（1）专职研究人员人工费（2）临时性研究人员人工费2.设备费（1

14、）仪器、设备购置费附件1（2）仪器、设备试制费附件2（3）软件购置费附件3（4）现有仪器设备使用费附件43.业务费（1）材料费17附件5（2）资料费（3）印刷出版费（4）知识产权费（5）会议费（6）差旅费（7）培训费4.场地使用费（1）场地物业费（2）场地租金5.专家咨询费（二）间接费（三）外委支出费371.外委研究支出费24.5附件62.仪器设备租赁费3.外协测试试验与加工费12.5附件7（四）税金合 计65十、有关证明文件1、合作单位和依托工程单位对项目的意见2、自筹经费来源及保证证明十一、申请单位领导审查意见 研究条件、人员及时间能够保证项目研究，同意上报。单位领导（签字） 单位（公章）

15、 年 月 日附件1 仪器、设备购置预算明细表（单价5万元以上） 单位：设备名称型号单价（万元/台件）拟购置数量（台件）总价经费列支生产国别与地区主要技术性能指标购置理由、用途、拟安置单位（与本课题、子课题关系）单价5万元以上设备合计单价5万元以下设备累计经费列支：注明经费来源为自筹或拨款附件2 仪器、设备试制预算明细表（单价5万元以上） 设备名称单台价值 （万元/台件）拟试制数量（台件）总 价 主要技术性能指标试制理由和用途（与本课题、子课题关系）附件3 软件购置预算明细表 （单价2万元以上） 软件名称软件单 价（万元/套）拟购置数量（套）软件总价安装调试费单价2万元以上软件合计单价2万元以下

16、软件 合计附件4 现有仪器设备使用明细表（单价5万元以上） 数量（台件）隶属单位设备状况及主要性能指标购置时间使用费计取单价附件5 材料费预算明细表（总价5万元以上的材料）材料名称规格或型号计量单位（万元/单位数量）材料费用不锈钢纤维13.65Km公斤500元/公斤白炭黑粒径小于80nm200元/公斤消泡剂化学纯150元/公斤分散剂130元/公斤脱模剂250元/公斤总价5万元以上材料合计其他材料累 计注：表中应包括：材料原价、供销部门手续费、包装费、运杂费、采购及保管费等内容。附件6 外委研究支出预算明细表 单位：协作研究任务名称协作研究任务内容协作研究任务承担单位导电混凝土试制高强度耐腐蚀导电混凝土的试制导电混凝土改性高强度耐腐蚀导电混凝土的改性导电混凝土性能测试对导电混凝土的各项性能进行测试导电混凝土施工工艺研究导电混凝土现场应用高强度耐腐蚀导电混凝土的现场施工应用6.5附件7 外协测试试验与加工费预算明细表（量大或价高的外协测试试验与加工项目）外协测试试验与加工的内容外协测试化验与加工单位计量单位单价（万元/单位数量）与加工费用电化学腐蚀程度测试重庆大学化学化工学院样200元/样5万电化学腐蚀速率测试300元/样3万导电混凝土微观透射电镜测试重庆大学材料学院500元/样4.5万其他外协测试化验与加工项目