以自制石墨基導(dǎo)電接地降阻劑為研究對象,測試分析了石墨摻量和粒度對降阻劑電學(xué)及力學(xué)性能的影響規(guī)律。降阻劑的電阻率和強(qiáng)度隨著石墨摻量增加、石墨的粒徑減小而降低,而摻量為14%的LG97-mix石墨由于有較優(yōu)的級配表現(xiàn)出較低的電導(dǎo)率和較好的抗折、抗壓強(qiáng)度。所制備的降阻劑埋入土壤被侵蝕后,電阻率降低11%。 以胍膠為降阻劑,考察了使用濃度、流動狀態(tài)、離子類型及粘度對降阻性能的影響,采用FENE-P模型模擬及中、低雷諾數(shù)實(shí)驗(yàn)分析降阻機(jī)理。結(jié)果表明,胍膠濃度為1 000～3 000 mg/L時(shí)降阻效果,溶液粘度是影響胍膠降阻性能的主要因素;一定濃度范圍內(nèi)符合Virk有效滑移假說;胍膠主要在層流湍流過渡區(qū)通過抑制渦流產(chǎn)生與發(fā)展過程實(shí)現(xiàn)降阻作用;近壁結(jié)構(gòu)受靜電吸附作用影響,陽離子型胍膠降阻效果優(yōu)于其他離子類型胍膠。

現(xiàn)代的建筑物大多數(shù)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),其防直擊雷能力已經(jīng)大大提高。但是在信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展下,建筑物內(nèi)部的微電子元件、電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備越來越多,它們對雷電的耐受能力十分脆弱,導(dǎo)致雷擊后造成的經(jīng)濟(jì)損失很大。通過對防雷接地系統(tǒng)中等電位連接、接地體、降阻三個(gè)方面的介紹、分析,提出自己的一些觀點(diǎn)以丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基(DADMAC)為聚合單體,自制聚甲基丙烯酰氧乙基(P-DMC)為分散劑,水溶性偶氮二異丁脒鹽酸鹽(V-50)為引發(fā)劑,以乙醇-水體系為分散介質(zhì),采用分散聚合法合成了陽離子型聚丙烯酰胺乳液降阻劑。通過單因素實(shí)驗(yàn)確定了共聚物合成的較佳條件:單體配比n(AM)∶n(DADMAC)=6∶1,單體加量占聚合體系總質(zhì)量的40%(w),分散劑加量對單體總質(zhì)量占比為8%(w),分散介質(zhì)m(乙醇)∶m(水)=50%,引發(fā)劑加量對單體總質(zhì)量占比為0.2%(w),聚合溫度60℃,反應(yīng)時(shí)長8 h。結(jié)果表明,合成產(chǎn)物穩(wěn)定性良好,分子量達(dá)1.26×10~6,在礦化度為30 000 mg/L的模擬水中黏度保持率達(dá)78.6%,質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%的聚合物溶液降阻率可達(dá)66.4%,可在10 min內(nèi)完全溶解,在頁巖氣井壓裂開采過程中具有廣闊的應(yīng)用前景。

用鈣基膨潤土作為原料,摻合其它化學(xué)成份,經(jīng)加工制成的膨潤土化學(xué)降阻劑降阻效果顯著,長期穩(wěn)定、耐腐蝕、無毒性、價(jià)格便宜,就地取材,并具有施工方便等特點(diǎn)。十年來,各地用膨潤土化學(xué)降阻劑改造大型變電所地網(wǎng)接地電阻、送電線路桿塔防雷接地、配電變臺接地均取得了良好的降阻效果。本文介紹了膨潤土化學(xué)降阻劑的降阻原理、技術(shù)特性、應(yīng)用實(shí)踐及施工方法。介紹位于戈壁灘上的土壤電阻率高達(dá)6000Ω·m的某電廠,為使接地電阻降低又符合經(jīng)濟(jì)原則,采用了膨潤土長效降阻劑。制造廠提出的施工方法尚不適宜在凍土層厚達(dá)1.4m地區(qū)。本文介紹了該電廠為控制降阻劑用量采用的施工方法。目前該電廠接地網(wǎng)已基本形成,根據(jù)測試,接地電阻率約為0.5Ω·m,效果是顯著的。

桿塔接地網(wǎng)是輸電線路基本也是重要的防雷設(shè)施,桿塔接地網(wǎng)良好的接地特性是減少輸電線路因雷擊造成跳閘事故的重要保證。輸電線路桿塔接地網(wǎng)現(xiàn)行的接地降阻措施主要包括使用降阻劑、采用接地模塊、增加垂直接地等措施。盡管上述桿塔接地網(wǎng)的降阻措施能夠具有部分降阻效果,但在山區(qū)應(yīng)用時(shí)存在施工不便、降阻效率低的問題,研究在土壤電阻率較高時(shí)的接地降阻策略具有實(shí)際工程價(jià)值。本文應(yīng)用防雷接地計(jì)算軟件CDEGS,搭建山區(qū)土壤高電阻率下的輸電線路桿塔的多個(gè)接地網(wǎng)模型,并研究其自身的接地特性及相應(yīng)的降阻策略。本文完成的主要研究內(nèi)容包括:采用CDEGS仿真計(jì)算軟件分別建立輸電線路常見的鋼管塔與四角鐵塔接地網(wǎng)模型,針對降阻劑降阻、新型降阻材料降阻、外延接地降阻等降阻方式的實(shí)際降阻效率及影響因素進(jìn)行仿真計(jì)算,分別對土壤參數(shù)、接地網(wǎng)面積、接地網(wǎng)入地電流頻率、接地材料等因素對接地降阻效率的影響作用進(jìn)行計(jì)算分析,提出基于新型石墨復(fù)合接地材料的高土壤電阻率下桿塔接地網(wǎng)降阻策略。以魯中山區(qū)220kV城川Ⅰ線和220kV龍馬線改造工程為例,分析土壤高電阻率地區(qū)桿塔接地電阻降低改造的實(shí)際應(yīng)用效果。