变电站、线路新式“保护神”来了！

什么是接地网？

在电网领域，接地网非常关键。需要通过它将电气设备的故障短路电流或雷电引至地下，以此来保护设备和人员的安全。

以往都用啥接地材料呢？

常见的有镀锌钢、纯铜，但这两种材料在精益求精的电网人眼中还不够完美……因为镀锌钢在高盐碱土壤地区，耐蚀性差，纯铜则成本较高。

有没有更好的解决方案？

有！

一款新型材料出现了！

山东电科院创新团队成功研发了一种集科技、环保、性价比于一身的新型接地材料——环保型铝铜稀土合金接地材料。该材料以铝为基体，加入了少量的铜和微量稀土元素，并经过喷丸和预氧化复合表面改性处理，具有良好的耐腐蚀性和接地导通性能。

这种新型接地材料的优势具体体现在：

它在碱性土壤中的耐腐蚀性能较镀锌钢高了3倍以上，能满足40年使用寿命的要求。

它的接地导通性能与纯铜相当，具有良好的导电性和稳定性。

它能较好地保护埋设地土壤环境，土壤中的重金属离子浓度较纯铜和镀锌钢分别降低85%和95%。

用这种新型材料制作接地网，可有效降低成本，延长接地网开挖检查周期，减少电网运行维护费用，提高电网运行安全可靠性，同时还能保护土壤环境。

经测算，在接地网全寿命周期内，若以铝铜稀土合金替代镀锌钢和纯铜，可分别降低40%、67%的材料成本。

目前，该新型接地材料创新成果整体达到国际领先水平。自2014年研发成功至今，这种接地材料已在国家电网经营区内的变电站、输电线路中广泛应用。

创新手记

三分配方  七分工艺

接地网埋设在土壤中，其材料的耐腐蚀问题是电网人多年来一直想要攻克的难题。

历史调查数据显示，使用镀锌钢作为接地材料，在10年运行周期中，60%的电气接地网都会出现腐蚀现象，在盐渍土区域腐蚀尤为明显。

纯铜，作为一种几乎能满足所有土壤条件的接地材料，耐腐蚀性好，但造价过高，材料成本是镀锌钢的5～10倍。

“能不能研究出一种新型接地材料，同时规避镀锌钢和纯铜的缺点呢？”这是山东电科院首席专家李辛庚最初的想法。他认为，开发新型长效防腐接地材料，降低电网日常运行中用于防腐维护的成本，减少或避免在土壤中大量埋设重金属材料，是必然趋势，也是建设绿色电网的重要需求之一。

经过广泛调研、深入分析及试验尝试，2010年，李辛庚提出了采用铝铜合金作为整体接地材料的思路。他带领团队成员以此为研发方向，希望新材料具有良好的接地电气性能和耐土壤腐蚀性能，可以有效替代镀锌钢或纯铜作为接地材料使用。

三分配方，七分工艺。配方有了方向，但让人头疼的事是没有厂家能加工出这样的材料。他们一家家找、一家家试，经历失败、再改进、再失败、再尝试的漫长过程。2011年，第一批铝铜合金样品终于面世。

李辛庚经常这样对团队成员说：“搞科研工作，最难忍受的是寂寞和失败。在寂寞中要坚持，在失败面前更要坚持，成功源于再试一次的执着。”

随后，创新团队又历时三年多，不断改进和优化合金材料的成分配比与加工工艺，成功突破了铝不能作为接地材料使用的传统观念，在成分优化的基础上，应用喷丸加预氧化表面处理技术，开发出了环保型铝铜稀土合金接地材料。

该材料通过了中国电科院依照国际标准开展的型式试验，力学性能、耐腐蚀性能、动热稳定性能等各项指标均满足要求。

铝铜稀土合金接地材料不仅适用于电力系统户外变电站和输电线路接地，还可用于无线通信、电气化铁路、建筑、林业等行业的电气接地、防雷接地等，应用领域广泛。

为促进该项创新成果的推广应用，2018年，山东电科院团队又牵头编制了电力行业标准《电力工程接地用铝铜合金技术条件（DL/T 1918—2018）》。目前，该成果已在山东、北京、浙江等多地获得推广应用，市场前景广阔。

感谢｜国网数科控股公司 山东电科院