2025年接地材料測試試卷及答案1.單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.1在接地網(wǎng)設(shè)計(jì)階段，優(yōu)先選用下列哪種材料作為水平接地極可兼顧耐腐蝕與導(dǎo)電性？A.熱鍍鋅扁鋼40mm×4mmB.銅包鋼絞線120mm2C.純銅排30mm×3mmD.不銹鋼條30mm×4mm答案：B1.2依據(jù)GB/T17949.12018，測量大型變電站接地網(wǎng)工頻接地電阻時(shí)，推薦電流極與接地網(wǎng)邊緣的最小距離為：A.1D（D為接地網(wǎng)最大對角線）B.2DC.3DD.5D答案：D1.3下列哪項(xiàng)不是銅覆鋼接地材料出廠檢驗(yàn)的必檢項(xiàng)目？A.銅層厚度B.銅層可塑性（扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)）C.電阻率D.抗拉強(qiáng)度答案：C1.4當(dāng)土壤電阻率ρ=300Ω·m，采用垂直接地極Φ50mm×2.5m，單根沖擊接地電阻經(jīng)驗(yàn)估算值最接近：A.15ΩB.25ΩC.35ΩD.45Ω答案：B1.5對銅包鋼線進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)，銅層出現(xiàn)基體腐蝕的評級達(dá)到ISO10289的多少級時(shí)判定為不合格？A.7級B.8級C.9級D.10級答案：C1.6某接地極埋深0.8m，土壤電阻率100Ω·m，若將埋深增至1.2m，其工頻接地電阻理論上約：A.增加5%B.減小5%C.減小10%D.基本不變答案：B1.7銅覆鋼接地材料銅層厚度標(biāo)稱值為0.25mm，使用磁性測厚儀檢測時(shí)，同一截面測3點(diǎn)，其最小值不得低于標(biāo)稱值的：A.80%B.85%C.90%D.95%答案：B1.8下列關(guān)于鋅包鋼接地棒的說法正確的是：A.鋅層主要起導(dǎo)電作用B.鋼芯主要起犧牲陽極作用C.鋅層厚度越厚，耐蝕壽命越長D.鋅層與鋼芯之間允許存在連續(xù)縫隙答案：C1.9接地網(wǎng)外緣閉合圓環(huán)導(dǎo)體，若其等效半徑r=30m，土壤電阻率ρ=200Ω·m，忽略內(nèi)部網(wǎng)格時(shí)的理論接地電阻約為：A.0.34ΩB.0.68ΩC.1.02ΩD.1.36Ω答案：B1.10依據(jù)DL/T13122013，銅覆鋼線經(jīng)180°反復(fù)彎曲試驗(yàn)，銅層與鋼芯不得分離，彎曲次數(shù)應(yīng)不少于：A.3次B.5次C.7次D.10次答案：B2.多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分；每題至少有兩個(gè)正確答案，多選少選均不得分）2.1下列因素會顯著影響銅覆鋼接地極在土壤中的長期載流量的是：A.銅層電導(dǎo)率B.銅層厚度C.土壤含水率D.鋼芯磁導(dǎo)率答案：B、C2.2關(guān)于接地材料電化學(xué)腐蝕，下列說法正確的是：A.銅與鍍鋅鋼相連，鍍鋅鋼作為陽極被腐蝕B.土壤pH越低，腐蝕速率越快C.土壤含鹽量越高，腐蝕速率越快D.銅覆鋼中銅層破損后，鋼芯腐蝕速率低于裸鋼答案：A、B、C2.3下列試驗(yàn)項(xiàng)目可用于評估銅覆鋼接地材料銅層結(jié)合質(zhì)量的是：A.扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)B.壓扁試驗(yàn)C.鹽霧試驗(yàn)D.反復(fù)彎曲試驗(yàn)答案：A、B、D2.4某變電站接地網(wǎng)改造，需降低接地電阻，可采取的措施有：A.增加水平接地極長度B.換用銅覆鋼絞線C.施加高效膨潤土降阻劑D.增設(shè)深井接地極答案：A、C、D2.5下列關(guān)于接地材料熱穩(wěn)定校驗(yàn)的說法正確的是：A.銅覆鋼線的熱穩(wěn)定系數(shù)大于純銅B.校驗(yàn)時(shí)應(yīng)考慮短路電流持續(xù)時(shí)間C.鋼芯熔點(diǎn)高于銅層，故以鋼芯截面為準(zhǔn)D.短路時(shí)溫升不應(yīng)超過材料允許最高溫度答案：B、D3.填空題（每空2分，共20分）3.1依據(jù)GB/T216982008，銅覆鋼線銅層平均厚度應(yīng)不小于________mm，且最小厚度不小于________mm。答案：0.25；0.203.2銅覆鋼接地極在土壤電阻率ρ=100Ω·m、埋深0.8m、長度3m時(shí)的單根工頻接地電阻經(jīng)驗(yàn)公式為R≈________ρ/l，其中l(wèi)為極長，單位m。答案：0.3663.3銅覆鋼線經(jīng)5次180°反復(fù)彎曲后，銅層與鋼芯應(yīng)________，扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)后銅層________。答案：無裂紋、無分離；不起皮、不脫落3.4銅覆鋼線電阻率實(shí)測值應(yīng)不大于________μΩ·m（20℃）。答案：0.0573.5銅覆鋼線銅層與鋼芯結(jié)合強(qiáng)度應(yīng)不小于________MPa。答案：2.53.6銅覆鋼線經(jīng)中性鹽霧試驗(yàn)________h后，銅層保護(hù)評級應(yīng)不低于________級。答案：480；93.7銅覆鋼線經(jīng)壓扁至原直徑的________倍，銅層應(yīng)無裂紋、無脫落。答案：1/33.8銅覆鋼線經(jīng)40℃低溫沖擊試驗(yàn)后，銅層應(yīng)________。答案：無裂紋3.9銅覆鋼線經(jīng)200℃高溫試驗(yàn)________h后，銅層與鋼芯結(jié)合強(qiáng)度下降不應(yīng)超過________%。答案：168；103.10銅覆鋼線經(jīng)10%HCl溶液浸泡________h后，銅層腐蝕深度不應(yīng)超過________μm。答案：168；504.判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）4.1銅覆鋼線銅層越厚，其直流電阻越小。答案：√4.2銅覆鋼線銅層厚度不均勻不會影響其耐腐蝕壽命。答案：×4.3銅覆鋼線可用于架空地線。答案：√4.4銅覆鋼線銅層破損后，鋼芯腐蝕速率與裸鋼相同。答案：×4.5銅覆鋼線經(jīng)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)后，銅層出現(xiàn)輕微起皮仍判定合格。答案：×4.6銅覆鋼線經(jīng)反復(fù)彎曲試驗(yàn)后，銅層與鋼芯分離長度小于5mm可接受。答案：×4.7銅覆鋼線經(jīng)壓扁試驗(yàn)后，銅層出現(xiàn)貫穿裂紋可降級使用。答案：×4.8銅覆鋼線經(jīng)鹽霧試驗(yàn)后，銅層出現(xiàn)基體腐蝕即判定不合格。答案：√4.9銅覆鋼線經(jīng)高溫試驗(yàn)后，銅層與鋼芯結(jié)合強(qiáng)度下降15%仍合格。答案：×4.10銅覆鋼線經(jīng)低溫沖擊試驗(yàn)后，銅層出現(xiàn)微裂紋可繼續(xù)使用。答案：×5.簡答題（封閉型，每題6分，共18分）5.1簡述銅覆鋼接地材料銅層厚度對其在土壤中耐腐蝕壽命的影響機(jī)理。答案：銅層作為陰極性鍍層，在完整狀態(tài)下將鋼芯與腐蝕介質(zhì)隔離；當(dāng)銅層厚度增加，孔隙率降低，破損概率減小，且破損后鋼芯暴露面積與銅層面積比減小，宏電池腐蝕電流密度降低，從而顯著延長使用壽命。5.2列出銅覆鋼線出廠檢驗(yàn)的5項(xiàng)必檢項(xiàng)目并給出對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。答案：1.外觀質(zhì)量（GB/T2169820086.1）；2.尺寸及銅層厚度（GB/T2169820086.2）；3.扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)（GB/T2169820086.3）；4.反復(fù)彎曲試驗(yàn)（GB/T2169820086.4）；5.電阻率（GB/T2169820086.5）。5.3說明銅覆鋼線經(jīng)壓扁試驗(yàn)的試驗(yàn)方法及合格判據(jù)。答案：取試樣長度不小于100mm，置于兩塊平行壓板間，以不大于10mm/min速度壓至原直徑的1/3，目測銅層無裂紋、無脫落，則判定合格。6.簡答題（開放型，每題8分，共16分）6.1某沿海變電站土壤氯離子含量高達(dá)1.2%，設(shè)計(jì)壽命30年，請從材料選擇、結(jié)構(gòu)形式、防腐措施三方面提出綜合方案并說明理由。答案：材料：選用銅覆鋼絞線+銅覆鋼棒，銅層厚度≥0.5mm，銅層電導(dǎo)率≥90%IACS，確保耐點(diǎn)蝕；結(jié)構(gòu)：水平極采用網(wǎng)格環(huán)組合，外緣加鋅包鋼犧牲陽極棒，垂直接地極采用Φ50mm銅覆鋼棒深井15m，降低跨步電壓；防腐：敷設(shè)膨潤土石墨復(fù)合降阻劑，包裹雙層熱縮套管，定期施加鎂合金陽極，監(jiān)測電位0.85V以下，確保30年腐蝕裕度。6.2結(jié)合銅覆鋼線在不同土壤電阻率下的實(shí)測數(shù)據(jù)，分析其接地電阻隨銅層厚度變化的敏感度，并給出工程建議。答案：在ρ=100Ω·m、極長3m、Φ14mm條件下，銅層厚度由0.25mm增至0.5mm，直流電阻下降約2%，工頻接地電阻下降不足1%，說明銅層厚度對導(dǎo)電性影響??；但在ρ=1000Ω·m、沖擊電流100kA下，銅層厚度0.5mm時(shí)鋼芯溫升比0.25mm降低約15%，熱穩(wěn)定裕度提高。工程建議：高ρ地區(qū)優(yōu)先增加極長或數(shù)量，銅層厚度取0.25mm即可；高短路電流地區(qū)取0.5mm以上，兼顧熱穩(wěn)定與壽命。7.計(jì)算題（共6題，51分）7.1（8分）某變電站接地網(wǎng)面積A=120m×90m，土壤電阻率ρ=180Ω·m，采用銅覆鋼水平接地極40mm×4mm，埋深0.8m，網(wǎng)格間距10m，忽略垂直接地極，估算其工頻接地電阻R。答案：采用公式R=0.5ρ/√A+ρ/(2πL)·ln(2L2/(bh))，其中L為總長度，b為扁鋼寬度，h為埋深。網(wǎng)格數(shù)n1=120/10+1=13，n2=90/10+1=10，總長度L=13×90+10×120=2370m，A=10800m2，b=0.04m，h=0.8m。R=0.5×180/√10800+180/(2π×2370)·ln(2×23702/(0.04×0.8))=0.5×180/103.92+180/14892·ln(2×5616900/0.032)=0.866+0.0121·ln(351056250)=0.866+0.0121×19.67≈0.866+0.238=1.10Ω答案：1.1Ω7.2（8分）銅覆鋼線Φ14mm，銅層厚度0.25mm，銅電阻率0.0175μΩ·m，鋼芯電阻率0.138μΩ·m，計(jì)算20℃時(shí)單位長度直流電阻Rdc。答案：鋼芯半徑r1=14/20.25=6.75mm，銅層截面積Ac=π(726.752)=π(4945.5625)=10.79mm2，鋼芯截面積As=π×6.752=143.14mm2。并聯(lián)電阻R=ρcu·L/Ac//ρs·L/As，單位長度R=1/(1/(0.0175/10.79)+1/(0.138/143.14))=1/(1/0.001622+1/0.000964)=1/(616.5+1037.3)=1/1653.8=0.000605Ω/m=0.605mΩ/m答案：0.605mΩ/m7.3（8分）某線路單相短路電流Ik=25kA，持續(xù)時(shí)間t=1s，銅覆鋼線允許最高溫度θm=400℃，20℃時(shí)電阻率0.605mΩ/m，熱穩(wěn)定系數(shù)K=141，求最小截面積S。答案：S=Ik√t/K=25000×1/141=177.3mm2，取標(biāo)準(zhǔn)截面185mm2。答案：185mm27.4（9分）銅覆鋼棒Φ50mm，銅層厚度0.5mm，長度3m，埋深0.8m，土壤電阻率ρ=200Ω·m，計(jì)算單根工頻接地電阻R。答案：采用垂直接地極公式R=ρ/(2πl(wèi))·ln(4l/d)，l=3m，d=0.05m。R=200/(2π×3)·ln(12/0.05)=10.61·ln(240)=10.61×5.48=58.1Ω修正埋深系數(shù)k=1.15，R=58.1/1.15≈50.5Ω答案：50.5Ω7.5（9分）某接地網(wǎng)需將R從2.5Ω降至0.5Ω，原網(wǎng)格不變，擬增設(shè)銅覆鋼垂直接地極，ρ=300Ω·m，單根極長3m，Φ50mm，需多少根？答案：目標(biāo)并聯(lián)電阻0.5Ω，單根R=300/(2π×3)·ln(4×3/0.05)=15.92·ln(240)=15.92×5.48=87.2Ω，修正后約75Ω。n根并聯(lián)Rn=75/n，75/n=0.5，n=150根。答案：150根7.6（9分）銅覆鋼線銅層厚度0.25mm，經(jīng)20年土壤腐蝕，銅層均勻減薄0.05mm，求剩余壽命比例（假設(shè)線性腐蝕，原厚度0.25mm，臨界0.15mm）。答案：剩余厚度0.20mm，可再腐蝕0.05mm達(dá)臨界，腐蝕速率0.05mm/20年=0.0025mm/年，剩余壽命0.05/0.0025=20年，原設(shè)計(jì)壽命20年，剩余比例20/20=100%。答案：100%8.綜合分析題（共2題，30分）8.1（15分）某220kV變電站接地網(wǎng)改造，原熱鍍鋅鋼接地網(wǎng)R=1.8Ω，短路電流水平40kA，t=0.5s，土壤ρ=400Ω·m，面積150m×120m，要求R≤0.5Ω，壽命30年，氯離子0.08%，pH=6.5。請?zhí)岢鐾暾夹g(shù)方案，包括材料選型、結(jié)構(gòu)布置、防腐措施、經(jīng)濟(jì)比較，并給出預(yù)期效果。答案：材料：水平極采用銅覆鋼絞線120mm2，銅層0.5mm，垂直接地極Φ50mm銅覆鋼棒，長度6m，銅層0.5mm，犧牲陽極選用鋅包鋼棒Φ30mm，鋅層厚度3mm。結(jié)構(gòu)：在原網(wǎng)格內(nèi)增設(shè)“田”字深井，井深6m，井距30m，每井設(shè)3根垂直接地極，水平極更換為銅覆鋼絞線，網(wǎng)格10m×10m，外緣設(shè)Φ50mm銅覆鋼棒環(huán)，深1m。防腐：敷設(shè)膨潤土石墨降阻劑，比例1:1，包裹厚度100mm，外緣鋅包鋼犧牲陽極間距20m，設(shè)計(jì)壽命30年，接地電位監(jiān)測