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接地材料的选择


   

    接地材料要选择导电性能好的材料,如钢铁,铜(导电性是钢的8倍),石墨等,其尺寸满足系统最大故障电流冲击,可根据热稳定校验公式 校验。

    接地材料除考虑导电性能外,还必须考虑其防腐性能,在八十年代及以前,很少或根本就没有考虑地网的腐蚀问题。由于地网腐蚀引起的安全事故屡有发生,就如变电站,接地引下线断开使高压运行设备处于无接地状态,地下主网腐蚀断裂使地网分割成几块,发生接地时使二次设备烧坏等。另外,由于地网属隐蔽工程,埋于地下后不易检查、修复等,因此,从设计的角度应加大对地网腐蚀的调查研究,以便有利于系统的安全运行。

    在以前包括现在我们决大多数设计中,接地材料一般为扁钢和圆钢,其腐蚀状态应根据当地的腐蚀参数进行计算。但一般情况下其腐蚀参数很难测定。因此,在工程设计没有实际数据时,按扁钢腐蚀速度:0.1 -0.2 mm/a;圆钢腐蚀速度:0.065 -0.07 mm/a;热镀锌扁钢腐蚀速度:0.065 -0.07 mm/a计算。在计算时,还应考虑不同敷设部位腐蚀情况不同的影响,可参考以下数据。

    采用扁钢接地网的年腐蚀率,
    当接地网部位为水平接地体时年腐蚀速度:0.1 -0.12 mm/a;
    为设备引下线时年腐蚀速度:0.2 -0.3 mm/a;
    为电缆沟中的接地带时年腐蚀速度:0.47 mm/a。

    美国等很多国家都用铜做接地装置,我国这两年也逐渐在采用铜做接地,如青海公伯峡水电,内蒙托克托电厂,江苏泰州电厂,广东台山电厂,秦山核电,大亚湾核电,岭奥核电,海南炼化,广岛油库,巴基斯坦汉华水电、杜伯华水电站,等。采用铜做接地地材料其重要原因是耐腐性能高,导电性远高于钢材,像上海杨树浦电站,天津塘沽110 kv变电站(解放前建)的接地网用的是铜材,至今仍合格。

  据资料介绍,铜腐蚀不存在点蚀,属表面均匀腐蚀,铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的(1/5)~(1/10)。从出土的几千年前的青铜器来看,铜的确具有很高的稳定性和抗腐蚀性。因此铜的使用寿命可以说满足各种设施的使用寿命要求,是接地首选的材料。

    近几年国内外也在大量的采用铜镀钢棒做接地,铜镀钢接地极是传统的金属接地改进而来。铜层是以分子形式附着到高强度钢心镍层上的,而且铜皮不破裂或脱落。容易打入地下。因而它结合了钢的硬度和铜的高导电性、耐腐性。目前因制作工艺制约制作成本,市场上的产品良莠不齐,且国内还没相应的检验标准,据调查仅美国保险商实验室有一套严格检验标准,且可出具ul证书,在世界各地通用,产品预期使用寿命超过40年。

    目前在市场上被ul认可的铜镀钢棒是采用连续电镀法(四维电镀法)制作的,其优点:

    铜层与钢棒达到分子型结合,接地棒深入土壤时,不会弯曲,破裂。
    铜层均匀,含铜纯度高,钢芯强度高。
    耐腐蚀性强,不会脱节,翘皮,开裂。
    导电性能好,电气性能稳定。
    施工简单,可直接打入土中。
       
    因此我们在选用铜镀钢棒时,须注意以下几条:

    是否通过权威机构的检验和认证;
    铜层厚度是否均匀;
    铜层是否达到能保证使用30年以上厚度标准;
    铜层的纯度和钢芯的强度要高。
    镀铜层不翘皮,不开裂和脱节等。

    非金属接地材料,由于其特有的抗腐蚀性能和良好的导电性受到部分设计人员亲睐。目前非金属接地产品主要是以石墨为主要材料,有以下缺点,其一是石墨体与金属电极的连接问题,石墨整体与金属材料之间的结合处处理不好,会出现石墨整体与金属材料互相分离的现象,这对故障电流通过接地体扩散到土壤当中起着阻碍作用;第二,制作工艺不满足要求时,整体强度性差,在施工的过程当中很容易破碎,在运输过程中更得小心谨慎。石墨产品吸水性较好,但是时间长后(放到地下后)很快就粉蚀了,接地提体的整体性可想而知,第三,石墨体与金属电极之间的体电阻一般都不不低于3-5欧姆,如果石墨体与金属电极之间因为某种原因分离的话,其石墨体与金属电极之间电阻更是不可想象,因此我们在选择非金属材料时,要慎重。

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