变电站接地网新型降阻剂的研究

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1、变电站接地网新型降阻剂的研究一、本课题设计（研究）的目的：接地是保障电气、通信、微电子等设备及建筑物和人身安全的重要手段。为了保证电力系统的正常运行及人身和设备的安全,发电厂和变电站的电气设备要做到可靠接地且具有较低的接地电阻值,但由于受客观条件的限制,仅仅靠打角铁桩、延长接地体及扩大接地网来达到这样高的要求,通常是很困难的。接地降阻剂是一种辅助性材料,已在接地工程中大量应用,其降阻、防腐性能稳定,效果良好,已被写进国家标准和相关行业标准,实践证明是降低接地电阻的有效措施。本课题研究的目的如下：（1）研究出一种变电站接地网新型降阻剂；（2）研究出的降阻剂应能够达到甚至超出降阻剂的

2、指标，特别是改善现在市面上降阻剂易流失，腐蚀大的缺点；（3）提出变电站接地网新型降阻剂的实验方案及新型降阻剂的测试装置的设计，并对所设计的实验装置进行初步的效果评价，本设计可以为今后实现变电站接地网新型降阻剂试验打下良好基础。二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：2.1降阻剂的研究现状降阻剂刚开始使用的时候分为石墨粉型，还有食盐加木炭型的。在电解质中，石墨、食盐是属于易容的，将石墨、食盐埋在地下，很容易受到雨水、地下水的浸泡，然后慢慢流失。因为食盐中含有的氯离子会对接地体的材料产生腐蚀，所以这种降阻剂很快就不用了。在20世纪70年代初,长效降阻剂诞生了,他是日本一位著名的科

3、学家发明的。它是一种凝胶状物质，由化学合成树脂与电解质溶液组成,对雨水及地下水有很好的耐冲刷能力，因而能够长时间发挥降阻的作用。后来由于这种高分子化合物的使用对环境产生了很大的污染，而且还对人类的健康生活造成伤害，最终也没能够继续使用。到了20世纪80年代后期,Jones（美国）和Veleder（南斯拉夫）提出了以膨胀土为基底的降阻剂改善接地装置性能的方法。在这之前，降阻剂是由高导电率物质组成的混合物,而现在发展到了有机化学降阻剂和无机化学降阻剂。有机化学降阻剂是由合成树脂加上固化剂和交联剂组成的，无机化学降阻剂则是通过导电性能比较好的无机化合物加上适量的水溶性电解质与固化剂。1

4、5在中国关于降阻剂的研究则是开始于20世纪70年代，研制出来两类降阻剂，分别是聚乙酰胺等合成树脂配制的有机化学降阻剂和以膨胀土为基底的无机化学降阻剂。前者是由北京电力设计院、中试所和北京化工设计研究院为主研发出来，后者是由安徽中试所为主研发出来的。到了1997年,一种效果更加明显的物理降阻剂出现了，从此，降阻剂被分为化学降阻剂和物理降阻剂。2.1.1化学降阻剂化学降阻剂最大的特点是以电解质为导电主体的，现在出现的化学降阻剂，有机降阻剂、无机降阻剂，还有常见的液态的和固态的降阻剂其机理都是如此。然而，由于化学降阻剂的这种作用机理，因为不可避免的带来了一些负面影响。其中危害最大的是对

5、接地材料带来的严重腐蚀情况，而且随着雨水及地下水的长时间冲击，其作用效果会逐渐变差。由于化学降阻剂存在的诸多不足，物理降阻剂慢慢就出现了。2.1.2物理降阻剂与化学降阻剂恰恰相反，物理降阻剂是以非电解质的固体粉末为导电材料，并以强碱弱酸为胶凝物配制而来。物理降阻剂可以说从根本上解决了化学降阻剂所带来的副面影响。那就是减轻了对接地装置材料的腐蚀。由于物理降阻剂的降阻作用来源于非电解质的固体粉末，所以它不受雨水、地下水、酸碱盐、高低温等诸多因素的影响。2.1.3化学降阻剂和物理降阻剂的比较降阻剂类型降阻机理水对降阻剂的作用对金属的腐蚀性稳定性适用地区化学降阻剂通过离子导电降阻使电解质

6、电离出带电离子有严重的腐蚀性不稳定，跟有无水分有很大关系湿润地区物理降阻剂通过非电解质的固体粉末导电降阻凝胶作用几乎无腐蚀稳定，跟有无水分无关西北干旱、高寒地区2.2降阻剂的机理及在工程应用中存在的问题2.2.1降阻剂的机理接地装置是由一些水平或垂直的金属电极构成的封闭或开环的网络掩埋于地下。接地装置的接地电阻与所在地区的自然土壤电阻率ρ成正比,而与闭合接地网总面积的1/2次方成反比,其公式为15式中ρ————自然土壤电阻率;S————大于100m2的闭合接地网的总面积。接地装置的接地电阻一般由四个部分组成：（1）接地体与设备间连线的电阻；（2）接地本身的电阻；（3）接地装置与土

7、壤之间的接触电阻；（4）接地装置经土壤向外扩散的散流电阻。接地电阻值等于接地装置对地电压与通过接地极流入地中电流的比值，由于金属电极的电阻率远小于土壤的电阻率，因此，在实际应用中，接地体与设备间连线的电阻以及接地本身的电阻常常可以忽略不计。但是不管什么类型的降阻剂，都应该满足本身是一个低电阻率、高导电性能的载体这个条件。降阻剂是一种优良的导电体，在接地体与土壤之间使用时，一方面能够与金属接地体紧密接触；另一方面它能够渗透到周围土壤中，减小土壤的电阻率，从而起到降低接触电阻和土壤电