新型铜包钢接地网在变电站系统中的研究与应用

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1、新型铜包钢接地网在变电站系统中的研究与应用　　一、存在问题　　我公司变电站的接地主网采用传统镀锌扁铁和钢管。近几年接地电阻测试发现阻值偏大且不稳定，6kV系统个别测试点阻值已大于4欧姆，而规程规定，大电流接地系统接地阻值不大于0.5欧姆，小电流接地系统接地电阻不大于4欧姆，独立避雷针的接地电阻不大于10欧姆。通过对接地主网接地体进行开挖检查，发现接地扁铁和接地极有不同程度锈蚀。　　二、原因分析　　2.1镀锌工艺不过关。镀锌工艺不过关，导致扁铁和接地极易氧化，耐腐蚀能力降低。　　2.2施工工艺粗暴。接地极安装中用大锤敲打钉入大地，部

2、分镀锌层被破坏；接地扁铁与接地极连接采用焊接方式，部分焊接点防腐不到位，造成焊点锈蚀严重。　　2.3接地网使用年限较长。该接地主网在偏酸性土壤中已使用近15年，虽按规程定期开挖检查，但锈蚀点难以有效处理。综合以上原因，接地网抗腐蚀能力差，接地网氧化严重，锈蚀，机械强度变差，抵抗雷电和接地能力大大降低，若继续使用，风险增大。　　三、原采取的措施　　2009年曾经对锈蚀严重的接地网进行过部分更换，但效果不明显，2012年对两年前更换的接地网进行开挖检查，发现又已锈蚀。　　通过多次的研究发现，以往使用过的传统接地扁铁和接地极不仅易生锈、

3、而且电阻值逐年增大，且数值还很不一致，相差数据较大。鉴于传统型接地扁铁和接地极耐腐蚀性差的情况，公司和运行工区采用增加检查和测试接地电阻次数的办法对接地主网电阻进行监测，确保接地电阻不超出安全规程要求。　　四、改进措施　　经过以上探索研究，决定更换新型铜包钢新型接地网，主要包括铜包钢接地绞线和铜包钢接地极。　　铜包钢，顾名思义就是在钢外包裹一层铜，而铜具有良好的导电性能和耐腐蚀性，电阻率低，耐腐蚀性强（使用年限不低于50年）从而达到接地电阻合格，接地主网抗雷电和大电流的目的。　　铜包钢接地系统采用柔软度比较好，含碳量在0.10%-

4、0.30%优质低碳钢，采用特殊工艺将高导电的电解铜均匀的覆盖到圆钢表面，同时配合铅包铜绞线跟各接地棒间相连接。该工艺可以有效的减缓接地棒在地下氧化的速度，螺纹是采用轧辊螺纹槽加工螺纹，保持了钢与铜之间紧密连接，确保高强度，具备优良的电气接地性能。具有使用寿命长、经济、导电性能优良等特点。　　五、具体实施方案及工艺要求　　5.1接地施工方案的确定。根据施工设计图纸的要求，我们通过调研、讨论，决定采用如下的施工方案：（1）埋深及回填：主接地网埋深在原土层下30～40cm敷设，敷设后回填土，按要求土中不得有杂质，回填时将土分层夯实，接地

5、工作完成后在全所内再覆盖50cm的土层，采用压路机按98%实度压实。（2）主接地网接头之间的搭接：主接地网接头之间的搭接、接地网与设备之间连接部分的地下的搭接部分采用浙江凯瑞电力有限公司提供的放热熔接技术。接地网与设备之间的连接部分的地上部分用铜鼻子压接后，与设备柱及构架柱采用螺栓连接，室内及电缆沟的接地材料为热镀锌扁钢。　　5.2放热熔接技术简介。放热熔接技术，就是利用金属氧化—还原反应产生的高温来完成金属导线间的连接。放热焊接是通过铝和氧化铜的化学反应（放热反应）产生液态高温铜液和氧化铝的残渣，并利用放热反应所产生的高温来实现

6、高性能电气熔接，放热焊接适用于铜和铜、钢和铜的电气连接，它无需任何外加的能源和动力熔模腔内的熔粉经起火粉点燃后，迅速发生剧烈的氧化—还原反应，温度高达1200℃～1500℃，还原后的高温铜浆熔化隔离片经注入孔立即流入模穴内，将熔接点部份的铜缆一起熔化，冷却后即形成了一个完整的对接接头。由于这种熔接方式操作简单，不需外加热源，且连接可靠，其连接质量远高于人工焊接，因此是金属导线连接的较佳方法。在进行熔接时使用的熔模由石墨加工而成，能承受极高的温度，模穴是熔接成型腔，根据不同的连接要求设计制作成不同的形状，如一字形、丁字形、十字型等等

7、，使用专用工具可以开合模具，以便熔接操作。　　5.3放热熔接的操作方法。（1）将导线及熔模清理干净，再将导线熔接处用喷灯加热，然后安置导线与熔模内（注：熔模第一次使用时必须用喷灯将其烘干，除去模内水份，喷灯最好使用液化气喷灯）。（2）夹紧模夹，将隔离铁片放置于模腔底部。（3）将熔接剂倒入模腔，再将起火粉撒于熔接剂表层，留一点撒于模口上。（4）用打火枪向模口上的起火粉发射火花点火。起火粉立刻引燃熔模腔内的熔接剂燃烧。（5）约等15～20s铜浆凝固后，开模取出熔接好的导线接头，清除干净模内矿渣。　　5.4施工中应注意的事项。（1）选择

8、适宜的模具，在施工中应注意将模具放在干燥、不宜碰撞的地方；（2）经常检查熔模内的情况。熔模内不应该有缺口损坏，并且应经常对熔模清理，清理时可用毛巾、报纸或毛刷。绝对不能使用钢刷清理，因为钢刷会使得熔模损坏；（3）隔离片上不应有缺口，隔离片及熔模必须