接地材料的选择及其应用

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1、接地材料的选择及其应用一、引言接地网是接地系统的基础，由接地环（网）、接地极（体）和引下线组成。过去常接地环作为接地的主体，很少使用接地体。接地要求不高或地质条件相当优越的悄况下，接地环的确有效，在通常情况下，接地环可以起到辅助接地的作用，主导作用是用接地体来完成的。决定接地电阻大小的因素很多，我们以接地环作接地主体的情形來分析传统地网接地电阻的计算公式。式中：p（Q.m）——土壤电阻率；d（m）钢材等效直径;S（m2）—……•地网面积;H（m）―-—■埋设深度；L（m）接地极长度；A形状系数。式（1）表明，传统的接地方式在土

2、壤电阻率已经确定的情况下，要想达到设计要求的电阻必须有足够的接地而积，要降低接地电阻只有扩人接地而积，每扩人4倍的接地而积，接地电阻会降低一倍。式（2）、（3）表明，在上述的接地网屮，要降低接地电阻的另一个方法是加大接地材料的尺寸，但耗材太大，效果并不理想。单使用接地环要达到某个接地电阻值，与接地环包围的而积S和土壤电阻率有关。以一个城市常见的土壤电阻率200Q.m为例，要做接地电阻1Q的地网需占地10000m2o对于大型建筑物而言，本身占地很大，考虑到要求独立地的设备，一个地网是不够的。在高楼林立、寸土寸金的城市和地形复杂的

3、山地，很难有满足大面积施工的场地和土质，即时地理条件许可，由于开挖量大、耗材多，费工费料，工程造价相当高。所以，需要运用更好的接地材料和施工设计方法。二、接地材料广泛使用的接地工程材料有各种金属材料、接地体、降阻剂和离子接地系统等。金属材料如扁钢，也常用铜材替代，主要用于接地环的建设，这是大多接地工程都选用的；接地体有金属接地体（角例、铜棒和铜板）这类接地体寿命较短，接地电阻上升快，地网改造频繁，维护费用比较高；从传统金属接地极（体）中派生出的特殊结构的接地体（带电解质材料），使用效果比较好，一般称为离子或中空接地系统；另外就

4、是非金属接地体，使用比较方便，几乎没冇寿命的约束，各方面比较认可。以下着重介绍降阻剂、非金属接地模块和离子接地系统。1、降阻剂降阻剂分为化学降阻剂和物理降阻剂。化学降阻剂自从发现有污染水源和腐蚀地网的缺陷以后基本上没有使用了，现在广泛接受的是物理降肌剂（也称为长效型降肌剂）。物理降肌剂是接地工程广泛接受的材料，属丁•材料学屮的不定性复合材料，可以根据使用坏境形成不同形状的包裹体，所以使用范围广，可以和接地坏或接地体同时运用，包裹在接地坏和接地体周I围，达到降低接触电阻的作用。并且，降阻剂有可扩散成分，可以改善周边土壤的导电属性

5、。现在较先进的降阻剂都有一定的防腐能力，可以加长地网的使用寿命，其防腐原理-•般来说有几种：电化学防护，致密覆盖金展隔绝空气，加入改善界而腐蚀电位的外加剂成分等方法。物理降阻剂有超过二十年的工程运用历史，经过不断的实践和改进，现在无论是性能还是施工工艺都已相当成熟。2、非金属接地体非金属接地体在通讯、广电等部门冇广泛应用。它是由导电能力优越的非金属材料复合加工成型的，加工方法冇浇注成型和机械压模成型。一般来说浇注成型的产品结构松散、强度低、导电性能差，而H质戢不稳定，一些小型厂家少戢生产使用这样的办法；机械压模法，是使用设备在

6、几到十几吨的压力下成型的，不仅尺寸精度较高、外观较好，更重要的是材料结构致密、电学性能好、抗大电流冲击能力强，质量也相当稳定，但是生产成本较高，批量生产多采用。选型时，尽量采用后者，特别是接地体有抗大电流或大冲击电流的要求（如电力工作地、防雷接地）时，不宜采用浇注成型的非金属接地体。非金属接地体是不受腐蚀的接地体，英稳定性、环境适应性、使用寿命都是现冇接地材料中最好的，不需要定期改造和维护。非金属接地体施工需耍的地网血积比传统接地血积小很多，但是，在不同地质条件下，也需耍保证足够的接地血积才可以达到良好的效果。3、离子接地系统

7、离子接地系统是传统的金属接地改进而来，从工作原理到材料选用都有脱胎换骨的变化，形成各种形状的结构。这些接地系统的共同点是结构部分釆用防腐性更好的金属，内填充电解物质及其载体组分的内填料，外包裹导点性能良好的不定性导电复合材料，一般称为外填料。接地系统常用的金属材料有不锈钢、铜包钢和纯铜材。不锈钢的防腐较钢材好，但是在埋地环境中依然会多多少少的锈蚀，以不锈钢为主体的接地系统不宜在腐蚀性严重的环境中使用。表面处理过的铜是很好的抗锈蚀材料。铜包钢是铜•钢复合材料，钢材表血覆盖铜，由套管法或电镀法生产，表血铜层的厚度从0.01mm到0

8、.50mm,P?度越厚防腐效果越好。纯铜材料防腐性能最好，但是成本太高。由于接地系统人多向垂直方向伸展，所以接地面积很小，可以满足地形严重局限的工程需要。特别是，补偿类型的接地系统有加长的设计，笔者曾使用过加长至24米的接地系统，辅以深井法施工，可以达到非常好的效果。三、接地