110KV變電站接地網(wǎng)材料的選擇
編輯：萬(wàn)佳防雷-小黃
電力系統(tǒng)的接地是對(duì)系統(tǒng)和網(wǎng)上電氣設(shè)備安全可靠運(yùn)行及操作維護(hù)人員安全都起著重大的作用。研究接地體的布置、連接，接地體的材質(zhì)等是保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的必要措施之一，所以說(shuō)設(shè)計(jì)、施工高標(biāo)準(zhǔn)的接地系統(tǒng)的變電站防雷工作的重中之重。
一、變電站接地網(wǎng)作用概述
接地網(wǎng)作為變電站交直流設(shè)備接地極防雷保護(hù)接地，對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行起著重要的作用。由于接地網(wǎng)作為隱性工程容易被人忽視，往往只注意zui后的接地電阻的測(cè)量結(jié)果。隨著電力系統(tǒng)電壓等級(jí)的升高及容量的增加，接地不良引起的事故擴(kuò)大問(wèn)題屢有發(fā)生。因此，接地問(wèn)題越來(lái)越受到重視。變電站接地網(wǎng)因其在安全中的重要地位，一次性建設(shè)、維護(hù)苦難等特點(diǎn)在工程建設(shè)中受到重視。另外，在設(shè)計(jì)及施工時(shí)也不易控制，這也是工程建設(shè)中的難點(diǎn)之一。因此，為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，降低接地工程造價(jià)，應(yīng)采用、合理的接地網(wǎng)設(shè)計(jì)思路，本文擬重點(diǎn)就材料選用方面進(jìn)行相關(guān)探討。
二、變電站接地網(wǎng)常用材料比較
目前廣泛使用的接地工程材料有各種金屬材料、非金屬接地體、降阻劑和離子接地系統(tǒng)等。
1、金屬接地材料。金屬接地材料（主要指銅材和鋼材），由于其具備良好的導(dǎo)電性和經(jīng)濟(jì)性，很長(zhǎng)時(shí)期以來(lái)一直是接地工程中zui重要的材料之一。但是由于金屬材料存在容易腐蝕的問(wèn)題，對(duì)接地電阻的影響也比較大，是安全生產(chǎn)中的一個(gè)大的隱患，這個(gè)問(wèn)題一直困擾著用戶。同時(shí)，近年生產(chǎn)資料價(jià)格猛漲造成接地成本增加，使得金屬接地材料的缺點(diǎn)逐漸突顯，一些行業(yè)或地區(qū)已經(jīng)在漸漸地減少金屬接地材料的使用，轉(zhuǎn)而使用其它新型的接地材料。
2、非金屬接地體。非金屬接地材料是目前行業(yè)里新生的一種金屬接地體的替換產(chǎn)品，由于其*的抗腐蝕性能和良好的導(dǎo)電性和較高的性價(jià)比被廣大用戶所接受。目前非金屬接地產(chǎn)品主要是以石墨為主要材料。基本成分是導(dǎo)電能力*的非金屬材料材料符合加工成型的，加工方法有澆注成型和機(jī)械壓模成型。一般來(lái)說(shuō)澆注成型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)松散、強(qiáng)度低、導(dǎo)電性能差，而且質(zhì)量不穩(wěn)定，一些小型廠家少量生產(chǎn)使用這樣的辦法：機(jī)械壓模法，是使用設(shè)備在幾到十幾噸的壓力下成型的，不僅尺寸精度較高、外觀較好，更重要的是材料結(jié)構(gòu)致密、電學(xué)性能好、抗大電流沖擊能力強(qiáng)，質(zhì)量也相當(dāng)穩(wěn)定，但是生產(chǎn)成本較高，批量生產(chǎn)多采用。選型時(shí)，盡量采用后者，特別是接地體有抗大電流或打沖擊電流的要求（如電力工作地、防雷接地）時(shí)，不宜采用澆注成型的非金屬接地體。非金屬接地體的特點(diǎn)是穩(wěn)定性*，其氣候、季節(jié)、壽命都是現(xiàn)有接地材料中的，是不受腐蝕的接地體，所以，不需要地網(wǎng)維護(hù)，也不需要定期改造，但是，非金屬接地體施工需要的地網(wǎng)面積比傳統(tǒng)接地面積小很多，但是在不同地質(zhì)條件下也需要的保證足夠接地面積才可以達(dá)到良好的效果。
3、降阻劑。降阻劑分為化學(xué)降阻劑和物理降阻劑，化學(xué)降阻劑自從發(fā)現(xiàn)有污染水源事故和腐蝕地網(wǎng)的缺陷以后基本上沒(méi)有使用了，現(xiàn)在廣泛接受的是物理降阻劑（也稱為長(zhǎng)效型降阻劑）。物理降阻劑是接地工程廣泛接受的材料，屬于材料學(xué)中的不定性復(fù)合材料，可以根據(jù)使用環(huán)境形成不同形狀的包裹體，所以使用范圍廣，可以和接地環(huán)或接地體同時(shí)運(yùn)用，包裹在接地環(huán)和接地體周?chē)_(dá)到降低接觸電阻的作用。并且，降阻劑有可擴(kuò)散成分，可以改善周邊土壤的導(dǎo)電屬性。
現(xiàn)在的較*降阻劑都有一定的防腐能力，可以加長(zhǎng)地網(wǎng)的使用壽命，其防腐原理一般來(lái)說(shuō)有幾種：犧牲陽(yáng)極保護(hù)（電化學(xué)防護(hù)），致密覆蓋金屬隔絕空氣，加入改善界面腐蝕電位的外加劑成分等方法。降阻劑的使用，應(yīng)掌握其施工技術(shù)，以達(dá)到*的效果，物理降阻劑有超過(guò)二十年的工程運(yùn)用歷史，經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐和改進(jìn)，現(xiàn)在無(wú)論是性能還是使用施工工藝都已經(jīng)是相當(dāng)成熟的產(chǎn)品了。
4、離子接地系統(tǒng)。離子接地系統(tǒng)是傳統(tǒng)的金屬接地改進(jìn)而來(lái)，從工作原理到材料選用都脫胎換骨的變化，形成各種形狀的結(jié)構(gòu)。這些接地系統(tǒng)的共同點(diǎn)是結(jié)構(gòu)部分采用防腐性更好的金屬，內(nèi)填充電解物質(zhì)及其載體組分的內(nèi)填料，外包裹導(dǎo)電性能良好的不定性導(dǎo)電復(fù)合材料，一般稱為外填料。接地系統(tǒng)的金屬材料已經(jīng)出現(xiàn)的有不銹鋼、銅包鋼和純鋼材的。不銹鋼的防腐較鋼材好，但是在埋地環(huán)境中依然會(huì)多多少少的銹蝕，以不銹鋼為主體的接地系統(tǒng)不宜在腐蝕性嚴(yán)重的 環(huán)境中使用。表面處理過(guò)的銅是很好的抗銹蝕材料，銅包鋼是銅-鋼復(fù)合材料，鋼材表面覆蓋銅，可以節(jié)約大量的貴金屬-鋼材。套管法活電鍍法生產(chǎn)，表面銅層的厚度為0.01mm到0.50mm,厚度越厚防腐效果越好。純銅材料防腐性能，但是要耗用大量的貴金屬，在性能要求較高的工程中使用。由于接地系統(tǒng)大多向垂直方向伸展，所以接地面積大多要求很小，可以滿足地形嚴(yán)重局限的工程需要。
三、接地材料的具體選用
不同的行業(yè)，不同的地域使用的接地材料也不盡相同，不同的接地材料有著不同的特點(diǎn)，根據(jù)其特點(diǎn)結(jié)合環(huán)境使用是接地工程前期應(yīng)該考慮的問(wèn)題。
目前市場(chǎng)上使用率zui高的接地材料還是金屬材料，主要有銅板、角鋼和扁鋼等，但是由于接地環(huán)境的不同和用戶需求也不盡相同。在有些環(huán)境和情況下是不適合使用金屬接地材料的，例如在高腐蝕土壤中金屬接地材料在很短的時(shí)間久被腐蝕而喪失接地的功能。同時(shí)，從造價(jià)方面來(lái)考慮，使用金屬材料的傳統(tǒng)接地，在工程造價(jià)上可能不會(huì)太高的，但是它的使用壽命短，使用非金屬接地體要比金屬材料的傳統(tǒng)接地高一些，但其使用壽命要比傳統(tǒng)接地的壽命高出好幾倍，根據(jù)其壽命傳統(tǒng)接地平均每年造價(jià)不低于3-4千元，而非金屬接地體根據(jù)其壽命平均每年造價(jià)不高于3-4百元，這還不包括因地網(wǎng)不合格改造的工程費(fèi)用，這些都是應(yīng)該在選擇接地材料時(shí)加以考慮的。
此外根據(jù)環(huán)境不同采用不同的材料作為接地體也是延長(zhǎng)有效接地壽命的方法。離子接地棒適合在城市不具備施工空間的地方使用，例如城市建筑群等，而對(duì)于山地條件則比較適合使用非金屬接地棒，由于在山地離子棒自身的吸水性并不能滿足自身穩(wěn)定接地電阻的需要常常要增加鹽類，而巖石環(huán)境又是失水環(huán)境，所以這種環(huán)境下就應(yīng)該選用吸水性好的具有較高強(qiáng)度 的非金屬接地棒作為接地體，同時(shí)在野外也要考慮使用離子接地棒的可能丟失問(wèn)題，在一般土壤環(huán)境比較適合使用壓制的非金屬接地體和金屬接地體。
四、結(jié)束語(yǔ)
在變電站建設(shè)中，把接地做好是很關(guān)鍵的一件事，這也是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在不同的條件下選用適合的接地材料，在有限的資金情況下，做好一個(gè)合格的地網(wǎng)不僅要考慮資金的因素更要考慮性能因素。在現(xiàn)代隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，它對(duì)環(huán)境要求也越來(lái)越高，有一個(gè)很小的流涌就可以使設(shè)備損壞，人們對(duì)接地系統(tǒng)的重視程度也逐步提高，接地做的好與壞直接關(guān)系到設(shè)備能否正常運(yùn)行，是否有安全隱患的大問(wèn)題。因而，對(duì)接地材料性能、適用環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的了解是選擇好的接地材料，做好接地網(wǎng)建設(shè)的重要因素。
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