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防雷方案

防雷接地系统常用材料分析

  • 发布时间:2020-07-07
  • 发布者: 长沙科盛嘉防雷
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铜包钢.jpg


防雷接地系统运行的长效性和稳定性不仅与当地的土质环境有关,关键在于接地材触。

合理选择和布局。除了要考虑接地材料本身的导电泄流性能外,还要考虑其在土壤中的运

行状况。必要时对不理想的土壤环境进行改善,以确定防雷接地系统的正常运行。本文将对常用的防雷接地材料、防雷降阻材料、防腐材料进行了性能上的研究,有利于在实际工程应用中对接的材料的选择。

钢接地材料与铜接地材料性能比较:目前,我国大多采用钢材作为接地材料,以热镀锌钢为主,欧美国家则主要采用铜材作为接地材料。但多年运行经验表明,钢材料并不是理想的接地材料,在导电性能、热稳定性能及耐腐蚀性能方面都不如铜材料。但是铜材料在国内应用时间较短,价格较贵,应用较少。

1. 导电性

铜和钢在200℃时的电阻率相差很大,.若铜的受电率为100%, 则标准1020钢的导电率仅为10. 8%, 铜的导电率是钢的 10 倍左右。为了增强钢线的导电率,常采用在钢线外镀上一层铜。常用的镀铜钢绞线有30%导电率镀铜钢绞线和40%导电率镀铜钢绞线,导电率分别为30%40%, 均远比钢接地体好。特别是在集肤效应下,高频时镀铜钢绞线导电性能远远优于纯钢绞线。因此铜接地体导电性能较钢接地体好。

2. 热稳定性

铜的熔点为1083, 短路时最高允许温度为450; 钢的熔点为1510, 短路时最高允许温度为400.因此,在接地体截面相同时,铜接地体热稳定性较好。并且在同等热稳定性能下,钢接地体所需的截面积为铜线的3倍,是30%镀铜钢绞线的2。 5倍,是40%镀铜钢绞线的2。 8倍。因此铜接地体的热稳定性比钢接地体好。

3. 耐腐蚀性

防雷接地体的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式。一般情况下,这两种腐蚀同时存在。铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢的1/10~1/50, 其耐腐蚀性是镀锌钢的的3倍以上,而且电气性能稳定。铜与空气接触时,铜的表面会产生附着性极强的氧化物(铜绿),能够对内部的铜起很好的保护作用,阻断腐蚀的进一步形成。当铜与其他金属共同作为接地体存在时,在电化学腐蚀中铜作为阴极不会受腐蚀,能够对铜接地体进行有效保护。而钢材则会逐层腐蚀,镀锌层具有一定的抗腐蚀性,但效果远不如铜接地体。

钢接地体接头部位经过高温电弧焊接加工后会出现点腐蚀情况,一般最多只能保证10年的正常运行年限。而铜接地体不存在点蚀情况,寿命较长。

可见,铜接地体的耐腐性显著优于钢接地体。一般情况下,在测量接地电阻时,很难发现接地网腐蚀问题。但是一旦接地体通过较大的故障电流,由于接地体截面太小容易熔断,会导致故障电流不能通过接地网顺利泄入大地,从而导致地电位升高而出现“反击”现象,造成直流、保护、通信、信号等二次设备和低压系统故障和损坏,甚至造成变压器等重要设备损坏。

目前我国变电所防雷接地系统均存在不同的腐蚀问题,特别是运行10年以上的变电所接地系统腐蚀相当严重。尽管在最初设计时设计人员已通过增大防雷接地极截面来考虑30年的防腐问题,在实际运行中也采用部分开挖和测量接地电阻等方法来检测腐蚀问题,但由于各种不确定因素及复杂的地质条件导致实际腐蚀情况更严重,防腐效果不理想。


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