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接地工程

    接地是排泄直接雷击和雷电电磁干扰能量的最有效的手段之一。防雷接地的目的就是把雷电流通过低电阻的接地体向大地泄放,从而保护建筑物、人和设备的安全。

    “接地”与传导、搭接是相互配合的,也是为分流与屏蔽的防雷措施服务的,接地不好,传导、搭接、分流、屏蔽都不可能完善,所以它是整个防雷系统工程中最基础的一环 ,特别重要,也是最费钱、费工的一环。

    地网做的好与差 , 要看接地电阻值的高与低 , 一般来讲接地电阻值越小 , 能使雷电流泄放的越快 , 接地电

阻值越大 , 容易造成地电位瞬时抬升 , 对设备造成地电位反击。所以对于一些高山等地阻不容易降的地区,宜采用一些特殊的接地材料来实现降低电阻。常用的接地材料如下:

    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(角钢、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;另外就是非金属接地体,使用比较方便,几乎没有寿命的约束,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阻剂(也称为长效型降阻剂)。物理降阻剂是接地工程广泛接受的材料,属于材料学中的不定性复合材料,可以根据使用环境形成不同形状的包裹体,所以使用范围广,可以和接地环或接地体同时运用,包裹在接地环和接地体周围,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。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,其防腐原理一般来说有几种:电化学防护,致密覆盖金属隔绝空气,加入改善界面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、广电等部门有广泛应用。它是由导电能力优越的非金属材料复合加工成型的,加工方法有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,而且质量不稳定,一些小型厂家少量生产使用这样的办法;机械压模法,是使用设备在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,其稳定性、环境适应性、使用寿命都是现有接地材料中最好的,不需要定期改造和维护。非金属接地体施工需要的地网面积比传统接地面积小很多,但是,在不同地质条件下,也需要保证足够的接地面积才可以达到良好的效果

3 、离子接地系统
    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采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,钢材表面覆盖铜,由套管法或电镀法生产,表面铜层的厚度从 0.01mm 到 0.50mm ,厚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。由于接地系统大多向垂直方向伸展,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 。

 
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