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镀铜地网铺设中铜覆钢圆线_圆钢_扁钢_绞线_接地棒的作用

镀铜地网铺设中铜覆钢圆线_圆钢_扁钢_绞线_接地棒的作用

在防雷接地工程中组建防雷水平接地网是大型防雷项目必不可少的一项任务,那么接地网有什么作用,及它所使用的材料有哪些,接地网分为垂直接地体、水平接地体、引上 引下线组成,随着电力系统短路容量的增加,同时由于雷雨天气的大量增加,接地不良引起的事故越来越多。接地网装置解决了现有技术中因接地不良引起的事故的问题。接地网是防雷接地的一个分部,接地体就是为了平衡电流的等电位,接地装置与接地网的连接就是为了能快速散开大电流及时的流向大地。同时工作人员的人身安全起着重要作用,其接地电阻、跨步电压和接触电压是变电站接地系统的重要技术指标,是衡量接地系统的有效性、安全性以及定接地系统是否符合要求的重要参数。那么接地网中搭建所使用的接地材料分类有哪些呢,

垂直接地体:铜覆钢接地棒、铜覆钢管、离子接地极/棒、石墨接地极等

水平接地体:铜覆钢圆钢/圆线、铜覆钢绞线、铜覆钢扁钢、石墨接地线等

 

那为什么要用铜覆钢接地材料作为地网的主要材料呢?它相比传统的镀锌接地材料有那些优势?下面金昊源给介绍一下铜覆钢材料的优点及特点。铜覆钢材料综合了铜的防腐性能和钢的高强度性能综合两种接地材料的优点,是防雷接地接地材料里面适用的新型铜覆钢接地材料,我们从耐腐蚀性、导电率、热稳定性、施工难易度来全面讲解。

    

1、耐腐蚀性:水平接地体铜覆钢圆线_圆钢在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的1/10~1/50,铜材被腐蚀后的产物为碱式碳酸铜,会紧紧吸附于铜材表面,阻断腐蚀的进一步进行,还可以保护铜材不会产生点腐蚀。镀层合理时,镀铜钢的耐腐蚀性和铜材相当。铜或镀铜钢接地网可以稳定运行达50年之久。水平接地体铜覆钢圆线_圆钢的耐腐蚀性直接决定变电站地网的使用年限。水平接地体铜覆钢圆线_圆钢的腐蚀主要有面腐蚀和点腐蚀两种表现形式,面腐蚀是指均匀腐蚀,这种腐蚀的跟水平接地体铜覆钢圆线_圆钢的材质和土壤腐蚀性能相关,速度比较稳定;点腐蚀主要存在于接头等容易产生电化学腐蚀的部位,点腐蚀的速度是均匀腐蚀速度的4倍~60倍,是威胁接地网安全的主要腐蚀形式。钢材本身的防腐能力很差,钢水平接地体铜覆钢圆线_圆钢主要靠外层镀铜进行防护。如果在施工过程中对焊接点等镀层破坏的地方防护不够,极易形成点腐蚀,变电所钢接地网一般十年就需要进行改造更换,很少能稳定工作十五年,即使大幅度的增大接地极截面也没有用,因为点腐蚀的速度过快,很容易蚀穿、蚀断水平地网。   

2、导电率:据有关文献表明,铜材和钢材的截面积比为1:3。电阻率比为1:8。按照国际退火铜标准(IACS)规定的导电率,标准铜的导电率为100%,标准钢仅为10.8%,铜的导电率约是钢的10倍。镀铜钢材料根据镀层厚度不同,导电率约为20%~40%,电阻率:≤0.059Ωmm远好于钢质接地材料。铜覆钢圆线表层紫铜材料优良的导电特性,使铜覆钢圆线自身电阻值远低于常规材料;地网材料的导电率直接影响变电站地网的工频电阻和冲击电阻。在高频雷电流冲击时,由于导体的集肤效应更加明显,铜覆钢圆线的高频导电特性比钢接地材料优势进一步扩大。 

3、热稳定性:每一种导体材料都具有它自己的熔点,铜材的热稳定系数为210,钢材为70,而30%镀铜钢绞线约176。相同短路条件下,因此钢的热稳定性比铜好。接地材料的截面积主要取决于它的热稳定性。钢接地体所需的截面积为铜材的3倍,是30%镀铜钢绞线的2.5倍。允许最高温度及熔点温度愈高,是热稳定性能愈好,铜的短时最高允许温度为 300,熔点为 1083;钢的短时最高允许温度为 400,熔点为1550,表征材料热稳定性特征的材料的热稳定系数C。

4、施工难易度:地网建造成本低,变电站的水平地网长度通常在100m~300m左右,整个地网敷设时就会产生大量的搭接接头,而铜覆钢圆线_圆钢_扁钢_绞线盘线的长度可以达到200m,可大大减小接头数量,不仅减少许多施工量,还可以提高系统可靠性。作为垂直接地极镀铜圆钢圆线_圆钢比镀锌角钢更容易打入土壤深处,接地施工也更方便。铜覆钢圆线对比传统上采用锌接地带的建造方式,成本大幅度下降。变电站接地设计中,钢接地网一般采用镀锌扁钢作为水平地网材料,镀锌角钢作为垂直地网材料;铜覆钢地网一般采用铜覆钢圆线_圆钢_扁钢_绞线作为水平地网材料,采用铜覆钢接地棒作为垂直接地极。由于镀锌扁钢受镀槽长度限制,每根长度一般不超过6m,而铜覆钢接地棒有组合式和单根式的两种,组合式接地棒施工更加方便,配有同轴连接管、驱动头和钻头等配件,根据不同地质及使用要求可以通过硅黄铜连接管连接,任意增加铜覆钢接地棒的长度。

5、焊接可靠性:镀锌扁钢的搭接主要靠电弧焊,接时由于焊点温度高,焊弧直接暴露在空气中,当空气侵入时,液态金属会发生强烈的氧化、氮化反应,还有大量金属蒸发,导致接头氢脆,塑性和韧度降低,甚至产生裂纹。采用普通手工焊接时,焊点直接暴露在空气中,焊接后冷却很快,各种冶金反应难以达到平衡状态,焊缝中化学成分不均匀,且熔池中气体、氧化物等来不及浮出,容易形成气孔、夹渣等缺陷,造成虚焊或者焊不透,影响接地体的导电性。同时,电弧焊的质量受焊接工人的技术影响而放热焊的焊接原理是接利用活性较强的铝把氧化铜还原,快速反应放出大量的热量,融合焊件端部,形成焊点,焊点的结合是一种分子合成,没有接触面、接触电阻和机械应力,不容易松弛和腐蚀;铜覆钢材料圆线的搭接靠放热焊,放热焊是在焊点周围放入焊药后,利用夹件严密包裹焊点,反应过程中,焊点基本不接触空气。焊点冷却也是在夹件包裹中缓慢冷却,焊点冶金反应比较充分,可靠性更高。也比较大,不稳定因素较多。