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接地降阻劑的發展與應用
發布時間：2020-07-02 瀏覽次數：5605次
接地降(jiang)阻劑的發展與應用
接(jie)(jie)地(di)是保障電(dian)(dian)氣、通信、微電(dian)(dian)子等設備及(ji)建筑物和人身安(an)全(quan)的(de)重要手段。為了保證(zheng)電(dian)(dian)力(li)系統(tong)的(de)正常運行及(ji)人身和設備的(de)安(an)全(quan)，發電(dian)(dian)廠和變電(dian)(dian)站的(de)電(dian)(dian)氣設備要做到(dao)可靠接(jie)(jie)地(di)且具有較低(di)的(de)接(jie)(jie)地(di)電(dian)(dian)阻值(zhi)，但(dan)由(you)于受客觀條件(jian)的(de)限制，僅僅靠打角鐵樁、延長(chang)接(jie)(jie)地(di)體(ti)及(ji)擴大(da)接(jie)(jie)地(di)網來達到(dao)這樣(yang)高的(de)要求，通常是很困難的(de)。接(jie)(jie)地(di)降(jiang)阻劑(ji)是一種(zhong)輔助性材料(liao)，已(yi)在接(jie)(jie)地(di)工程(cheng)中大(da)量應用，其降(jiang)阻、防腐性能穩定，效果良好，是降(jiang)低(di)接(jie)(jie)地(di)電(dian)(dian)阻的(de)有效措施。
1、降(jiang)阻劑的產生(sheng)與發展
接(jie)地裝(zhuang)置是由(you)一些水(shui)平或(huo)垂直的(de)金屬電極構成的(de)封閉(bi)或(huo)開環的(de)網(wang)絡掩埋于地下。接(jie)地裝(zhuang)置的(de)接(jie)地電阻與(yu)所在地區的(de)自然土壤(rang)電阻率 成正比(bi)，而與(yu)閉(bi)合(he)接(jie)地網(wang)總面積的(de)1／2次方成反比(bi)，其公式為(wei)
(1) 式中 —自然土(tu)壤電阻率(lv)；
S—大于100 的(de)(de)閉合接地網的(de)(de)總面積。
如要求接地(di)電(dian)(dian)阻值降低(di)1／2，則金屬接地(di)極的(de)散(san)流面積必須增大4倍。另外，一(yi)(yi)般自然土壤的(de)電(dian)(dian)阻率都在近百(bai)到上千(qian)歐姆之間(jian)，一(yi)(yi)個ll0～220kV的(de)變電(dian)(dian)站若(ruo)要求接地(di)電(dian)(dian)阻不(bu)大于0.5Ω，往往需要消(xiao)耗十(shi)余噸(dun)乃至近百(bai)噸(dun)鋼材，而(er)且還受電(dian)(dian)極間(jian)相(xiang)互屏蔽效(xiao)(xiao)應及地(di)域(yu)限(xian)制，即使投入成倍的(de)鋼材也未(wei)必能達(da)到預期的(de)效(xiao)(xiao)果(guo)。于是，降阻劑就應運(yun)而(er)生了。
早(zao)期使(shi)用的(de)(de)降阻劑有石(shi)墨粉或食(shi)(shi)鹽加木炭。由(you)于食(shi)(shi)鹽屬于易溶(rong)的(de)(de)電解質，在地(di)下(xia)受到雨(yu)水、地(di)下(xia)水的(de)(de)浸泡會逐漸流失，而且食(shi)(shi)鹽中的(de)(de)氯(lv)離(li)子對接地(di)體(ti)還(huan)有腐蝕作用。
; 20世紀(ji)70年代(dai)初， 日(ri)本科學家研制出一種長效降阻(zu)劑，它主要是化學合成(cheng)樹脂與電(dian)解質溶液(ye)組成(cheng)的(de)凝膠(jiao)狀物(wu)質，具有一定(ding)的(de)耐雨水及地(di)(di)下水沖刷(shua)的(de)能力，能較(jiao)長時間地(di)(di)保持低電(dian)阻(zu)。但由于這種高(gao)分(fen)子化合物(wu)具有一定(ding)的(de)毒性，大量使用(yong)會造成(cheng)環境污染，對(dui)人體健康造成(cheng)一定(ding)的(de)威脅(xie)。
20世紀80年代后期，美國的(de)Jones和南斯(si)拉夫的(de)Veleder在IEEE和CIGRE先后報出(chu)了以膨脹土為基底(di)的(de)降阻(zu)劑(ji)改善(shan)接地裝置性能的(de)情況，是降阻(zu)劑(ji)由(you)高導電率物(wu)質組成(cheng)的(de)混合物(wu)，發展到應(ying)用合成(cheng)樹脂(zhi)加上(shang)適量(liang)的(de)交聯劑(ji)、固化(hua)劑(ji)組成(cheng)有機化(hua)學(xue)降阻(zu)劑(ji)和由(you)導電性能較(jiao)好的(de)無(wu)機化(hua)合物(wu)加上(shang)適當的(de)水溶性電解質與固化(hua)劑(ji)組成(cheng)無(wu)機化(hua)學(xue)降阻(zu)劑(ji)的(de)發展過(guo)程(cheng)。
降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)劑(ji)研制(zhi)始于20世(shi)紀(ji)70年代，有關部(bu)門組(zu)織電(dian)力(li)部(bu)、化(hua)工部(bu)下(xia)屬的10余個單位成立了降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)劑(ji)研制(zhi)課題組(zu)，1983年前后列入“七五”重點攻關項目(mu)。以(yi)北(bei)京(jing)電(dian)力(li)設計院、中試(shi)所(suo)(suo)和北(bei)京(jing)化(hua)工設計研究(jiu)院為主，研制(zhi)出聚乙酰胺等合成樹脂配(pei)制(zhi)的有機(ji)化(hua)學降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)劑(ji)。以(yi)安徽中試(shi)所(suo)(suo)為主，研制(zhi)出以(yi)膨脹土為基底的無機(ji)化(hua)學降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)劑(ji)。同期還興起一些民間(jian)組(zu)織從事開發生(sheng)產，至1988年末有近30家(jia)生(sheng)產廠將不同種類的降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)劑(ji)推向市場。l997年以(yi)后一種新型的物(wu)理降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)劑(ji)問世(shi)，從而使降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)劑(ji)明顯地(di)分成了化(hua)學降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)劑(ji)和物(wu)理降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)劑(ji)兩大類。
化(hua)學降(jiang)(jiang)阻劑(ji)是(shi)以(yi)電(dian)解(jie)質為(wei)導電(dian)主體(ti)(ti)，不(bu)可避免地(di)(di)存(cun)在對(dui)接(jie)(jie)地(di)(di)裝置的(de)(de)腐蝕。而物(wu)理(li)降(jiang)(jiang)阻劑(ji)正是(shi)在這(zhe)種情況下產生的(de)(de)一種新(xin)型降(jiang)(jiang)阻劑(ji)。物(wu)理(li)降(jiang)(jiang)阻劑(ji)是(shi)以(yi)非電(dian)解(jie)質固體(ti)(ti)粉(fen)末為(wei)導電(dian)材料，并(bing)以(yi)強堿弱酸為(wei)膠(jiao)凝物(wu)，從根本(ben)上減輕了對(dui)金屬電(dian)極的(de)(de)腐蝕。同時它不(bu)受雨水的(de)(de)影響，導電(dian)特性不(bu)受酸堿鹽、高(gao)低溫、干濕度所(suo)限，直(zhi)接(jie)(jie)靠(kao)本(ben)身的(de)(de)導電(dian)粉(fen)末起到降(jiang)(jiang)阻作用。對(dui)干旱(han)、少雨、高(gao)寒(han)地(di)(di)區更容易(yi)滿足(zu)接(jie)(jie)地(di)(di)電(dian)阻穩定性的(de)(de)要求。因此(ci)，物(wu)理(li)降(jiang)(jiang)阻劑(ji)比(bi)化(hua)學降(jiang)(jiang)阻劑(ji)具有明(ming)顯的(de)(de)優勢，將逐步取(qu)代化(hua)學降(jiang)(jiang)阻劑(ji)。
2 降阻劑的機理(li)及應(ying)用
2．1 機理
降阻劑降低接地電阻的主要機理有以下幾方面。
a． 增(zeng)大接(jie)地體的有(you)效截(jie)面積及與(yu)土壤的接(jie)觸面積。
b． 具有(you)良好的吸附性(xing)能，消除了接(jie)(jie)地體與(yu)土壤(rang)之間(jian)的接(jie)(jie)觸電阻，改善了大地的電場分布。
c． 良好的滲透(tou)性能，降阻劑深入到泥土及巖縫中(zhong)，形(xing)成樹根網狀(zhuang)，增大地(di)中(zhong)泄流(liu)面積。
d． 保(bao)護(hu)接地體免遭土壤(rang)(rang)中的各種(zhong)腐(fu)蝕與侵(qin)害，改善并保(bao)持土壤(rang)(rang)良好的導電性(xing)能。
2．2 應用
降阻劑已在實際工程中(zhong)得到廣泛應用，在使用中(zhong)應注意以下幾方面的問題。
a． 實測(ce)工程部位的土壤電阻(zu)率，充分利用ρ值較(jiao)低的地(di)層降低接(jie)地(di)電阻(zu)。
b． 整個地(di)網(wang)(包(bao)括水平、垂直(zhi)接(jie)地(di)體(ti))都應敷設降阻劑， 以提(ti)高整個地(di)網(wang)的整體(ti)降阻效果(guo)和瞬(shun)間泄(xie)流(liu)能力(li)、防腐蝕能力(li)及地(di)網(wang)的使用壽命(ming)。
c． 工程用(yong)(yong)量(liang)并不是(shi)越多越好，一般應按設計規定(ding)使用(yong)(yong)，根據實(shi)際地質情況有所增減。
目(mu)前，降(jiang)(jiang)(jiang)阻(zu)劑對(dui)接(jie)地(di)體(ti)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕及穩定性(xing)還沒(mei)得到充分的(de)(de)(de)(de)解決，一些降(jiang)(jiang)(jiang)阻(zu)劑雖(sui)然在(zai)剛施加完的(de)(de)(de)(de)短(duan)期(qi)內起到了(le)一定的(de)(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)(jiang)阻(zu)作用，但卻對(dui)鋼接(jie)地(di)體(ti)造(zao)成(cheng)嚴重的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕，某(mou)些降(jiang)(jiang)(jiang)阻(zu)劑中的(de)(de)(de)(de)化學成(cheng)分隨(sui)著(zhu)雨水流失而逐漸失去其降(jiang)(jiang)(jiang)阻(zu)效果，使接(jie)地(di)裝置的(de)(de)(de)(de)接(jie)地(di)電阻(zu)迅速(su)反彈，這(zhe)是(shi)當前迫(po)切需要解決的(de)(de)(de)(de)問(wen)題。同(tong)時，不(bu)同(tong)廠家(jia)生產的(de)(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)(jiang)阻(zu)劑對(dui)于降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)接(jie)地(di)電阻(zu)的(de)(de)(de)(de)效果也不(bu)同(tong)，其降(jiang)(jiang)(jiang)阻(zu)系數因使用環境及條件的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)而不(bu)同(tong)，并沒(mei)有統一的(de)(de)(de)(de)規范，這(zhe)些都應根據具體(ti)的(de)(de)(de)(de)使用情況而選(xuan)擇。
施(shi)工質量的(de)(de)好壞也是降阻(zu)(zu)劑(ji)發揮功(gong)效(xiao)的(de)(de)關鍵。在降阻(zu)(zu)劑(ji)的(de)(de)施(shi)工過程(cheng)中(zhong)一(yi)定要嚴格遵守工藝要求，接地體應被降阻(zu)(zu)劑(ji)全面包圍，并具有一(yi)定的(de)(de)厚度，覆蓋土要夯實，以(yi)充分發揮降阻(zu)(zu)劑(ji)的(de)(de)降阻(zu)(zu)效(xiao)果。
3 結束語
降阻(zu)劑(ji)的應用降低了接(jie)地(di)裝(zhuang)置的接(jie)地(di)電(dian)阻(zu)，隨著接(jie)地(di)降阻(zu)技術(shu)的發展，降阻(zu)劑(ji)行(xing)業將會(hui)逐(zhu)步完(wan)善規范，更(geng)加長效、無腐蝕性的降阻(zu)劑(ji)將會(hui)產(chan)生并應用到(dao)接(jie)地(di)工程中(zhong)。
參(can)考(kao)文獻(xian)：
[1] GB50169--92，電氣裝置安全工程接地(di)裝置施工及驗收規(gui)范[S]，1993
[2] DL／T621-1997．交流電氣裝(zhuang)置的接(jie)地[S]，1997
[3] 何善慶，降阻劑的開發(fa)和應(ying)用[J]．電世界，1996，5
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