110KV變電站接地網材料的選擇
編輯：萬佳防雷-小黃
電力系統的接地是對系統和網上電氣設備安全可靠運行及操作維護人員安全都起著重大的作用。研究接地體的布置、連接，接地體的材質等是保證系統安全穩定運行的必要措施之一，所以說設計、施工高標準的接地系統的變電站防雷工作的重中之重。
一、變電站接地網作用概述
接地網作為變電站交直流設備接地極防雷保護接地，對系統的安全運行起著重要的作用。由于接地網作為隱性工程容易被人忽視，往往只注意zui后的接地電阻的測量結果。隨著電力系統電壓等級的升高及容量的增加，接地不良引起的事故擴大問題屢有發生。因此，接地問題越來越受到重視。變電站接地網因其在安全中的重要地位，一次性建設、維護苦難等特點在工程建設中受到重視。另外，在設計及施工時也不易控制，這也是工程建設中的難點之一。因此，為保證電力系統的安全運行，降低接地工程造價，應采用、合理的接地網設計思路，本文擬重點就材料選用方面進行相關探討。
二、變電站接地網常用材料比較
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電性和經濟性，很長時期以來一直是接地工程中zui重要的材料之一。但是由于金屬材料存在容易腐蝕的問題，對接地電阻的影響也比較大，是安全生產中的一個大的隱患，這個問題一直困擾著用戶。同時，近年生產資料價格猛漲造成接地成本增加，使得金屬接地材料的缺點逐漸突顯，一些行業或地區已經在漸漸地減少金屬接地材料的使用，轉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里新生的一種金屬接地體的替換產品，由于其*的抗腐蝕性能和良好的導電性和較高的性價比被廣大用戶所接受。目前非金屬接地產品主要是以石墨為主要材料。基本成分是導電能力*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械壓模成型。一般來說澆注成型的產品結構松散、強度低、導電性能差，而且質量不穩定，一些小型廠家少量生產使用這樣的辦法：機械壓模法，是使用設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，更重要的是材料結構致密、電學性能好、抗大電流沖擊能力強，質量也相當穩定，但是生產成本較高，批量生產多采用。選型時，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，不宜采用澆注成型的非金屬接地體。非金屬接地體的特點是穩定性*，其氣候、季節、壽命都是現有接地材料中的，是不受腐蝕的接地體，所以，不需要地網維護，也不需要定期改造，但是，非金屬接地體施工需要的地網面積比傳統接地面積小很多，但是在不同地質條件下也需要的保證足夠接地面積才可以達到良好的效果。
3、降阻劑。降阻劑分為化學降阻劑和物理降阻劑，化學降阻劑自從發現有污染水源事故和腐蝕地網的缺陷以后基本上沒有使用了，現在廣泛接受的是物理降阻劑（也稱為長效型降阻劑）。物理降阻劑是接地工程廣泛接受的材料，屬于材料學中的不定性復合材料，可以根據使用環境形成不同形狀的包裹體，所以使用范圍廣，可以和接地環或接地體同時運用，包裹在接地環和接地體周圍，達到降低接觸電阻的作用。并且，降阻劑有可擴散成分，可以改善周邊土壤的導電屬性。
現在的較*降阻劑都有一定的防腐能力，可以加長地網的使用壽命，其防腐原理一般來說有幾種：犧牲陽極保護（電化學防護），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，應掌握其施工技術，以達到*的效果，物理降阻劑有超過二十年的工程運用歷史，經過不斷的實踐和改進，現在無論是性能還是使用施工工藝都已經是相當成熟的產品了。
4、離子接地系統。離子接地系統是傳統的金屬接地改進而來，從工作原理到材料選用都脫胎換骨的變化，形成各種形狀的結構。這些接地系統的共同點是結構部分采用防腐性更好的金屬，內填充電解物質及其載體組分的內填料，外包裹導電性能良好的不定性導電復合材料，一般稱為外填料。接地系統的金屬材料已經出現的有不銹鋼、銅包鋼和純鋼材的。不銹鋼的防腐較鋼材好，但是在埋地環境中依然會多多少少的銹蝕，以不銹鋼為主體的接地系統不宜在腐蝕性嚴重的 環境中使用。表面處理過的銅是很好的抗銹蝕材料，銅包鋼是銅-鋼復合材料，鋼材表面覆蓋銅，可以節約大量的貴金屬-鋼材。套管法活電鍍法生產，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，可以滿足地形嚴重局限的工程需要。
三、接地材料的具體選用
不同的行業，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，根據其特點結合環境使用是接地工程前期應該考慮的問題。
目前市場上使用率zui高的接地材料還是金屬材料，主要有銅板、角鋼和扁鋼等，但是由于接地環境的不同和用戶需求也不盡相同。在有些環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間久被腐蝕而喪失接地的功能。同時，從造價方面來考慮，使用金屬材料的傳統接地，在工程造價上可能不會太高的，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接地高一些，但其使用壽命要比傳統接地的壽命高出好幾倍，根據其壽命傳統接地平均每年造價不低于3-4千元，而非金屬接地體根據其壽命平均每年造價不高于3-4百元，這還不包括因地網不合格改造的工程費用，這些都是應該在選擇接地材料時加以考慮的。
此外根據環境不同采用不同的材料作為接地體也是延長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定接地電阻的需要常常要增加鹽類，而巖石環境又是失水環境，所以這種環境下就應該選用吸水性好的具有較高強度 的非金屬接地棒作為接地體，同時在野外也要考慮使用離子接地棒的可能丟失問題，在一般土壤環境比較適合使用壓制的非金屬接地體和金屬接地體。
四、結束語
在變電站建設中，把接地做好是很關鍵的一件事，這也是復雜的系統工程，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，做好一個合格的地網不僅要考慮資金的因素更要考慮性能因素。在現代隨著微電子技術的迅猛發展，它對環境要求也越來越高，有一個很小的流涌就可以使設備損壞，人們對接地系統的重視程度也逐步提高，接地做的好與壞直接關系到設備能否正常運行，是否有安全隱患的大問題。因而，對接地材料性能、適用環境進行詳細的了解是選擇好的接地材料，做好接地網建設的重要因素。
