接地網的建設

時間:2011-05-08 07:48 來源:未知

　摘要：介紹了常見的地網構成及影響接地電阻的因素，地網施工中應考慮的地質、土壤情況和施工工藝，比較了常用接地材料的性能。

　　1.概述

　　接地係統是防雷工程建設中施工難度最大也是最重要的一個分項，由於環境的不同接地網的設計也存在較大差異。係統的接地工程主要由接地體、連接線組成接地網絡，其中影響接地效果的幾個因素有土壤電阻率、接地體的選擇.接地材料的防腐和合理的布劃接地網絡。

　　2.接地材料的選擇

　　不同的行業，不同的地域使用的接地材料也不盡相同，目前市場上使用率最高的接地材料還是金屬材料，主要有銅板、角鋼和扁鋼等；但是由於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就被腐蝕而喪失接地的功能。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。

　　2.1接地材料的種類

　　2.1.1金屬接地材料

　　從80年代末到現在占領接地材料榜首的仍然是金屬接地材料（這裏主要指銅材和鋼材），由於其具備良好的導電性和經濟性是接地工程中最重要的材料之一，但是由於金屬材料存在腐蝕問題，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。一般在電信係統中早期的地網每四年就重新改造一次，起主要原因就是因為金屬材料的腐蝕問題，而在鹽堿地區往往一兩年就要重新改造。而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；

　　2.1.2非金屬接地材料

　　非金屬接地材料是目前行業裏新生的一種金屬接地體的替換產品，由於其特有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，根據製作工藝不同主要有壓製和燒製兩種；

　　第一種是普通壓製產品是石墨粉與導電水泥按照一定比例混合後，經過壓力壓縮定型後加少量水來達到整體固化，導電水泥起到增加整體強度的作用；這種工藝一般采用金屬通心的連接方式，即把金屬直接貫穿到兩端作為接地體的連接電極，同時也起到骨架的作用，這樣主要是利用金屬的高通流能力。壓製非金屬接地的產品存在著很大的問題，其一是石墨體與金屬電極的連接問題，由於壓製後的石墨整體與金屬材料之間的結合性不是很好，出現石墨整體與金屬材料互相分離的現象，這對故障電流通過接地體擴散到土壤當中起著阻礙作用；第二，壓製的產品整體強度性差，在施工的過程當中很容易破碎，在運輸過程中更得小心謹慎。所以在施工運輸應特別注意，壓製產品吸水性較好，但是由於是少量導電水泥的作用時間長後（放到地下後）很快就粉蝕了，接地提體的整體性可想而知，第三，壓製石墨體與金屬電極之間的體電阻一般都不不低於3-5歐姆，如果石墨體與金屬電極之間因為某種原因分離的話，其石墨體與金屬電極之間電阻更是不可想象，但壓製石墨接地體的生產工藝非常簡單，在者其材料成本比較低廉，但不能因為其價格的因素而忽略了其性能和使用壽命，所以一般環境下不建議用壓製的非金屬接地體；

　　第二種是燒製的膨脹石墨非金屬接地體是采用純度在99%以上的鱗片石墨，經水洗、酸洗、烘幹等數道工序後，經高溫使其膨脹自身體積50倍以上的石墨蠕蟲，這時石墨經氧化插層、高溫膨脹，而使層間裂解形成具有發達孔結構的膨脹石墨蠕蟲體，其表麵及內部孔結構非常發達，表麵積可達 50～200m2/g。它發達的網狀孔結構，經分析結果表明，膨脹石墨蠕蟲體表麵形成了豐富的多邊形網狀孔結構，其孔徑大小不等，主要分布範圍為 1～3μm。，在經高壓定型製成膨脹石墨非金屬接地體毛坯，這時的石墨體由於其發達的網狀孔結構，經高壓使每個蠕蟲相互進入其自身非常發達的網狀孔中，其相互已經為分子間的聯接，所以膨脹石墨非金屬接地體不需要用粘接劑來使用使石墨粘在一起的，每個石墨蠕蟲聯接的表麵積已是最大化，石墨經膨脹後，不僅保留了天然鱗片石墨材料所固有的耐高、低溫，耐酸、堿腐蝕，導熱，導電，自潤滑和抗幅射等諸多優點，而且其特殊的網絡狀孔結構，還賦予它良好的壓縮性、回彈性、低應力高鬆馳率、高吸水、吸油性，以及熱、電導能力的高度異向性等許多獨特的功能，其導電性也過到最大化，電阻率可達16.465*10-6Ω.m，產品長度直流電阻為50mΩ（相當於銅的導電性），在通過不低於1000℃的高溫，不少於150小時的焙燒，去掉膨脹石墨體中最後剩餘殘存少量雜質，同時其結合更加牢固，其搞壓強度不低於5.8Mpa，大減低產品在運輸和施工過程中的難度。它特有的內部網狀孔結構，使它有著很好的吸水和保濕性能，還有石墨本身良好的穩定性、抗腐蝕性、導電性、抗老化性、自身低電阻特性更是其它材料無法替代的，由於其本身對環境敏感度非常低，幾乎不受外界因素的影響，所以接地電阻值能夠在相當長的時間內保持不變的，這是傳統接地材料無法比擬的，這對地網每年維護的好處是不言麵喻的，石墨基本結構就是碳，它對環境沒有任何汙染，所以這種原料的產品屬於環保型產品。

　　3.不同地質環境下的優選接地工藝

　　3.1高山地區的地網製作工藝

　　一般高山地區都是地網製作的難點，本文采用的是造井接地的方法；（主要針對岩石層麵）

　　高山一般多岩石，在岩石上做地網並不是不可能的事情。在地表土層下采用鑽孔方式打孔φ200*2000～3000mm（視環境而定），底部采用爆破方式搗碎地層岩石形成縫隙，澆注填充劑垂直放入非金屬接地體（燒結型），之後加入高分子降阻劑後適當加水，在加水下沉3～4小時後加入無水狀態的高分子降阻劑和適量填充劑後在距地表土層800mm處夯實，至此垂直接地體敷設完畢，開始敷設水平接地網；水平地網采用35平方以上銅纜撥皮後適當塗刷導電膠並在距地表500mm處做水平地網線槽，線槽寬為200mm，在線槽上施放無水狀態高分子降阻劑和適量填充劑將刷好導電膠的電纜按照網格形狀敷設好後埋土夯實；接地網的接地距離可以按照1.5×1.5/3.0×3.0m的距離敷設，每個十字型交叉點作為一個垂直接地體的連接點，最後把地網表層用細土填埋。

　　3.2鹽堿風化石等地質條件下的地網製作

　　鹽堿地區的土壤中含有較高的腐蝕性物質，所以在一般這種環境下是不采用金屬材料作為接地體的，非金屬材料非常適合在這裏使用，這裏介紹膨脹石墨體在鹽堿風化石地質的埋植方法。風化石類的地質條件一類主要是由完全是風化石，另一類是由風化石和巨大花崗石混合物組成，土壤電阻率都在2000Ω.m以上，在這樣的條件下製作地網是非常困難的，工人施工難度陡然增大，有很多同行對此望而卻步。

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