環保型長效電解離子接地極的施工結構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及接地體防腐降阻技術，具體為一種環保型長效電解離子接地極的 施工結構。
【背景技術】
[0002] 為了保證輸電線路和變電所(站）的安全運行，從接地方面來講，有兩個問題必須 同時解決好。一個是阻值問題，即：接地極、網的接地電阻，能否穩定地符合GB50169-2006和 化/T621-1997標準規定的要求;另一個是接地極、網的腐蝕問題，即：如何防止接地極、網因 ±壤、地下水中的溶解氧及氯離子的協同作用引起的腐蝕、導致其截面積減小W致斷開、甚 至喪失接地而積累或形成的安全隱患。
[0003] 1、接地電阻的阻值問題：
[0004] 化/T621-1997標準(PP16-17)中給出了人工接地極工頻接地電阻的計算公式。由 運些計算公式可W看出：接地電阻的阻值主要地取決于±壤電阻率、接地極的長度和接地 網的面積;而與接地極、網所用的何種材料(金屬的或非金屬的)關系并不大。
[0005] 當設計要求的阻值一定時，當輸電線路桿塔的位置或變電所(站）的位置確定后， ±壤電阻率的范圍也就確定了。如果±壤電阻率很高，如：多巖山地或堿石、碎石回填層較 厚的情況，為了達到設計要求的阻值，根據上述標準中計算公式，運時，接地極的長度或接 地網的面積將不得不需要很長或很大。由此會增加施工量與施工難度;有時，受地形、地貌 的影響，實施起來很難、甚至無法展開。運樣一來，接地阻值從一開始就會或多或少的存在 一些問題。
[0006] 為了降阻，許多電力部口曾先后使用過各種化學降阻劑和W強堿弱酸為凝膠物的 物理降阻劑，一度收到較好的降阻效果。但它們帶來的腐蝕問題及失效較快的問題逐步引 起了人們的重視，現已形成共識。
[0007] 2、接地電阻的腐蝕問題：
[000引腐蝕問題是鋼鐵材料接地極、網的普遍問題，在鹽堿地、低法沼澤地及降阻劑中尤 為嚴重。腐蝕的結果，不僅造成接地極截面積的減小，使其不能滿足熱穩定條件。而且，形成 的腐蝕產物會增大接地極的過渡電阻。
[0009] 上述標準中都明確要求應考慮腐蝕的影響，在工程實踐中通常采用留一定的腐蝕 裕量或熱鍛鋒。留一定的腐蝕裕量的作用十分有限，因為接地極、網的腐蝕絕大多數情況下 都屬于局部腐蝕，而非均勻腐蝕。局部的截面積明顯變小足W影響熱穩定性，局部腐蝕的發 展最終可導致接地極的斷開。熱鍛鋒層一般較薄，很快會消耗光；因而，其作用也是很有限 的。鋒層消耗光之后，接地極同樣遭受局部腐蝕：只是有鋒層的接地極，其局部腐蝕的發生 要遲于裸鋼。延遲的時間，取決于鋒層的厚度和(浸)鍛層的質量水平。
[0010] 為了解決腐蝕問題，近年來研制并應用了一些新型接地極，其中有代表性的是銅 包鋼、鋒包鋼、高密度石墨。
[0011] 在一般情況下，銅的標準電極電位比鐵正，因而比鐵耐蝕，在鋼鐵接地極上包覆銅 可w解決其腐蝕問題。但是，±壤中總會存在氯離子，尤其在鹽堿、沼澤地區，氯離子含量往 往很高，在運種情況下，銅和氯離子可W形成穩定的合離子CuCr2,銅同樣會遭受腐蝕。另 夕h如果銅包覆層破壞(損），將顯著加速原來包覆的鋼鐵接地極的腐蝕，使鋼鐵接地極遭到 嚴重的腐蝕破壞，銅比鋼鐵耐蝕是有條件的。
[0012] 鋒包鋼的鋒包覆層的作用與熱鍛鋒層是一樣的，只是包覆層比熱鍛(浸)層要明顯 的厚，延遲所包覆的鋼鐵接地極發生局部腐蝕的時間會更長些。
[0013] 高密度石墨是非金屬材料，故不存在鋼鐵材料的腐蝕問題;但是，非金屬材料通常 都要考慮老化問題，有待于使用時間的檢驗。
[0014] 所有運些新材料的接地極，只是在防腐蝕方面比傳統的鋼鐵材料的接地極有一定 優勢，但價格方面要比傳統材料貴。另一方面，在同樣的±壤電阻率環境中，使用相同長度、 相同（等效)直徑的新材料與傳統材料的接地極，如果水平接地極布設形狀、埋深均相同，二 者的接地電阻不會有明顯的差別；不可能因為銅的導電性優于鋼鐵，在上述條件下的銅包 鋼的接地電阻，就一定比相同條件下鋼鐵接地極的明顯低。在±壤電阻率一定時，要想達到 設計要求的阻值，必須要有相應的接地極長度或根數或面積做保證，而與采用何種導體材 料關系并不大，于是就產生了值得權衡的綜合性能價格比問題。
[0015] -種新型的電解離子接地極《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》， GB50169-2006第3.2.10規定："在高±壤電阻率地區，接地電阻值很難達到要求時，可采用 W下措施降低接地電阻:"一共給出六項措施，其中的第五項措施為"采用新型接地裝置，如 電解離子接地極"。
[0016] 目前，A類電氣裝置的接地技術歷史沿革與現狀：
[0017] 接地裝置的技術性能關系到發電、變電、送電和配電電氣裝置的安全運行，各國接 地裝置導體的材料普遍為鋼材(圓鋼、扁鋼、角鋼、鋼管等）。在接地技術的發展歷程中，曾經 采用和推廣過降阻劑。1991年5月，全國電力系統高壓專業工作網秘書處起草并實施了《接 地降阻劑暫行技術條件》。1992年發布實施了國家標準GB50169-92《電氣裝置安裝工程接地 裝置施工及驗收規范》，把降阻劑納入了該標準的第2.2.6條。隨著在實踐中人們對降阻劑 弊端認識的深化，到了 1997年，對降阻劑己不十分熱衷，例如，在化/T621-1997《交流電氣裝 置的接地》第6.1.3條，除了降阻劑，還提出了其他措施，比GB50169-92第2.2.6條有了較全 面的規定，即：
[0018] "在高±壤電阻率地區，可采用下列降低接地電阻的措施：
[0019] a)當在發電廠、變電所2000mW內有較低電阻率的±壤時，可敷設引外接地極；
[0020] b)當地下較深處的±壤電阻率較低時，可采用井式或深鉆式接地極；
[0021] C)填充電阻率較低的物質或降阻劑；
[0022] d)敷設水下接地網。"
[0023] 可見，降阻劑只是許多降阻措施中的一種了。與此同時，在接地材料方面，相繼出 現了銅包鋼、高密度石墨(各種形狀的模塊）。銅包鋼、高密度石墨在耐腐蝕性能上優于鋼鐵 材料，在造價上高于鋼鐵材料。但是，在同樣地質、同樣接地面積條件下，Ξ種材料的接地阻 抗值不會有明顯差別；如果因銅的導電性能優于鋼鐵，而認為或強調在上述條件下，銅包鋼 (或石墨模塊)就能顯著降阻，是沒有科學依據的。因為接地阻抗主要取決于±壤電阻率和 導體的接觸面積，與導體的導電性關系并不大。
[0024] 在接地極的形式上，人們研制開發了電解離子接地極。2006年，廢止了原《電氣裝 置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》GB50169-92,發布、實施了新的相應標準GB50169-2006。在新國標的第3.2.10條中，對于在高±壤電阻率地區，接地電阻很難達"到要求時，提 出了六條可采用的降低接地電阻的措施。其中前四條與上述的化/T621-1997的6.1.3條基 本相同；新增加的兩條分別為：
[0025] "5采用新型接地裝置，如電解離子接地極；
[00%] 6采用多層接地措施。"
[0027] 新國標GB50169-2006中首次明確提出可采用新型接地裝置，如電解離子接地極的 措施降低接地電阻;但沒有明確推薦銅包鋼、高密度石墨(模塊)等新材料(或措施）。同時特 別強調了深孔(井)技術應用中應注意的事項(新國標的3.1.12)，其中包括"應掌握有關的 地質結構資料和地下±壤電阻率的分布，W使深孔(井）接地能在所處位置上收到較好效 果；同時要考慮深孔(井)接地極之間的屏蔽效應，W發揮深孔(井)接地作用"。運是因為深 孔(井)接地極只適用于雖然表層±壤電阻率較高，而地下較深處±壤電阻率很低（當有金 屬礦或地下水時）的情況。
[0028] 如果較深處的±壤電阻率比表層±壤電阻率還高或相當，那么根本不適合采用深 孔(井)接地極。一方面，同樣長度的接地極，深孔(井)式的還不如水平式的降阻效果好;另 一方面，同樣長度的接地極，深孔(井)式的費用是水平式的幾十倍甚至上百倍。 【實用新型內容】
[0029] 本實用新型的目的在于提供一種環保型長效電解離子接