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降阻剂发展历程以及适用范围、施工方法等等详解

文章出处:本站 责任编辑:青岛安达防雷科技有限公司 发表时间:2021-07-01 09:33:43

  降阻剂:是改善接地装置附近土壤导电性能,降低接地电阻、适应接地装置的专用产品。降阻剂一般是施加在接地体的周围,主要目的是降低接地装置的接地电阻,降阻剂使用在土模电阻率较高的场所。有些降阻剂除了降阻作用外还具防腐效果,也可用于接地体的防腐。

  

  接地是保障电气、通信、微电子等设备及建筑物和人身安全的重要手段。电气设备要做到可靠接地且具有较低的接地电阻值,由于受客观条件的限制, 仅仅靠打角铁桩、延长接地体及扩大接地网来达到这样高的要求, 通常是很困难的。接地降阻剂是一种辅助性材料, 已在接地工程中大量应用, 其降阻、防腐性能稳定, 效果良好, 已被写进国家标准和相关行业标准, 实践证明是降低接地电阻的有效措施。

  

  降阻剂发展历程

  

  ▶ 早期使用的降阻剂有石墨粉或食盐加木炭。由于石墨、食盐属于易溶的电解质, 在地下受到雨水、地下水的浸泡会逐渐流失, 而且食盐中的氯离子对接地体还有腐蚀作用, 因此使用不久就被淘汰。

  

  ▶ 20 世纪70 年代初, 日本科学家研制出一种长效降阻剂, 它主要是化学合成树脂与电解质溶液组成的凝胶状物质, 具有一定的耐雨水及地下水冲刷的能力, 能较长时间地保持低电阻。但由于这种高分子化合物具有一定的毒性, 大量使用会造成环境污染, 对人体健康造成一定的威胁。

  

  ▶ 20 世纪80 年代后期, 美国的Jones 和南斯拉夫的Veleder 在IEEE 和CIGRE 先后报导了以膨胀土为基底的降阻剂改善接地装置性能的情况, 这就是降阻剂由高导电率物质组成的混合物, 发展到应用合成树脂加上适量的交联剂、固化剂组成有机化学降阻剂和由导电性能较好的无机化合物加上适当的水溶性电解质与固化剂组成无机化学降阻剂的发展过程。

  

  ▶ 我国的降阻剂研制始于20 世纪70 年代, 有关部门组织电力部、化工部下属的10 余个单位成立了降阻剂研制课题组, 1983 年前后列入“ 七五”重点攻关项目。以北京电力设计院、中试所和北京化工设计研究院为主, 研制出聚乙酰胺等合成树脂配制的有机化学降阻剂。以安徽中试所为主, 研制出以膨胀土为基底的无机化学降阻剂。同期还兴起一些民间组织从事开发生产, 至1988 年末有近30家生产厂将不同种类的降阻剂推向市场。

  

  降阻剂分类及特点

  

  1997 年以后一种新型的物理降阻剂问世, 从而使降阻剂明显地分成了化学降阻剂和物理降阻剂两大类。

  

  化学降阻剂是以电解质为导电主体, 不可避免地存在对接地装置的腐蚀。而物理降阻剂正是在这种情况下产生的一种新型降阻剂。物理降阻剂是以非电解质固体粉末为导电材料, 并以强碱弱酸为胶凝物, 从根本上减轻了对金属电极的腐蚀。同时它不受雨水的影响, 导电特性不受酸碱盐、高低温、干湿度所限, 直接靠本身的导电粉末起到降阻作用。对干旱、少雨、高寒地区更容易满足接地电阻稳定性的要求。因此, 物理降阻剂比化学降阻剂具有明显的优势, 将逐步取代化学降阻剂。

  

 降阻剂适用范围

  

  接地降阻剂广泛应用于建筑物地、防雷接地、防静电接地、交流工作地、直流工作地、保护接地、信号接地,以及用于其他目的的接地系统,特别适用于:

  

  1、接地阻值要求低的接地网络;

  

  2、城市狭小地段的接地网络;

  

  3、高山、海岛、鹅卵石、沙漠等高土壤电阻率地区接地网络;

  

  4、海滩、盐碱地等高腐蚀地区接地网络;

  

  5、严寒地区的接地网络。

  

  目前,《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)以及《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)等国家和行业相关标准中明确规定了降阻剂的使用方法,但在其使用过程中,仍然存在腐蚀性强、对地下水造成污染以及降阻效果不稳定等一系列问题。

  

  降阻剂降阻机理

  

  土壤降阻剂的主要成分为导电性物质,如盐类或固体导电粉末等,在实际施工时,将降阻剂填充在接地极周围,加水调成浆状物质,再回填土压实。降阻剂的降阻性能主要通过以下四个方面实现:

  

  1、  降阻剂会向周围的土壤扩散和渗透,从而降低了接地极周围的土壤电阻率;

  

  2、  降阻剂自身电阻率很低,填充在接地极周围后,相当于扩大了接地极的有效截面积;

  

  3、  一些物理降阻剂和膨润土降阻剂会吸附在接地极表面,当在接地极周围施加降阻剂后,会减小甚至消除接地极的接触电阻;

  

  4、  降阻剂具有很强的吸水性和保水性,长期稳定保持较低电阻率,使接地电阻稳定在低值状态而不受气候等环境因素影响。

  

  降阻剂施工方法

  

  土壤降阻剂在应用施工时,根据接地网的敷设方式可分为两种施工方式:水平接地体施加土壤降阻剂和垂直接地体施加土壤降阻剂。

  

  测量人员根据接地网设计图纸对接地体埋设位置进行测量及定位后,对接地场地进行开挖,将沟槽底部的石块等杂物除去,整平场地后开始土壤降阻剂的施工工作。

  

  1、垂直接地体

  

  在垂直接地体周围施加降阻剂时,在开挖的接地坑底部应先回填部分细土,将圆形或方形模具垂直放入坑中,模具外侧用细土填实固定,将垂直接地极放置在模具中央,倒入配制好的土壤降阻剂,将模具拉出。在山岩等难以施工的环境进行接地时,可以采用深井接地,利用钻井机钻出孔径为80mm~150mm的深井,铺设好接地体后用压力泵将配制好的土壤降阻剂压入深井中,包覆厚度大于40mm。接地极间按设计要求连结并做防腐处理。若采用焊接方式,须防虚焊。

  

  2、水平接地体

  

  在接地体敷设的位置挖一个深度高于0.8m的梯形沟槽,具体的尺寸根据设计要求而定。在水平接地体铺设和焊接完毕后,用金属支架将接地体垫起高于40mm。之后倒入已经与水混合均匀的土壤降阻剂,确保降阻剂将接地体包覆均匀,土壤降阻剂的包覆厚度大于40mm。检查无误后用细土进行回填并夯实回填土。

  

     降阻剂使用中应注意的问题

  

  1、  实测工程部位的土壤电阻率, 充分利用ρ值较低的地层降低接地电阻。

  

  2、  整个地网(包括水平、垂直接地体)都应敷设降阻剂, 以提高整个地网的整体降阻效果和瞬间泄流能力、防腐蚀能力及地网的使用寿命。

  

  3、  工程用量并不是越多越好, 一般应按设计规定使用, 根据实际地质情况有所增减。


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