新材料與新技術在電力接地系統中的應用

鄧有良

東營方大電力工程有限責任公司 山東 東營 257000

科學技術的不斷進步和快速發展，對電力接地系統而言具有非常重要的影響和作用。接地對于電力系統以及電氣設備的安全性和可靠性而言，具有非常重要的影響，對于整個操作以及運行維護等，也可以起到良好的管控作用。工業電控裝置是否良好與接地的正確性具有一定的影響，不合理的接地會對整個系統的正常運行造成嚴重的影響。電力系統當中的一系列不合格或者不合格系統等受到故障影響，會引起嚴重的問題，對人們的生命財產安全將會造成嚴重的損害影響。

1 接地的概念及分類

接地裝置通常情況下可以被看作是接地體及接地壓線的綜合，接地體當中主要涉及到的內容包括人工接地以及自然接地體兩種。比如角鋼、鋼管以及圓鋼等基礎建設相互組合而成的物件，專門制作的具有散流電阻技術導件組等，都可以將其稱之為是人工接地體。各種不同類型埋設在地下的金屬構件或者管道等都可以稱之為是自然接地體。與目前接地現狀進行結合分析時，可以將其劃分為正常和故障接地這兩種不同類型，正常接地當中又可以將其劃分為工作接地和安全接地。工作接地通常情況下是指由電流流過，對大氣大地可以取代起到一定的代替作用，通常情況下沒有或者只有非常小的不平衡電流流過，將其用來維持系統自身運行安全的接地，可以被稱之為是工作接地。安全接地通常情況下是指沒有任何電流流過對于事故能夠起到一定防止作用的接地，比如防止觸電的保護接地等故障。接地通常是指帶電體以及大地相互之間存在的意外連接，比如接地短路等。

2 新材料在電力接地系統中的應用

接地裝置對應的材料能夠對整個接力系統的質量產生影響，接地材料的不同對于接地阻抗的大小是否可以達到標準要求，以及接地系統自身的是壽命是否可以得到延長等都會產生不同的影響。目前與實際情況進行結合分析時，發現變電站當中所使用的接地材料通常是以普通的鋼鍍鋇鋼為主，對于接地網而言，其自身長期處于腐蝕性的土壤環境當中，電化學腐蝕以及電網設備等，其自身造成的泄漏影響會導致整個接地體的截面越來越小，甚至會引起嚴重的斷裂等問題，導致接地性能嚴重不良，無法滿足熱穩定提出的個性化要求。短路電流勢必會對整個接地網造成嚴重的損害影響，促使站內出現嚴重的問題，不僅會導致整個主設備受到嚴重的損害影響，甚至而且還會導致人們的生命財產安全受到嚴重威脅[1]。在實際工程項目的建設中，為了從根本上保證接地網自身的良好抗腐蝕性以及延長其自身的壽命，可以適當的加大截面，在一些相對比較嚴重的腐蝕地區，由于截面過大會導致施工困難。鍍鋅的方式可以應用在一般地區，并不適合應用在含有重鹽堿的地區，比如沿海地區或者化工廠等。防腐涂料在應用時，由于其自身的價格相對比較低，而且施工工藝比較簡單，得到了廣泛應用。

2.1 新型接地材料的優勢特點

在電力接地系統的構建以及具體應用中，對于新材料的引進和利用具有一定的必然性，鍍銅鋼絞線在具體應用時，其自身的優勢特點在整個電力接地系統中具有非常重要的作用。鍍銅層本身具有一定的均勻性，具有良好的耐腐蝕性能，自身具有獨特的合金層結構，促使其與銅相比，無論是在強度或者耐疲勞性等各方面都更加的具有優勢。使用壽命也會有所延長，其自身的價格相對比較低，防盜性能也比較良好，可以在輸配電線路或者變電站的各種不同類型接地系統中得到合理利用。

除此之外，銅鍍鋼接地棒也具有非常明顯的優勢特點，首先其自身具有良好的抗腐蝕性特點，與相關研究數據結果進行，結合美國國家標準局對全美128個經濟系統當中的333個不同類型的接地極展開深入調查[2]。對36,500個樣本進行對比分析，最終得出的結論是鍍鋅鋼可以直接應用在階級系統當中，銅鍍鋼接地棒可以應用在40a壽命的接地系統當中。鍍層自身的厚度要求要保證在0.25mm，也就是要保證鍍層厚度并不會低于0.25mm。這樣做的根本目的是為了保證整個接地裝置自身能夠達到40a以上的壽命。其次，其自身的體積相對比較小，整個施工過程比較方便。在實踐中，可以直接利用沖擊鉆以電動安裝的方式和重錘機械安裝方式為主。在安裝時，可以結合現實要求利用微創式安裝，并不需要對地表進行深入的開挖，以此來保證整個施工效率的全面有效提升。除此之外，可以對CT電阻起到良好的控制效果，接地及長度的增加，對于整個接地電阻而言可以起到良好的控制效果。同時其自身長度的增加，可以促使地方能夠更加容易接觸到地下含水層，保證整個接地組織能夠實現進一步的降低。其自身的電感相對比較小，泄流能力比較強，帶來的一系列沖擊電阻小。與實際情況進行結合分析時，發現對電阻產生影響的主要原因是，接地體埋入到地面時，其自身的深度以及土壤導電性等都會受到影響[3]。由此可以看出，一旦達到相對比較深的地下長度時，可以對沖擊電阻起到良好的控制效果。

2.2 其他新型材料的應用

與目前電力接地系統的整體應用現狀進行結合分析時，發現在實踐中如果環境土壤的電阻率過高或者處于干燥土壤條件下，其自身的場地面積受到嚴重限制影響。艾力高離子接地棒實際應用中得到合理利用，與艾力高G1M降阻劑進行搭配使用，這樣不僅能夠對整個接地建筑起到良好的穩定控制效果，而且能夠為其提供低值的接地電阻作為支持。管內帶有自然的電解鹽，對周圍土壤可以起到良好的緩釋效果，對土壤的整個導電性也可以起到一定的改善作用，由于其自身具有獨特的緩釋技術，能夠對電解鹽整體使用時效起到一定延長效果[4]。電解鹽本身具有一定的永久性特點，并不會出現任何的分解狀態，以此來保證整個環境土壤電阻自身的穩定性。其自身還具有良好的吸濕性效果，不會出現任何的收縮，雷電流以及故障電流的消散能力過強，抗腐蝕性比較明顯，所以在整個離子接地極可以實現正常使用。

3 新技術在電力接地系統中的應用

3.1 放熱焊接原理

放熱焊接可以被稱之為是水泥熔接，并不需要外部電源或者熱源作為基礎，主要是對熱熔焊接的化學反應進行合理利用，這樣能夠生成對應的高溫銅溶液。與此同時，可以釋放出對應的高熱量，完成焊接。該技術是目前電力接地系統當中比的一種新型技術手段，在整體應用中由于其自身具有一定的優勢特點，所以整體應用效果相對比較良好。放熱焊接化學反應的整體速度相對比較快，只是單純幾秒就可以完成整個焊接過程。在引燃劑的影響下能夠發生一系列化學反應生成溫度，通常情況下會控制在2500～3500℃的范圍之內。對于各種不同類型的金屬或者具體尺寸進行焊接時，要結合形式要求的不同，對溫度以及反應時間進行合理的控制。隔離墊片通常會促使焊粉能夠實現有效的反應，流入到熔接槍當中，以此來完成焊接。

3.2 CADWELD與傳統連接的對比

CADWELD焊接在具體應用時，其自身的整個焊接方式相對比較簡單，并不需要通過外力電力或者設備等進行操作，直接以機械壓接的方式對表面搭接進行焊接處理時，接頭的中間位置處會有一定空隙容易受到工藝的限制影響。在整個接觸交界面當中，并不是很平整，實際接觸面與所連接的導體截面會受到一定影響。由于整個接觸面并不是很均勻，導致其自身的接點、機械強度相對比較大。螺栓在連接時，各種連接工藝具有一定的缺陷問題，在這一基礎上，對放熱焊接進行具體應用時，可以實現交界面相互之間的有效融合，能夠從根本上實現分子的結合。在焊接中并沒有任何機械界面作為基礎，在整個交界面當中，其自身的導電性能相對比較良好，同時過載力以及耐受高溫能力等相對比較高，其自身的機械強度與導體具有一致性。放熱焊接能夠保證實現真正分子相互之間的有效結合，內部并不會出現任何的空隙，接頭電阻與導體可以達成一致，焊接的整個過程具有便利性和快速性的特點，為焊接面的導電率可以提供有效保證。通過對CADWELD放熱焊接工藝手段的合理利用，能夠盡可能保持相對電阻，以此來保證焊接面整體導電率的提升。

3.3 CADWELD普通型內部結構

CADWELD模具在具體應用時，自身的最佳受使用壽命為50次，而熟練型的操作工可以適當的讓模具使用壽命增加到100次。模具通常情況下是由石墨相互組合而成，對于環境而言，并不會造成任何的污染影響，其自身的體積相對比較小，重量只有0.5～1千克，比較方便日常攜帶。銅銅以及銅鋼相互之間的焊接焊藥主要是以氧化銅和鋁為主，焊藥可以實現無限期的存放。在整個焊藥當中涉及到的成分，包括具有高純度的金屬銅粉等，焊接處具有一定的抗腐蝕性效果。與此同時，其在實踐應用中能夠實現航空運輸，這樣能夠滿足工程項目在規劃和建設時提出的個性化需求。

4 結語

電力設備對于接地性能提出的要求越來越高，同度鋼接地棒以及放壓焊接技術等各種不同類型的信息材料和技術手段，逐漸被廣泛應用。電力系統的整體發展形式相對比較良好，對于接地系統的運行安全和穩定性而言具有至關重要的影響，不僅能夠從根本上保證施工效率的提升，而且能夠保證整個接地系統在運行時的安全性和可靠性，這也是新型材料技術手段在實踐中應用的意義。