浅谈电解离子接地极接地应用研究

　　1.在目前的接地工程中使用的降阻材料有电解离子接地极、接地模块、镀铜圆钢、铜包钢绞线、镀铜圆钢降阻剂，，导电水泥，导电塗料和接地模块等，对这些接地降阻材料在实际的接地工程中应用如何？其降阻效果如何好？寿命如何长？在使用中存在哪些问题有哪些问题要注意？以及在接地工程中如何正确的选择降阻产品，使用降阻产品，有必要对这些降阻材的降阻机理、降阻效果以及在使用中存在哪此问题则有必要进行认真的研究和探讨，并用技术经济分析的方法结合具体的场所和降阻措施进行研究。
　　
　　2、主要接地产品的降阻剂和电解离子接地极机理和存在问题分析
　　
　　2.1、接地降阻剂、电解离子接地极及存在问题分析关于降阻剂的降阻效果是不可置疑的，因为降阻剂、电解离子接地极已在实际的接地工程中得到大量的，长期的应用。降阻剂的降阻机理一般有以下几个方面：
　　
　　（1）由于降阻剂的扩散和渗透作用，降低接地体周围的土壤电阻率，关于扩散和渗透作用，一般化学降阻剂强于其他型式的降阻剂，膨润土类的降阻剂扩散和渗透作用较差，但降阻剂的稳定性和长效性与扩散和渗透作用是矛盾的。扩散和渗透好的降阻剂其稳定性和长效性都比较差，因为扩散和渗透性强的降阻剂容易随雨水的流失而流失。
　　
　　（2）电解离子接地极同周围施加降阻剂后，相当于扩大了接地体的有效截面，这机理对固体降阻剂和膨润土类降阻剂zui为明显，而化学降阻剂和树指状的降阻剂随着时间的流失有效截面的增大则不太明显，会越来越小。
　　
　　（3）消除接触电阻，离子接地极的接地电阻可以分为两部分，一是接地体与周围的大地所呈现的电阻Rd；二是接地体与周围土壤的接触电阻Rj，Rj=Rd+Rj，Rj的大小与接地极周围的土壤有关，一般土质越密实，接触电阻越小，土壤越松散，接触电阻越大；接触电阻还与电极表面状况有关，接地极表面越光滑，接触电阻越小，接地极表面越粗糙，接触电阻越大。接地极生锈后，接触电阻会逐渐增大。接地体施加降阻剂后，会减少或消除接触电阻，但只有某些物理降阻剂和膨润土类降阻剂才具有这方面的功能，而化学降阻剂和流质降阻剂则不具有这方面的功能，有些降阻剂由于腐蚀还会使接触电阻变大。
　　
　　（4）降阻剂的吸水性和保水性改善并保持土壤导电性能，土壤的导电性能除了与土壤所含金属导电离子的浓度有关外，还与土壤的含水量有关。某些降阻剂具有较强的吸水性和保水性，如膨润土类降阻剂，具有较强的吸水性，吸水后体积膨胀并能长期保持水分成为浆糊状，使接地电阻一直保持稳定不受气候的影响。
　　
　　目前对降阻剂在工程应用中反应zui为强烈的有以下几方面的问题：
　　
　　（1）对电解离子接地极的腐蚀问题，这是电力系统中反映zui为强烈的问题。一些品牌的无机降阻剂和火山灰降阻剂，以及一些矿渣降阻剂对钢接地体具有强烈的腐蚀性。这些降阻剂虽然在刚施加后的短期内起到了一走的降阻作用，但却对钢接地体造成严重的腐蚀，降阻效果随着时间的推移会迅速下降，故此把钢接地体改成电解离子接地极（属铜材）。
　　
　　（2）降阻稳定性问题，这也是用户的反应较为强烈的问题，特别是一些化学降阻剂，流质降阻剂，厂家追求短期的降阻效果，在降阻剂中加入了大量的无机盐类，虽然能在短期内有效降低接地装置的接地电阻，但降阻效果是不稳定的，因为在这类降阻剂所含的无机盐会随着雨水迅速流失而使降阻剂失去降阻效果，使接地装置的接地电阻迅速反弹回升。
　　
　　（3）降阻效果问题，降阻剂的降阻效果是降阻剂厂家和用户共同追求的目标，一些降阻剂厂家宣扬他们的降阻剂能把接地装置的接地电阻降到多少、多少，这是不负责任的。对中小型接地装置降阻剂的降阻效果是不可置疑的；对大型接地装置，降阻剂的降阻效果要通过一定的设计和施工工艺体现出来。因为大型接地装置施加降阻剂同样存在着相互屏蔽的问题，如何有效的减少屏蔽，发挥zui大的降阻效果是设计者的事，不是仅靠某种牌号的降阻剂所能办得到的。另外，降阻剂的降阻效果还与施工工艺有关，只有通过正确的施工才能把降阻剂的降阻效果体现出来。
　　
　　（4）施工工艺问题，就是各项指标都合格的降阻剂还要通过合理的施工和正确的施工工艺才行，如不能正确施工同样会对接地体产生腐蚀，或不能发挥应有的降阻效果。比如降阻剂的均匀施加问题，埋深问题，回填土问题，如果有一个环节发生问题，就会影响降阻剂的降阻效果或对接地体造成腐蚀。如河南省南阳市*在线路杜塔接地中的降阻剂的使用中发现：按要求均匀施加降阻剂，接地体被均匀包裹在降阻剂中间的就没发生腐蚀；而降阻剂施加不均匀，中间有脱节现象的就会发生锈蚀。另外对降阻剂的埋深，上面的回填土不合要求时也会发生不良后果。
　　
　　（5）降阻剂对环境的污染问题，降阻剂由于直接埋在地下，降阻剂中如含有重金属等有毒物质就会对地下水资源造成污染，尤其是一些变电所直接取井水作生活用水的就特别重要。关于降阻剂的毒性和污染问题正是一些厂家和用户都容易忽略的问题，因为我们现在已经进入了一个人人讲环保的时代，是不允许在任何一方面对我们的环境和资源造成污染的。
　　
　　降阻剂的选择，在选择使用降阻剂时应注意如下指标：
　　
　　（1）降阻剂的电阻率，要想获得理想的降阻效果，首先降阻剂本身的电阻率ρ值要小。用户在选择降阻剂时首先要考虑的就是降阻剂自身的标称电阻率，一般情况下，降阻剂自身的标称电阻率越小越好。
　　
　　（2）降阻剂对钢接地体的腐蚀率，降阻剂对钢接地体的腐蚀率要低，一些降阻剂对钢接地体有腐蚀作用，但也有一些降阻剂对钢接地体有防腐保护作用。降阻剂是否具有防腐作用，一般要看其对钢接地体的平均年腐蚀率是否低于当地土壤对钢接地体的腐蚀率，一般土壤对钢接地体的平均年腐蚀率为：扁钢为0.05～0.2mm/a；圆钢为0.07～0.3mm/a。如果降阻剂对钢接地体的腐蚀率低于当地土壤对钢接地体的腐蚀率就认为降阻剂对钢接地体具有防腐作用；否则就认为具有腐蚀作用。
　　
　　（3）降阻剂的稳定性和长效性，我们希望接地装置的接地电阻一直稳定在某个值以下，不希望其经常变化，而某些降阻剂的降阻效果会随土壤干湿度的变化而变化，特别是一些无机降阻剂，离子类降阻剂，一旦缺水就会析出颗粒状的晶体，失去导电特性。
　　
　　（4）对环境有无污染，选择降阻剂时一定要选无污染，无毒性，使用安全的降阻剂，对降阻剂要看其组分，要查有无环保部门的检测报告。
　　
　　（5）使用是否方便，价格是否便宜，降阻剂的使用，特别是在山区送电线路杆塔接地使用时，应便于操作，方法简单，zui后才是价格问题，要做综合的技术经济分析，即要满足性能上的要求，又要价格合理，经济。
　　
　　2.3、导电水泥和固体降阻剂导电水泥就是在水泥中加入导电的金属离子，使其具有较低的电阻率，和固体降阻剂一样，其降阻机理就是相当于扩大了接地体的有效截面，特别是在用导电水泥来做钢筋混凝土基础时，或使用导电水泥铺设路面或设备的基础时相当于zui大限度的扩大了接地体的有效截面。这在中小型水电站的接地、35kv及以下变电所和输电线路杆塔基础等小型接地装置中使用能有效地降低接地装置的接地电阻。降阻作用也较稳定。但由于导电水泥和固体降阻剂不具有渗透和扩散作用，不能改善周围土壤的土壤电阻率，因而其降阻作用受局限，还由于在使用到一定量之后的屏蔽作用，限制了降阻效果，因而在大型地网的降阻时受到局限。因此，只能以导电水泥铺路或做基础作为辅助的降阻措施，不能用作主要的降阻措施。如用固体降阻剂施加在接地体的周围降阻如固体降阻剂的膨胀系数与钢接地体不一致时，由于热胀冷缩的作用，时间一久就会使钢接地体与固体降阻剂之间产生逢隙，使其产生接触电阻，还会发生吸氧腐蚀。同时，固体降阻剂如施加截面较小时接地电阻会受土壤干湿度的影响。
　　
　　2.4、接地模块及其应用分析接地模块就是用低电阻率的材料做成模块同接地体连接后埋入大地中其作用就是扩大接地体与土壤的有效接触截面积，有些接地模块由于加入某些吸水、保水材料的作用还具有一定的吸水、保水作用。但接地模块向导电水泥和固体降阻剂一样由于不具有渗透和扩散作用，不能改善周围土壤的土壤电阻率，其降阻作用受到一定的局限。同时又不能向导电水泥那样可用做基础和铺路，在使用上受到一些限制。因而只能结合其它降阻方法作为辅助的降阻措施。
　　
　　3、接地降阻材料和接地降阻措施的工程使用
　　
　　对任何一种接地降阻材料都是通过一定的设计、一定的降阻措施体现出来的，而一定的降阻措施又是建立在对接地装置周围的地形、地势及土壤电阻率分布的认真勘探、测量的基础上的。即首先要对接地装置采何种降阻措施，首先应根据接地短路电流值和电网的要求计算出接地电阻的目标值，再对接地装置所在现场的地形、地势进行认真的勘探测量，特别要测量出土壤电阻率在水平和垂直两个方向上的分布。看现场有无可以利用的自然接地体，找出有利于降阻的*条件，然后经过几种降阻方案的分析、比较、计算，通过技术经济分析筛选出*的降阻方案，在确保安全的情况下争取用zui少的投资来取得*的降阻效果。
　　
　　3.1、对中小型水电站和输电线路杆塔可利用导电水泥来做基础和铺设路面来降低接地装置的接地电阻，对接地网和外延接地可施加降阻剂或连接导电模块进行降阻。在接地网四周设置垂直接地极降阻。
　　
　　3.2、对大、中型接地装置，确定降阻目标后，要对现场进行认真的勘探测量，测出土壤电阻率在水平和垂直两个方向上的分布，选择合适的降阻措施后再决定采用何种降阻材料，并且要经过反复的计算、对比和技术经济分析后，做出、zui合理的选择。一般对水平外延zui有效的降阻方法是在水平接地体四周施加合适的降阻剂，如膨润土降阻剂会取得很好的降阻效果；对大中型地网的外延接地由于其接地体的屏蔽作用，选择接地模块的降阻效果是有限的。同时选择导电水泥和固体降阻剂由于其屏蔽作用、土壤干混度的影响和施工及维护的影响也是不合适的；而电解地极法虽然由于导电离子的作用在短期内能局部的土壤电阻率，不能大面积的改善土壤电阻率，其降阻效果非常有限，且由于造成土壤中金属离子浓度的不均匀性形成腐蚀电位差，会造成用来连接的钢接地体产生电化学腐蚀，容易造成外延地网的肢解。更主要的还是由于该方法需要经常性的向铜管或容器内补充无机盐，运行维护费用高。同时一次性投资大，在经济上是不合算的。
　　
　　3.3、当地下深层有较低土壤电阻率的地质结构时可采用深井式接地极进行降阻，或构成立体地网。采用深井式接地极时要求对接地装置及其四周测出垂直方向上的土壤电阻率分布。采用深井式接地极可结合使用降阻剂法进行降阻，如采用爆破制裂，压力灌降阻剂的方法进行降阻。该方法适合于地下深层有低电阻率地质结构的地方，如地下有金属矿、或北方上层土壤干燥而地下水丰富，土壤电阻率较低的地方。用该方法并施加降阻剂在地下深层做成立体地网，接地电阻稳定，不受土壤干湿度的影响，可收到理想的降阻效果。但是，由于大多数情况下都是深层土壤的土壤电阻电阻率高于上层土壤的土壤电阻率，尤其是在山区和南方地区更是如此，所以使用该方法一定要慎重，应在测出土壤电阻率的分布，进行认真的计算设计，并结技术经济分析后才可使用，否则会造成投资大，收效小的后果。
　　
　　4、结束语
　　
　　每种降阻材料都有其不同的降阻机理和特点，在使用中都会有有利的一面和存在一些问题，在使同中应结合一定的降阻措施，一定的设计，结合使用场所和使用目的合理的选择降阻材料。应尽量的用其所长，避其所短，经认真的技术经济分析后合理、正确的使用降阻材料，从而达到有效降低接地电阻的目的。
　　
　　相关关键词：防雷接地工程，接地产品，接地极；接地体；电解离子接地极；接地材料；钢接地材料；镀铜接地材料