（四会市正量电力设计院广东省526200）
摘要：在10kV配电网运行中，接地装置的施工和维护常常遇到占地政策难、支出费用高的难题，直接影响施工效率和电网安全运行，而且镀锌钢材料组建的接地系统防腐效果差，达不到运行30年的要求。采用镀铜钢接地技术，取代镀锌角钢接地，把原来横向埋设方式，改为向纵向埋深。改进后，安装接地装置不需要再开挖大于长30m，宽0.6m的地块，只需要在电杆及台架旁尽可能多的下插镀铜圆钢，开挖长度缩减为小于20m，宽0.6m的地块，即减少占地，又提高了接地安装效率。
关键词：镀铜钢接地安装效率
引言
接地系统好坏直接影响到配网线路运行的稳定性和可靠性，然而在接地系统得施工和运行维护中常常遇到一些问题，严重影响施工效率和安全运行。
1传统接地装置存在的弊端
1.1开挖接地基础工程量大。
传统接地装置采用角钢作为接地体，2m长的角钢电阻为50Ω左右，根据国家标准需要将6根角钢垂直埋入地下，再用30m圆钢连接才能满足接地电阻和雷击电流释放要求。所以，安装接地装置时需要开挖一条宽约0.6m，深0.8m，长30m的深坑。开挖深坑耗时5.5h，安装角钢只能靠人力敲击，耗时约0.5h/每根，善后处理繁琐，其中焊接及接头防腐处理约0.5h，回填土石约0.5h，完成一组接地平均需要7h。
1.2土地征用政策处理难
安装一组接地需要向政府部门申请，并交付费用。若是水泥路面，施工更加困难，费用更多，并影响交通。土地征用政策处理难，经常遇到群众阻拦，影响工程进度。
1.3接地体在土壤中易腐蚀
土壤电阻率25Ω.m-50Ω.m，PH值5.0-6.5，酸性大，很容易腐蚀钢材，钢材腐蚀生成三氧化二铁，易碎易剥落，不能隔绝腐蚀，无法保护内部钢材不被腐蚀，也会导致接地电阻逐年升高。同时，铁（Fe+2）相对于氢的腐蚀电位为-0.4V，相对于其他地下金属（如铜）而言，在发生双金属氧化还原反应时，作为负极（阳极）牺牲，会加快自身的腐蚀速度。比如，广东电网肇庆四会供电局对100组使用5年的接地体进行检测，发现已腐蚀的有48组，占总数的48%，这些接地体腐蚀严重，接地电阻达不到要求，需要更换，加大了运行人员的维护工作量。
2选用新型接地材料的性能对比
2.1导电性能
在20摄氏度温度下，铜的电阻率17.24X10-6（Ω.mm），钢的电阻率为138X10-6（Ω.mm）。假设以铜的导电率为基准值1（即100%），则角钢和镀锌圆钢的导电率仅为8.6%，镀铜钢的导电率超过20%，而镀铜钢绞线的导电率为30%。
在雷电流等高频电流作用下，镀铜钢材质会产生集肤效应，导电性接近纯铜，铜导体的阻抗远小于钢接地体，因此电阻导致的地电位升高而产生的侧击概率会大大减少。
2.2耐腐蚀性
铜材耐腐蚀性是钢材的十倍以上，是镀锌钢的三倍以上。镀铜钢的耐腐蚀性接近纯铜，铜的表面会产生较强的氧化物（铜绿Cu（OH）2），对内部的材料有很好的保护作用，阻断了进一步腐蚀的形成。镀铜钢在欧美国家接地系统中普遍应用，对这种材料的品质认证标准UL467，该标准第9章明确的规定了镀铜材料的厚度必须大于0.25mm，只有大于0.25mm的镀铜材料做地网才能保证地网30年免维护，在欧美国家的电网系统中，只有通过了UL467标准认证的镀铜材料，才能入网运行。同时IEEEstd80-2000《交流变电站设计导则》第11章规定常用的接地材料，可以埋入地下保证40年以上的使用寿命，热镀锌钢才只能用于设计寿命不超过15年的临时接地，且要定期检测接地电阻及锈蚀情况。
2.3接地效果
对接地系统基本要求是满足接地电阻的指标。接地电阻具体来说，实质上包含三个部分：a:接地导体本身电阻；b：导体和土壤的接触电阻；c：土壤的散流电阻。其中c最为重要，它是接地电阻的重要组成部分，这由土壤的电阻率决定。所以通常采用增大垂直接地体深度来减少土壤的散流电阻，从而降低接地电阻而不是增大垂直接地极直径来降低接地电阻。
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在冲击电流作用下，接地装置的冲击电阻一般低于工频接地电阻，但是冲击接地电阻因土壤性质，冲击电阻峰值及波形、接地装置的几何形状不同而相差很大。因此在考虑接地装置的实际设计中，仍以正常的工频电阻值作为考虑依据，同时考虑一定的降低幅度。通常如果工频接地电阻达到要求，冲击电阻也达到了要求。综上所述，镀铜接地网相对于角钢接地网来说，能够更好的泄放雷电流，保障线路安全。
2.4综合比较
1.角钢接地系统:材料费低，施工费高（占地面积大）,导电性良好,热稳定系数70,防腐性能一般,接地效果不稳定,接地电阻会持续上升,使用年限小于5年。
2.镀锌圆钢接地系统：工程费用低；导电性良好；热稳定系数70；防腐性能比角钢好，约为角钢三倍；接地稳定性好于角钢，时效性低于镀铜钢；使用年限小于10年；
3.镀铜钢接地系统：工程费用适中；导电性能好，是钢材的8倍；热稳定系数146；镀铜钢耐腐蚀性是钢材10倍；接地效果很稳定，接地电阻会保持在一个较稳定的水平；使用年限大于40年。
通过综合比较，镀铜钢接地系统具有寿命长、性能稳、免维护等优异性能。
3镀铜钢接地装置应用
选择直径镀层厚度0.254mm，直径1.2cm的镀铜圆钢和镀层厚度为0.254mm，直径1.42cm,长度1.22m的带螺纹镀铜钢接地极，垂直方向镀铜接地极之间用连接器连接，镀铜接地极与镀铜圆钢在交叉处采用化学CADWELD放热焊接技术连接。水平镀铜圆钢和镀铜钢接地极的数量可以根据实际情况选择，在垂直方向不断增加地极数量和在水平方向不断增加圆钢长度的效果是一样的,原则是增加地极数量,当只增加地极数量可以满足接地电阻要求时,圆钢长度可以限制在最小范围内,减少了城区道路开挖,每处节约土地使用面积约18平方米,减少了供电企业的青苗赔偿费用,而且提高了安装效率。
3.1镀铜圆钢产品特点：
1.镀层厚度不低于0.254mm，相关参数满足IEC62305和EN62561-2标准要求。
2.铜层与钢芯通过特殊工艺实现了完美的分子结合，使铜层更加牢固。
3.利用铜的卓越抗腐蚀能力，产品使用寿命不低于30年，远超传统镀锌钢
4.综合考虑到防腐、导电、集肤效应、热稳定性能等，同条件下镀铜圆钢所选截面积远远小于镀锌扁钢。
5.可连续敷设，减少焊接点，方便施工。
3.2镀铜接地棒产品特点：
1.制造工艺独特：钢芯采用缩径冷拉生产工艺，增强了抗拉强度，抗拉强度不低于600N/mm2,外镀铜层采用最先进的电镀技术，弯曲180度不会出现脱落、翘皮、开裂现象。
2.防腐性卓越：平均镀层厚度不低于0.254mm，大大提高了材料的防腐蚀性能，使用寿命不低于30年，减轻地网的维护成本。
3.电气性能更佳：表层紫铜材料优良的导电性能，使自身电阻值远远低于常规材料，电导率是普通镀锌材料的2~3倍。
4.安装方便快捷：各种安装配件齐全，施工方式灵活方便，可人力施工，也可使用电动工具施工。人力施工周期为传统角钢接地极的40%；电动施工，周期更短。
5.连接安全可靠：使用专用的连接附件，接头牢固；同时特殊的连接方式，可以确保深度地下30米以上，满足特殊场合的降阻需求。
3.3台区地网实际应用效果
在对四会供电局2010年的实施建设的8个台区的变压器台架地网进行应用测试,当时采取的为镀铜钢接地极（HDCL-120）12根，镀铜圆钢（HDY-120）12米，接地电阻介于2.16Ω-3.45Ω之间。经过5年的应用，未有腐蚀现象，接地电阻均达到要求。
参考文献：
[1]IEEEstd80-200《艾力高镀铜钢绞线热稳定系数及相关标准》[S].
[2]潘家群.架空输电线路接地线防腐技术[J].电力安全技术,2004[1].
[3]翁羽丰.《接地装置腐蚀分析及材料选用建议》[J],浙江电力,2003(4).
论文作者:张篷
论文发表刊物:《电力设备》2015年第9期供稿
论文发表时间:2016/4/19
标签：镀铜论文; 电阻论文; 圆钢论文; 角钢论文; 材料论文; 镀锌论文; 装置论文; 《电力设备》2015年第9期供稿论文;