一種電化學接地體制造技術

本發明專利技術涉及接地體防腐降阻技術，具體為一種電化學接地體，具有與引下線（１）連接的接地體（２），還設有與接地體（２）相連的鎂合金帶狀陽極（３），接地體（２）和鎂合金帶狀陽極（３）同槽埋設，接地體（２）和鎂合金帶狀陽極（３）周圍埋設有降阻劑（４）。本發明專利技術電化學接地體是集傳統的接地方式、降阻劑技術、陰極保護原理于一體的新型接地體，具有低阻值、長效性、無腐蝕等顯著特點。本發明專利技術電化學接地體施工方便，傳統接地材料、降阻劑和電負性活潑的合金組元三位一體同溝敷設，與傳統的接地方式的施工基本相同，可適應工程需要。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及接地體防腐降阻技術，具體為一種電化學接地體。
技術介紹
接地裝置是電壓保護裝置及建筑物安全的重要組成部分，目前電力輸送塔或高層建筑物的接地體采用金屬材料，因長年埋于地下，這類材質大多不經防腐處理，就是經防腐處理的接地裝置，也不能從根本上阻止其銹蝕過程或只能在一定程度減緩腐蝕作用，特別是埋入地下部分的腐蝕程度很難判斷，經數年后需用挖出來接地體檢查的方法來完成，這樣工作量特大，也不方便。架空線路桿塔分布在復雜的地質、地理條件下，有的座落在崇山峻嶺的山頂和山坡、山溝，有的座落在平原、沼澤，有的位于干旱少雨的地區，有的位于地下水豐富的地區，因而接地裝置中存在的問題與表現形式也不盡相同，但歸結起來，主要有以下三個主要問題首先是接地電阻超過了規程規定的指標(超標)；其次是接地電阻的阻值不夠穩定，有時竣工時是合格的，但運行一定周期后，接地電阻增大，出現了超標現象；還有就是接地體的腐蝕問題。前兩個問題多發生在山區，特別是位于巖石、風化巖、礫石等地質條件的山頂和山坡上的那些接地裝置；后一個問題是普遍存在的，只是在干旱少雨的地區和存水性很差的山頂、山坡腐蝕問題不那么嚴重，但肯定也有，而在鹽堿地、沼澤地，如遼河平原，接地體的腐蝕問題很突出。超標和接地電阻的不穩定主要是由于接地體所處環境的電阻率較高和腐蝕產物造成的。桿塔水平接地裝置的工頻接地電阻依下式計算Rgj=ρ2πL(lnL2hd1+B)---(1)]]>Rgj工頻接地電阻，Ω； ρ土壤電阻率，Ω·m；L水平接地體的長度，m； h水平接地體的埋深，m；d1水平接地體的直徑，m； B形狀系數，四角放射時B＝1.76由上式可見，當接地體的長度、直徑、埋深和敷設形狀一定時，接地電阻完全由接地體所處環境的電阻率決定，土壤電阻率越高，接地電阻越大，土壤電阻率變化、波動、接地電阻隨之發生改變，即不穩定。而且，由于腐蝕產物的生成，增大了接地體與土壤之間的過渡電阻，促使接地電阻升高、不穩定。在鹽堿、沼澤地，由于土壤電阻率較低，接地電阻的超標問題通常不是主要矛盾，而腐蝕問題不容忽視。腐蝕生成的產物不僅增大過渡電阻，而且腐蝕過程的不斷進行會使接地體的尺寸(直徑)不斷變小、引下線的截面積不斷變小，不能滿足短路電流的熱穩定，甚至發生腐蝕斷開，造成桿塔喪失接地的安全隱患。接地體腐蝕過程的發生與發展，通常是由于氧的去極化、硫酸鹽還原菌、供氧差異腐蝕電池的作用，有時還會有雜散電流的作用。綜上所述，除了施工不規范及接地體被盜損等人為因素之外，架空輸電線路桿塔接地裝置中存在的主要問題是阻值超標、阻值不穩定和接地體的腐蝕；產生這三個問題的主要原因在于接地體所處環境的電阻率較高和電化學腐蝕過程的不斷進行。桿塔接地中存在的問題影響了架空輸電線路的安全運行，引起了人們的重視，尋求各種解決辦法。傳統的接地方式是使用多年、而且目前仍廣為采用的一種方式；盡管在使用中發現了一些問題、影響了防雷接地的效果，但它的總體效果、以及造價較低、施工較方便等優點還是比較顯著的。銅包鋼、鋅包鋼等方案對于解決接地體的腐蝕問題雖然有效，但其造價較高，在一定程度上影響了它們的推廣使用。降阻劑，包括化學降阻劑和物理降阻劑，對于解決高土壤電阻率地質條件下的降阻問題是必要的和可行的、有理論依據的；只是高鹽型化學降阻劑隨著鹽成分中各種離子的淋失、擴散，降阻效果周期短、不穩定，高鹽型化學降阻劑對傳統接地體(園鋼、角鋼、扁鋼等)的腐蝕往往很嚴重。這是化學降阻劑某些產品的問題，而不是降阻劑技術的問題。高密度石墨是一種非金屬材料，故不存在腐蝕問題，由于它是一種新產品、新技術，老化周期有待長期考察，造價較高；有時仍需與降阻劑配合使用。犧牲陽極式陰極保護具有悠久的發展歷史，成功地用于防止水介質、土壤介質中金屬構件的電化學腐蝕，同時，犧牲陽極本身也是接地體，也具有降低構件(如燃料油地下管道)的接地電阻的作用。但是，經過一段時間的努力和實踐之后，發現利用這種方案降阻，特別是利用其降低高土壤電阻率地質條件下，如巖石山的山坡、山頂處桿塔的接地電阻是不夠合理、不夠經濟的。這種方案的不夠合理之處，首先在于它與世界上許多國家關于土壤電阻率與土壤腐蝕性的分級標準(表1)不符。按照這個分級標準，那些干旱少雨、山坡、山頂的巖石地區，土壤電阻率高達一千歐姆米以上，在這樣的地質條件下，完全可以不考慮傳統接地體的腐蝕消耗問題，沒有必要采用犧牲陽極對傳統接地體進行陰極保護。表1 土壤電阻率與土壤腐蝕性(Ω·m) 其次在于該方案與我國的SY/T0019-97第3.0.5條的規定不符，該條規定“當土壤電阻率大于100歐姆米時，不宜采用犧牲陽極”。那么，在土壤電阻率往往在一千以上，甚至高達三、五千歐姆米的山坡、山頂處，顯然更不應該采用犧牲陽極了。第三，在鹽堿、沼澤地區、地下水豐富的地區，土壤電阻率往往較低，在這種條件下，可以考慮采用犧牲陽極式陰極保護，但這時的犧牲陽極的作用主要地是防止傳統接地體的腐蝕，而絕不是起重要的降阻作用；況且在土壤電阻率較低的地區，如盤錦、營口等地，一般說來，超標不是主要問題，傳統接地體的腐蝕，以及由腐蝕帶來的一系列問題才是主要矛盾。犧牲陽極的意義在于防腐，而不在于降阻。所謂不夠經濟，是因為單支犧牲陽極的接地電阻在高土壤電阻率地區通常是很高的，要想用這種方案使超標的接地電阻降下來，必須使用許多支鎂或鋅等有色金屬合金陽極，而且需要成組地使用，這類陽極的價格比傳統接地材料貴很多，降阻陽極的數量增大，會導致成本顯著增大，工程造價很可能令人難以接受。單支犧牲陽極的接地電阻依下計算 RH=ρ2πL(ln2LaD+12lnL2t+ρaρlnDd)---(2)]]>RV=ρ2πL(ln2LaD+12ln4t+La4t-L+ρaρlnDd)---(3)]]>式中，RH、RV分別為有填包料的水平式和立式單支犧牲陽極的接地電阻，Ω；ρ為犧牲陽極所處環境的土壤電阻率，Ω·m；ρa為陽極填包料的電阻率，Ω·m；L為犧牲陽極的長度，m；La為犧牲陽極填包料柱長度，m；d為犧牲陽極等效直徑(d＝c/π，c為邊長)，m；D為填包料柱的直徑，m；t為陽極中心至地面的距離，m；組合式犧牲陽極(組)的接地電阻依下式計算 式中，R組為陽極組總的接地電阻，Ω；R單為單支陽極的接地電阻，Ω；n為陽極組的陽極支數；K為修正系數(大于1，與陽極長度(規格)、間距、支數有關)。我們曾選擇220kv遼北線22#塔(撫順前甸)作為犧牲陽極式陰極保護降阻方案的試驗現場，此處的土壤電阻率為628歐姆米，當時該塔的接地電阻為67歐姆，按電力行業標準DL/T620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》、DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》規定，此處的接地電阻應小于20歐姆，實際的接地電阻至少超標37歐姆。現在，用犧牲陽極式陰極保護方案進行降阻，使其達到上述規程規定的指標，需要確定使用多少支陽極才能達到目的。這里又需要陽極填包料厚度、陽極規格等參數的選擇。按陰極保護工程的通常做法，厚度分本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電化學接地體，具有與引下線（１）連接的接地體（２），其特征在于：還設有與接地體（２）相連的鎂合金帶狀陽極（３），接地體（２）和鎂合金帶狀陽極（３）同槽埋設。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬春蘭，常守文，崔忠忱，
申請(專利權)人：馬春蘭，常守文，遼寧省電力有限公司撫順供電公司，鄢德凱，肖文，
類型：發明
國別省市：89[中國|沈陽]