新材料與新技術(shù)在電力接地系統(tǒng)中的應(yīng)用

鄧有良

東營方大電力工程有限責(zé)任公司 山東 東營 257000

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和快速發(fā)展，對電力接地系統(tǒng)而言具有非常重要的影響和作用。接地對于電力系統(tǒng)以及電氣設(shè)備的安全性和可靠性而言，具有非常重要的影響，對于整個(gè)操作以及運(yùn)行維護(hù)等，也可以起到良好的管控作用。工業(yè)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(huì)對整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響。電力系統(tǒng)當(dāng)中的一系列不合格或者不合格系統(tǒng)等受到故障影響，會(huì)引起嚴(yán)重的問題，對人們的生命財(cái)產(chǎn)安全將會(huì)造成嚴(yán)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(dāng)中主要涉及到的內(nèi)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(chǔ)建設(shè)相互組合而成的物件，專門制作的具有散流電阻技術(shù)導(dǎo)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(shè)在地下的金屬構(gòu)件或者管道等都可以稱之為是自然接地體。與目前接地現(xiàn)狀進(jìn)行結(jié)合分析時(shí)，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(dāng)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(tǒng)自身運(yùn)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(hù)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(tǒng)中的應(yīng)用

接地裝置對應(yīng)的材料能夠?qū)φ麄€(gè)接力系統(tǒng)的質(zhì)量產(chǎn)生影響，接地材料的不同對于接地阻抗的大小是否可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，以及接地系統(tǒng)自身的是壽命是否可以得到延長等都會(huì)產(chǎn)生不同的影響。目前與實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)變電站當(dāng)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(wǎng)而言，其自身長期處于腐蝕性的土壤環(huán)境當(dāng)中，電化學(xué)腐蝕以及電網(wǎng)設(shè)備等，其自身造成的泄漏影響會(huì)導(dǎo)致整個(gè)接地體的截面越來越小，甚至?xí)饑?yán)重的斷裂等問題，導(dǎo)致接地性能嚴(yán)重不良，無法滿足熱穩(wěn)定提出的個(gè)性化要求。短路電流勢必會(huì)對整個(gè)接地網(wǎng)造成嚴(yán)重的損害影響，促使站內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的問題，不僅會(huì)導(dǎo)致整個(gè)主設(shè)備受到嚴(yán)重的損害影響，甚至而且還會(huì)導(dǎo)致人們的生命財(cái)產(chǎn)安全受到嚴(yán)重威脅[1]。在實(shí)際工程項(xiàng)目的建設(shè)中，為了從根本上保證接地網(wǎng)自身的良好抗腐蝕性以及延長其自身的壽命，可以適當(dāng)?shù)募哟蠼孛妫谝恍┫鄬Ρ容^嚴(yán)重的腐蝕地區(qū)，由于截面過大會(huì)導(dǎo)致施工困難。鍍鋅的方式可以應(yīng)用在一般地區(qū)，并不適合應(yīng)用在含有重鹽堿的地區(qū)，比如沿海地區(qū)或者化工廠等。防腐涂料在應(yīng)用時(shí)，由于其自身的價(jià)格相對比較低，而且施工工藝比較簡單，得到了廣泛應(yīng)用。

2.1 新型接地材料的優(yōu)勢特點(diǎn)

在電力接地系統(tǒng)的構(gòu)建以及具體應(yīng)用中，對于新材料的引進(jìn)和利用具有一定的必然性，鍍銅鋼絞線在具體應(yīng)用時(shí)，其自身的優(yōu)勢特點(diǎn)在整個(gè)電力接地系統(tǒng)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(dú)特的合金層結(jié)構(gòu)，促使其與銅相比，無論是在強(qiáng)度或者耐疲勞性等各方面都更加的具有優(yōu)勢。使用壽命也會(huì)有所延長，其自身的價(jià)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(tǒng)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(yōu)勢特點(diǎn)，首先其自身具有良好的抗腐蝕性特點(diǎn)，與相關(guān)研究數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行，結(jié)合美國國家標(biāo)準(zhǔn)局對全美128個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)當(dāng)中的333個(gè)不同類型的接地極展開深入調(diào)查[2]。對36,500個(gè)樣本進(jìn)行對比分析，最終得出的結(jié)論是鍍鋅鋼可以直接應(yīng)用在階級(jí)系統(tǒng)當(dāng)中，銅鍍鋼接地棒可以應(yīng)用在40a壽命的接地系統(tǒng)當(dāng)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(huì)低于0.25mm。這樣做的根本目的是為了保證整個(gè)接地裝置自身能夠達(dá)到40a以上的壽命。其次，其自身的體積相對比較小，整個(gè)施工過程比較方便。在實(shí)踐中，可以直接利用沖擊鉆以電動(dòng)安裝的方式和重錘機(jī)械安裝方式為主。在安裝時(shí)，可以結(jié)合現(xiàn)實(shí)要求利用微創(chuàng)式安裝，并不需要對地表進(jìn)行深入的開挖，以此來保證整個(gè)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(gè)接地電阻而言可以起到良好的控制效果。同時(shí)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(gè)接地組織能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的降低。其自身的電感相對比較小，泄流能力比較強(qiáng)，帶來的一系列沖擊電阻小。與實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)對電阻產(chǎn)生影響的主要原因是，接地體埋入到地面時(shí)，其自身的深度以及土壤導(dǎo)電性等都會(huì)受到影響[3]。由此可以看出，一旦達(dá)到相對比較深的地下長度時(shí)，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(yīng)用

與目前電力接地系統(tǒng)的整體應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行結(jié)合分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)在實(shí)踐中如果環(huán)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(yán)重限制影響。艾力高離子接地棒實(shí)際應(yīng)用中得到合理利用，與艾力高G1M降阻劑進(jìn)行搭配使用，這樣不僅能夠?qū)φ麄€(gè)接地建筑起到良好的穩(wěn)定控制效果，而且能夠?yàn)槠涮峁┑椭档慕拥仉娮枳鳛橹С?。管?nèi)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(gè)導(dǎo)電性也可以起到一定的改善作用，由于其自身具有獨(dú)特的緩釋技術(shù)，能夠?qū)﹄娊恹}整體使用時(shí)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(diǎn)，并不會(huì)出現(xiàn)任何的分解狀態(tài)，以此來保證整個(gè)環(huán)境土壤電阻自身的穩(wěn)定性。其自身還具有良好的吸濕性效果，不會(huì)出現(xiàn)任何的收縮，雷電流以及故障電流的消散能力過強(qiáng)，抗腐蝕性比較明顯，所以在整個(gè)離子接地極可以實(shí)現(xiàn)正常使用。

3 新技術(shù)在電力接地系統(tǒng)中的應(yīng)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(chǔ)，主要是對熱熔焊接的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行合理利用，這樣能夠生成對應(yīng)的高溫銅溶液。與此同時(shí)，可以釋放出對應(yīng)的高熱量，完成焊接。該技術(shù)是目前電力接地系統(tǒng)當(dāng)中比的一種新型技術(shù)手段，在整體應(yīng)用中由于其自身具有一定的優(yōu)勢特點(diǎn)，所以整體應(yīng)用效果相對比較良好。放熱焊接化學(xué)反應(yīng)的整體速度相對比較快，只是單純幾秒就可以完成整個(gè)焊接過程。在引燃劑的影響下能夠發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)生成溫度，通常情況下會(huì)控制在2500～3500℃的范圍之內(nèi)。對于各種不同類型的金屬或者具體尺寸進(jìn)行焊接時(shí)，要結(jié)合形式要求的不同，對溫度以及反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行合理的控制。隔離墊片通常會(huì)促使焊粉能夠?qū)崿F(xiàn)有效的反應(yīng)，流入到熔接槍當(dāng)中，以此來完成焊接。

3.2 CADWELD與傳統(tǒng)連接的對比

CADWELD焊接在具體應(yīng)用時(shí)，其自身的整個(gè)焊接方式相對比較簡單，并不需要通過外力電力或者設(shè)備等進(jìn)行操作，直接以機(jī)械壓接的方式對表面搭接進(jìn)行焊接處理時(shí)，接頭的中間位置處會(huì)有一定空隙容易受到工藝的限制影響。在整個(gè)接觸交界面當(dāng)中，并不是很平整，實(shí)際接觸面與所連接的導(dǎo)體截面會(huì)受到一定影響。由于整個(gè)接觸面并不是很均勻，導(dǎo)致其自身的接點(diǎn)、機(jī)械強(qiáng)度相對比較大。螺栓在連接時(shí)，各種連接工藝具有一定的缺陷問題，在這一基礎(chǔ)上，對放熱焊接進(jìn)行具體應(yīng)用時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)交界面相互之間的有效融合，能夠從根本上實(shí)現(xiàn)分子的結(jié)合。在焊接中并沒有任何機(jī)械界面作為基礎(chǔ)，在整個(gè)交界面當(dāng)中，其自身的導(dǎo)電性能相對比較良好，同時(shí)過載力以及耐受高溫能力等相對比較高，其自身的機(jī)械強(qiáng)度與導(dǎo)體具有一致性。放熱焊接能夠保證實(shí)現(xiàn)真正分子相互之間的有效結(jié)合，內(nèi)部并不會(huì)出現(xiàn)任何的空隙，接頭電阻與導(dǎo)體可以達(dá)成一致，焊接的整個(gè)過程具有便利性和快速性的特點(diǎn)，為焊接面的導(dǎo)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(dǎo)電率的提升。

3.3 CADWELD普通型內(nèi)部結(jié)構(gòu)

CADWELD模具在具體應(yīng)用時(shí)，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(dāng)?shù)淖屇＞呤褂脡勖黾拥?00次。模具通常情況下是由石墨相互組合而成，對于環(huán)境而言，并不會(huì)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(shí)現(xiàn)無限期的存放。在整個(gè)焊藥當(dāng)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(shí)，其在實(shí)踐應(yīng)用中能夠?qū)崿F(xiàn)航空運(yùn)輸，這樣能夠滿足工程項(xiàng)目在規(guī)劃和建設(shè)時(shí)提出的個(gè)性化需求。

4 結(jié)語

電力設(shè)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(shù)等各種不同類型的信息材料和技術(shù)手段，逐漸被廣泛應(yīng)用。電力系統(tǒng)的整體發(fā)展形式相對比較良好，對于接地系統(tǒng)的運(yùn)行安全和穩(wěn)定性而言具有至關(guān)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(gè)接地系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的安全性和可靠性，這也是新型材料技術(shù)手段在實(shí)踐中應(yīng)用的意義。