新材料与新技术在电力接地系统中的应用

邓有良

东营方大电力工程有限责任公司 山东 东营 257000

科学技术的不断进步和快速发展，对电力接地系统而言具有非常重要的影响和作用。接地对于电力系统以及电气设备的安全性和可靠性而言，具有非常重要的影响，对于整个操作以及运行维护等，也可以起到良好的管控作用。工业电控装置是否良好与接地的正确性具有一定的影响，不合理的接地会对整个系统的正常运行造成严重的影响。电力系统当中的一系列不合格或者不合格系统等受到故障影响，会引起严重的问题，对人们的生命财产安全将会造成严重的损害影响。

1 接地的概念及分类

接地装置通常情况下可以被看作是接地体及接地压线的综合，接地体当中主要涉及到的内容包括人工接地以及自然接地体两种。比如角钢、钢管以及圆钢等基础建设相互组合而成的物件，专门制作的具有散流电阻技术导件组等，都可以将其称之为是人工接地体。各种不同类型埋设在地下的金属构件或者管道等都可以称之为是自然接地体。与目前接地现状进行结合分析时，可以将其划分为正常和故障接地这两种不同类型，正常接地当中又可以将其划分为工作接地和安全接地。工作接地通常情况下是指由电流流过，对大气大地可以取代起到一定的代替作用，通常情况下没有或者只有非常小的不平衡电流流过，将其用来维持系统自身运行安全的接地，可以被称之为是工作接地。安全接地通常情况下是指没有任何电流流过对于事故能够起到一定防止作用的接地，比如防止触电的保护接地等故障。接地通常是指带电体以及大地相互之间存在的意外连接，比如接地短路等。

2 新材料在电力接地系统中的应用

接地装置对应的材料能够对整个接力系统的质量产生影响，接地材料的不同对于接地阻抗的大小是否可以达到标准要求，以及接地系统自身的是寿命是否可以得到延长等都会产生不同的影响。目前与实际情况进行结合分析时，发现变电站当中所使用的接地材料通常是以普通的钢镀钡钢为主，对于接地网而言，其自身长期处于腐蚀性的土壤环境当中，电化学腐蚀以及电网设备等，其自身造成的泄漏影响会导致整个接地体的截面越来越小，甚至会引起严重的断裂等问题，导致接地性能严重不良，无法满足热稳定提出的个性化要求。短路电流势必会对整个接地网造成严重的损害影响，促使站内出现严重的问题，不仅会导致整个主设备受到严重的损害影响，甚至而且还会导致人们的生命财产安全受到严重威胁[1]。在实际工程项目的建设中，为了从根本上保证接地网自身的良好抗腐蚀性以及延长其自身的寿命，可以适当的加大截面，在一些相对比较严重的腐蚀地区，由于截面过大会导致施工困难。镀锌的方式可以应用在一般地区，并不适合应用在含有重盐碱的地区，比如沿海地区或者化工厂等。防腐涂料在应用时，由于其自身的价格相对比较低，而且施工工艺比较简单，得到了广泛应用。

2.1 新型接地材料的优势特点

在电力接地系统的构建以及具体应用中，对于新材料的引进和利用具有一定的必然性，镀铜钢绞线在具体应用时，其自身的优势特点在整个电力接地系统中具有非常重要的作用。镀铜层本身具有一定的均匀性，具有良好的耐腐蚀性能，自身具有独特的合金层结构，促使其与铜相比，无论是在强度或者耐疲劳性等各方面都更加的具有优势。使用寿命也会有所延长，其自身的价格相对比较低，防盗性能也比较良好，可以在输配电线路或者变电站的各种不同类型接地系统中得到合理利用。

除此之外，铜镀钢接地棒也具有非常明显的优势特点，首先其自身具有良好的抗腐蚀性特点，与相关研究数据结果进行，结合美国国家标准局对全美128个经济系统当中的333个不同类型的接地极展开深入调查[2]。对36,500个样本进行对比分析，最终得出的结论是镀锌钢可以直接应用在阶级系统当中，铜镀钢接地棒可以应用在40a寿命的接地系统当中。镀层自身的厚度要求要保证在0.25mm，也就是要保证镀层厚度并不会低于0.25mm。这样做的根本目的是为了保证整个接地装置自身能够达到40a以上的寿命。其次，其自身的体积相对比较小，整个施工过程比较方便。在实践中，可以直接利用冲击钻以电动安装的方式和重锤机械安装方式为主。在安装时，可以结合现实要求利用微创式安装，并不需要对地表进行深入的开挖，以此来保证整个施工效率的全面有效提升。除此之外，可以对CT电阻起到良好的控制效果，接地及长度的增加，对于整个接地电阻而言可以起到良好的控制效果。同时其自身长度的增加，可以促使地方能够更加容易接触到地下含水层，保证整个接地组织能够实现进一步的降低。其自身的电感相对比较小，泄流能力比较强，带来的一系列冲击电阻小。与实际情况进行结合分析时，发现对电阻产生影响的主要原因是，接地体埋入到地面时，其自身的深度以及土壤导电性等都会受到影响[3]。由此可以看出，一旦达到相对比较深的地下长度时，可以对冲击电阻起到良好的控制效果。

2.2 其他新型材料的应用

与目前电力接地系统的整体应用现状进行结合分析时，发现在实践中如果环境土壤的电阻率过高或者处于干燥土壤条件下，其自身的场地面积受到严重限制影响。艾力高离子接地棒实际应用中得到合理利用，与艾力高G1M降阻剂进行搭配使用，这样不仅能够对整个接地建筑起到良好的稳定控制效果，而且能够为其提供低值的接地电阻作为支持。管内带有自然的电解盐，对周围土壤可以起到良好的缓释效果，对土壤的整个导电性也可以起到一定的改善作用，由于其自身具有独特的缓释技术，能够对电解盐整体使用时效起到一定延长效果[4]。电解盐本身具有一定的永久性特点，并不会出现任何的分解状态，以此来保证整个环境土壤电阻自身的稳定性。其自身还具有良好的吸湿性效果，不会出现任何的收缩，雷电流以及故障电流的消散能力过强，抗腐蚀性比较明显，所以在整个离子接地极可以实现正常使用。

3 新技术在电力接地系统中的应用

3.1 放热焊接原理

放热焊接可以被称之为是水泥熔接，并不需要外部电源或者热源作为基础，主要是对热熔焊接的化学反应进行合理利用，这样能够生成对应的高温铜溶液。与此同时，可以释放出对应的高热量，完成焊接。该技术是目前电力接地系统当中比的一种新型技术手段，在整体应用中由于其自身具有一定的优势特点，所以整体应用效果相对比较良好。放热焊接化学反应的整体速度相对比较快，只是单纯几秒就可以完成整个焊接过程。在引燃剂的影响下能够发生一系列化学反应生成温度，通常情况下会控制在2500～3500℃的范围之内。对于各种不同类型的金属或者具体尺寸进行焊接时，要结合形式要求的不同，对温度以及反应时间进行合理的控制。隔离垫片通常会促使焊粉能够实现有效的反应，流入到熔接枪当中，以此来完成焊接。

3.2 CADWELD与传统连接的对比

CADWELD焊接在具体应用时，其自身的整个焊接方式相对比较简单，并不需要通过外力电力或者设备等进行操作，直接以机械压接的方式对表面搭接进行焊接处理时，接头的中间位置处会有一定空隙容易受到工艺的限制影响。在整个接触交界面当中，并不是很平整，实际接触面与所连接的导体截面会受到一定影响。由于整个接触面并不是很均匀，导致其自身的接点、机械强度相对比较大。螺栓在连接时，各种连接工艺具有一定的缺陷问题，在这一基础上，对放热焊接进行具体应用时，可以实现交界面相互之间的有效融合，能够从根本上实现分子的结合。在焊接中并没有任何机械界面作为基础，在整个交界面当中，其自身的导电性能相对比较良好，同时过载力以及耐受高温能力等相对比较高，其自身的机械强度与导体具有一致性。放热焊接能够保证实现真正分子相互之间的有效结合，内部并不会出现任何的空隙，接头电阻与导体可以达成一致，焊接的整个过程具有便利性和快速性的特点，为焊接面的导电率可以提供有效保证。通过对CADWELD放热焊接工艺手段的合理利用，能够尽可能保持相对电阻，以此来保证焊接面整体导电率的提升。

3.3 CADWELD普通型内部结构

CADWELD模具在具体应用时，自身的最佳受使用寿命为50次，而熟练型的操作工可以适当的让模具使用寿命增加到100次。模具通常情况下是由石墨相互组合而成，对于环境而言，并不会造成任何的污染影响，其自身的体积相对比较小，重量只有0.5～1千克，比较方便日常携带。铜铜以及铜钢相互之间的焊接焊药主要是以氧化铜和铝为主，焊药可以实现无限期的存放。在整个焊药当中涉及到的成分，包括具有高纯度的金属铜粉等，焊接处具有一定的抗腐蚀性效果。与此同时，其在实践应用中能够实现航空运输，这样能够满足工程项目在规划和建设时提出的个性化需求。

4 结语

电力设备对于接地性能提出的要求越来越高，同度钢接地棒以及放压焊接技术等各种不同类型的信息材料和技术手段，逐渐被广泛应用。电力系统的整体发展形式相对比较良好，对于接地系统的运行安全和稳定性而言具有至关重要的影响，不仅能够从根本上保证施工效率的提升，而且能够保证整个接地系统在运行时的安全性和可靠性，这也是新型材料技术手段在实践中应用的意义。