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铜包钢接地材料综合性能比较

目前普遍采用的接地材料是铜包钢,尤其是铜包钢接地棒因其综合性能能好而被广泛用于接地材料。
铜包钢接地材料综合性能比较
1.铜导体
 裸铜是常用的接地导体,除了具有很好的导电性外,铜导体还具有耐地下腐蚀的优点,因为相对于其他可能的埋在地下的金属,铜是阴极,但是铜接地体的热稳定性较差,还会造成重金属污染。在北美,电镀铜的钢棒即咱们常说的铜包钢接地棒、常用作垂直接地体或接地网的导体。
2.镀锌扁铁
 镀锌钢用作接地网材料,在很常见,主要是其造价相对较低,热稳定性较好,且受传统思维束缚。当然我们应该充分注意接地网本身的腐蚀,地网的导电性及后期带来的维护费用。据有关文献表明,铜材和钢材的截面积比为1:3;电阻率比为1:8。
3铜包钢导体
 独的铜接地导体比较昂贵,同时钢性差(热稳定性差)用于垂直接地极时,只能采用钻机钻孔的方式施工(施工麻烦)。目前上采用特殊工艺制成的电镀铜的钢导体即铜包钢接地棒广泛作用于接地装置及变电站垂直接地极接地线。
 过去由于加工工艺问题,只能将铜层压扎在钢导体上形成铜包钢导体,这种铜包钢导体虽比镀锌钢耐腐蚀,但由于工艺问题使得铜层和钢导体之间存在缝隙,(在通电情况下会产生原电磁反应)因而铜包钢接地导体已被电镀铜的钢接地体逐步取代,相比铜包钢接地导体,电镀铜的钢接地体具有很好的防腐性能,但其加工工艺要求很高,英国BS7430和美国的Ul467标准规定电镀铜接地导体的铜镀层要求至少为0.25毫米。目前只有为数不多的几家公司能达到这一要求,如河南凯威电气公司,美国的艾力高公司等。
 铜包钢接地棒、接地极是用特殊的电镀技术将99.9%的纯铜均用覆盖到低碳钢芯上,使铜与钢完全分子结合。它具有铜层厚,粘合度好,不剥离等特点。它的优点是抗拉强度大,耐腐蚀性强,有稳定的低电阻及良好的可塑性,既有铜等同的性能又兼有钢材特性。
 铜包钢接地棒、接地极深埋地下后无论是自然腐蚀或是电化学反应都有极强的保护性。接地棒与接地线连接采用热熔焊接,使接地装置完全处在铜的保护之下,成为真正的免维护接地装置。
 我国普遍使用的接地材料有镀锌钢、纯铜、铜覆钢等,其中镀锌钢使用范围达到90%以上。这是由于我国铜资源不丰富和沿用前苏联技术体系造成的,而欧美等西方则普遍使用铜质接地网或铜覆钢接地网。随着技术进步及对电网服役可靠性要求提高,我国目前一些重点或大型项目也逐步开始采用铜质或铜覆钢接地材料铺设接地网。铜质或铜覆钢接地材料的连接普遍采用的方法是放热焊(即热剂焊,在电力行业内沿用直译为放热焊)。放热焊是通过引燃剂(或电火花)引燃焊剂,焊剂发生氧化还原反应放出大量热量并同时还原出填充金属的焊接方式,填充金属终在模腔里冷却形成接头,属于自蔓延高温合成技术的一种。放热焊焊接速度快、操作简便、设备简单,是野外施工高效、简便的连接方式。电气连接用放热焊技术在系统研究较少,目前高端产品均为引进国外,如Erico、Gamma等,国产的如凯威热熔焊KAIWEIWELD。
材料的综合比较
 目前,铜的价格约为钢材的10倍,铜和钢接地网各有优缺点,钢的热稳定性比铜好,且经济,一般使用寿命为10~15年,但要考虑后期维护和地网的运行安全。铜的导电和抗腐蚀性比钢强,采用铜接地时接地导体不用考虑腐蚀,因此,接地导体只要满足热稳定性要求就可以,另外,采用铜接地网无后期维护费用,但是造价较高。
 从性能上分析,铜材的导电率约为钢材的8倍,因此,铜截面可选得比钢材小,铜材的抗腐蚀性能优于钢材,在同等条件下,其使用寿命比钢材长,从长远利益看采用铜导体减少了由于接地材料腐蚀引起的接地电阻升高,换接地材料等不利因素和费用加,年平均费用低,但是价格高和热稳定性差。目前普遍采用的接地网材料是铜和钢两种,而国外大部分采用铜及铜包钢导体,尤其是铜包钢接地棒因其综合性能能好而被广泛用于接地材料。
 

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