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降阻剂的降阻机理详情介绍

  • 发布者:金昊源防雷器材

    发布日期:2019年07月13日
  •               降阻剂的降阻机理详情介绍

    降阻剂是一种常用的防雷产品,作为一种辅助性材料使用,具有良好的消除接触电阻、降低土壤电阻率、增大接地体的有效截面等性能,目前已在接地工程中大量应用, 其降阻、 防腐性能稳定,效果良好,在防雷减灾事业中起到至关重要的作用。降阻剂用途十分广泛,用于国民经济的各个领域中。它用于电力、电信、建筑、广播、电视、铁路、公路、航空、水运、国防军工、冶金矿山、煤炭、石油、化工、纺织、医药卫生、文化教育等行业中的电气接地装置中                                      
     降阻机理
    土壤降阻剂的主要成分为导电性物质如盐类或固体导电粉末等,在实际施工时,将降阻剂填充在接地极周围,加水调成浆状物质,再回填土压实。降阻剂的降阻性能主要通过以下四个方面实现:
    1)降阻剂会向周围的土壤扩散和渗透,从而降低了接地极周围的土壤电阻率;
    2)降阻剂自身电阻率很低,填充在接地极周围后,相当于扩大了接地极的有效截面积;
    3)一些物理降阻剂和膨润土降阻剂会吸附在接地极表面,当在接地极周围施加降阻剂后,会减小甚至消除接地极的接触电阻;
    4)降阻剂具有很强的吸水性和保水性,长期稳定保持较低电阻率,使接地电阻稳定在低值状态而不受气候等环境因素影响。
       施工方法
    土壤降阻剂在应用施工时,根据接地网的敷设方式可分为两种施工方式:水平接地体施加土壤降阻剂和垂直接地体施加土壤降阻剂。测量人员根据接地网设计图纸对接地体埋设位置进行测量及定位后,对接地场地进行开挖,将沟槽底部的石块等杂物除去,整平场地后开始土壤降阻剂的施工工作。
    垂直接地体
    在垂直接地体周围施加降阻剂时,在开挖的接地坑底部应先回填部分细土,将圆形或方形模具垂直放入坑中,模具外侧用细土填实固定,将垂直接地极放置在模具中央,倒入配制好的土壤降阻剂,将模具拉出。在山岩等难以施工的环境进行接地时,可以采用深井接地,利用钻井机钻出孔径为80mm~150mm的深井,铺设好接地体后用压力泵将配制好的土壤降阻剂压入深井中,包覆厚度大于40mm
    接地极间按设计要求连结并做防腐处理。若采用焊接方式,须防虚焊。
    水平接地体
    在接地体敷设的位置挖一个深度高于0.8m的梯形沟槽,具体的尺寸根据设计要求而定。在水平接地体铺设和焊接完毕后,用金属支架将接地体垫起高于40mm。之后倒入已经与水混合均匀的土壤降阻剂,确保降阻剂将接地体包覆均匀,土壤降阻剂的包覆厚度大于40mm。检查无误后用细土进行回填并夯实回填土。 
       性能特点
    降低土壤电阻率
    降阻剂具有良好的扩散和渗透性能,可以有效降低接地体周围的土壤电阻率,但降阻剂的稳定性能和长效性能比较差,主要是因为其容易随雨水流失。一般化学降阻剂的扩散和渗透性能要优于其它型式的降阻剂。
    增大接地体有效截面
    降阻剂的使用可以有效地增加接地体的有效截面。一般固体类和膨润土类降阻剂要优于化学状和树脂状的降阻剂,因为化学状和树脂状的降阻剂对接地体的有效截面的增大效果会随着时间的推移变得越来越不明显。 
    消除接触电阻
    降阻剂自身电阻率很低,一般都小于5Ω·m,与土壤电阻率相比可以忽略不计。接地体的电阻由两部分组成,一是接地体和周围大地的电阻  ;另一是接地体与周围土壤的接触电阻  ,总电阻    的大小与接地体周围的土壤有关,土壤越松散,  越大,相反,土壤越紧实,  则越小。另外  还与电极表面状况有关,接地极表面越光滑,  越小;而表面越粗糙,  则越大。接地极生锈会导致表面变得粗糙,  相应地增大。施加某些物理降阻剂和膨润土类降阻剂后,  会逐渐增大,而化学和流质降阻剂不具备这方面的性能,甚至有些降阻剂会腐蚀电极而使 增大。
    良好的吸水性和保水性
    土壤的导电性能不仅与土壤中的金属离子有关,还与土壤的含水量有关。一些降阻剂如膨润土类降阻剂,具有较强的吸水性和保水性,吸水后体积膨胀并能保持充足的水分,使接地电阻保持稳定不受气候的影响。 
       存在问题

    对接地体的腐蚀问题
    一些降阻剂如化学降阻剂、矿渣降阻剂以及火山灰等类型,虽然降低接地体接触电阻的作用,但同时其对钢质接地体有严重的腐蚀作用,降阻效果也随时间推移而迅速下降,不利于防雷减灾事业的发展。 
    稳定性较差
    无机盐在水中溶解后,可以电离出很多金属离子,增加溶液的电导率,因而在化学降阻剂和流质降阻剂中加入大量的无机盐,可以增强导电性,降低防雷装置的接地电 阻。但降阻剂中的无机盐会随雨水迅速流失,使得接地电阻迅速反弹,稳定性较差。
    施工工艺问题
    降阻剂的效果不仅仅与自身的性能有关,还与防雷工程的合理施工以及正确工艺有密切的联系,比如施加方式、回填土、埋深等问题。如果施工不当,则可能对接地体产生严重的腐蚀作用,大大降低了降阻剂的效果,对整个防雷工程造成巨大的损失。
    产生环境污染
    降阻剂虽然可以起到降阻效果,保护人民生命财产免受损失,但同时其也含有诸如重金属等有毒物质,当其被埋入地下时,会造成地下水资源的污染,对动植物及人类健康造成严重威胁。 
       选用因素

     

    电阻率
    电阻率是衡量降阻剂降阻(ρ)效果的重要指标,降阻剂的降阻效果与ρ成反比。一般情况下,所选择的降阻剂的ρ值要比土壤低20倍以上。
    腐蚀性
    降阻剂的选择,要同时考虑对接地金属无腐蚀作用和保护接地装置不受腐蚀。一般在实验室试验中的对金属的表面腐蚀率不大于0.03mm/a,而在埋地中的表面平均腐蚀率不大于0.05mm/a,另外,在24h内可以完全凝固且呈弱酸性。
    稳定性和长效性
    选择使用降阻剂时应充分考虑其稳定性和长效性,因为有些降阻剂,如添加无机盐的降阻剂虽然具有较好的降阻效果,但很容易随雨水流失,其降阻效果逐渐降低,导致接地电阻回升。 
    对周围环境无污染
    使用降阻剂的目的是为了增加防雷工程的效果,保障人民生命财产安全,但如果选择的降阻剂对周围环境造成污染,对人类身体健康构成威胁,则显得得不偿失,因此应该优先选择无毒性的降阻剂。
    抗大电流冲击
    选择的降阻剂应能够耐受大电流冲击,且不出现炽热、自燃的情况,因为防雷接地装置正常工作时,其流散电流比较小,一般只有mA级到A级,而当其遭遇雷击时,所承受的电流可以增大到几万A甚至更高。
       使用情形
    降阻剂的使用在以下三种情况中常见;
    1)为降低工作接地、保护接地、雷电保护接地、防静电接地和抗干扰接地的接地装置接地电阻;
    2)为改善装置的品质和延长其使用寿命。适用于发电厂、变电站接地网、电力和通讯线路的杆塔接地,各类弱电设备的防雷和抗干扰接地、油库和其他易燃易爆品储藏及生产场所的接地。
    3)土壤不好,多沙石的地方。

     

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