專利名稱：一種電化學接地體的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及接地體防腐降阻技術，具體為一種電化學接地體。
背景技術：
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(zhì)大多不經(jīng)防腐處理，就是經(jīng)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(jīng)數(shù)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(zhì)、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(qū)，有的位于地下水豐富的地區(qū)，因而接地裝置中存在的問題與表現(xiàn)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(guī)程規(guī)定的指標(超標)；其次是接地電阻的阻值不夠穩(wěn)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(xiàn)了超標現(xiàn)象；還有就是接地體的腐蝕問題。前兩個問題多發(fā)生在山區(qū)，特別是位于巖石、風化巖、礫石等地質(zhì)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(qū)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(wěn)定主要是由于接地體所處環(huán)境的電阻率較高和腐蝕產(chǎn)物造成的。桿塔水平接地裝置的工頻接地電阻依下式計算Rgi=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(shù)，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(huán)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(fā)生改變，即不穩(wěn)定。
而且，由于腐蝕產(chǎn)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(wěn)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(chǎn)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(wěn)定，甚至發(fā)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(fā)生與發(fā)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(guī)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(wěn)定和接地體的腐蝕；產(chǎn)生這三個問題的主要原因在于接地體所處環(huán)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(tǒng)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(fā)現(xiàn)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(yōu)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。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種電化學接地體，它可延長使用壽命，防腐降阻效果好，且經(jīng)久耐用。
本實用新型的技術方案是一種電化學接地體，包括與引下線連接的接地體、與接地體相連的鎂合金帶狀陽極，接地體和鎂合金帶狀陽極同槽埋設。
所述接地體和鎂合金帶狀陽極周圍埋設有降阻劑。
所述鎂合金帶狀陽極中心設有鋼芯，通過鎂合金帶狀陽極的兩端鋼芯與接地體圓鋼(Ф10mm)焊接。
所述鎂合金帶狀陽極纏繞于接地體，兩端通過鋼芯與接地體焊接。
所述鎂合金帶狀陽極綁縛于接地體上。
本實用新型的有益效果是1.本實用新型電化學接地體是集傳統(tǒng)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。
2.本實用新型電化學接地體施工方便，傳統(tǒng)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(tǒng)的接地方式的施工基本相同，可適應工程需要。
3.本實用新型電化學接地體的一次性造價雖然較高，但使用壽命長、降阻效果明顯、穩(wěn)定，綜合的性能價格比高。
4.本實用新型電化學接地體可適用于各種地質(zhì)條件下的防雷接地，具有推廣價值，為在用桿塔接地體的建設改造提供了切實可行的、新的技術方案。


圖1為本實用新型電化學接地體裝置埋設示意圖。
圖2為本實用新型電化學接地體正面示意圖。
圖3為本實用新型電化學裝置平面示意圖。
圖4為本實用新型接地引下線連接示意圖。
圖5為本實用新型鎂合金帶狀陽極結構示意圖。
具體實施方式
如圖1～5所示，一種電化學接地體，包括與引下線1連接的接地體2、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，鎂合金帶狀陽極3中心設有鋼芯7，通過鎂合金帶狀陽極3的兩端鋼芯7與接地體2圓鋼(Ф10mm)焊接。本實用新型鎂合金帶狀陽極可以纏繞于接地體，兩端通過鋼芯與接地體焊接，也可以將鎂合金帶狀陽極綁縛于接地體上。
如圖2所示，引下線1兩端分別與桿塔5和接地體2相連，桿塔5下設四個塔腳6。如圖3所示，四個放射狀排布的接地體2上布置有鎂合金帶狀陽極3，四個塔腳6周圍的接地體2上布置有鎂合金帶狀陽極3。如圖4所示引下線1與桿塔5連接方式，螺栓14穿過孔13，將鐵塔主角鋼11、鍍鋅扁鋼12、鍍鋅墊圈15相連，鍍鋅扁鋼12通過雙面焊縫16與引下線1進行雙面焊接。
地槽8開挖符合要求后，先在槽底鋪入所需總量一半的降阻劑4，然后鋪設焊接好的圓鋼接地體2和鎂合金帶狀陽極3，再在其上面鋪用水拌和均勻的另一半降阻劑4，施工過程中降阻劑4內(nèi)不得混入泥土、沙石或雜物，最后在上面仔細地回填就地篩出或?qū)ｉT準備的細土并輕輕夯實，然后回填粗土、原土。施工完成后應測量接地電阻，若接地電阻未滿足要求，可適當延長接地體的長度并相應增加降阻劑用量。
電化學接地體施工完畢后，分別與四個塔腳6相連，發(fā)揮防雷接地作用。
在測量電化學接地體時，將其與四個塔腳6全部斷開，測量電化學接地體本身的接地電阻，考察其阻值和穩(wěn)定性。還要進行電化學接地體中圓鋼的保護電位測量，判斷長期處于潮濕、“極強”腐蝕環(huán)境中的圓鋼是否受到了有效保護；判斷的依據(jù)是國內(nèi)外通用的最小保護電位準則，這一準則規(guī)定當被保護對象的保護電位達到-0.85V或更負時(相對于Cu/CuSO4參比電極)，即達到了有效的保護，腐蝕速度可忽略不計。
施工完畢后，對電化學接地體進行定期測量，采用了電化學接地體之后，接地電阻均達到了規(guī)程規(guī)定的指標，解決了原來的傳統(tǒng)接地體存在的接地電阻阻值超標問題。
由測得的保護電位可以看出，電化學接地體中的傳統(tǒng)圓鋼都達到了比最小保護電位更負的值。這表明，雖然沒有對傳統(tǒng)圓鋼做其它的防腐處理(如鍍、浸鋅、鋁)，傳統(tǒng)圓鋼在“極強”的腐蝕環(huán)境中不會發(fā)生腐蝕，也不會因此而生成腐蝕產(chǎn)物、導致過渡電阻增大，達到預期的具有穩(wěn)定阻值的使用壽命是有把握的。
傳統(tǒng)的接地方式所用材料為普通碳鋼材料，來源廣泛，價格便宜，如能對它們存在的問題加以妥善解決，用它們做防雷接地的主體材料還是很合適的；其次，它已使用多年，并建立了相應的標準和規(guī)程，有標準和規(guī)程可依；還有，傳統(tǒng)的接地方式仍是桿塔防雷接地的主要方式，總體上是有效的、可行的，不能因其在某些情況下確實存在上述的三個問題，曾經(jīng)給線路的安全運行產(chǎn)生過影響而全盤否定它。
本實用新型電化學接地體由以下三部分構成(1)傳統(tǒng)的接地材料，如圓鋼、角鋼、扁鋼、鋼管等，它們的埋深與規(guī)程的規(guī)定一致。它們是導泄雷電荷和接地的主體，是雷電流入地的主要通道(也是“電化學接地體”中“電”字的含意)。調(diào)整傳統(tǒng)接地體的用量(長度)、布設方式等，可以改變接地電阻。
(2)降阻劑按以下配方，其組分及重量百分含量為SiO232.0～39.0％；CaSO425.2～7.0％；MgSO420.0～35.0％；Al2O37.1～8.7％；Mg(OH)28.0～3.4％；Na2SO44.2～2.0％；MgO 1.5～1.8％；CaO 1.0～1.7％；Fe2O30.7～0.8％；K2O 0.1～0.2％；Na2O 0.1～0.2％；TiO20.1～0.2％。
本實施例降阻劑的組分及重量百分含量為SiO232.0％；CaSO425.2％；MgSO420.0％；Al2O37.1％；Mg(OH)28.0％；Na2SO44.2％；MgO 1.5％；CaO 1.0％；Fe2O30.7％；K2O 0.1％；Na2O 0.1％；TiO20.1％。
將各組分粉末均勻混合后，得混合物，作為降阻劑直接施工，通過地下潮濕水氣使各組分相互作用，達到降阻的目的；或者，按質(zhì)量比混合物∶水＝1∶(2.5～4.5)加水攪拌均勻后作為降阻劑再施工。
(3)電負性活潑的合金組元。長期潮濕、極低電阻率的局部環(huán)境對于降阻及穩(wěn)定性是有利的，同時對于傳統(tǒng)接地材料的腐蝕過程的進行也是有利的。作為電化學接地體組成之一的電負性活潑的合金組元，它的作用不在于降阻(盡管它增大了傳統(tǒng)接地體的面積，也有些降阻作用，)而主要是在于防止傳統(tǒng)接地材料在“極強”的腐蝕環(huán)境中的腐蝕、防止腐蝕產(chǎn)物生成、過渡電阻增大，確保接地電阻的長期穩(wěn)定合格。
電負性活潑的合金組元對傳統(tǒng)接地材料能夠起到充分防腐作用的原理在于電化學保護中陰極保護(也是“電化學接地體”中“電化學”的含意)。
權利要求1.一種電化學接地體，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。
2.按照權利要求1所述電化學接地體，其特征在于所述接地體(2)和鎂合金帶狀陽極(3)周圍埋設有降阻劑(4)。
3.按照權利要求1所述電化學接地體，其特征在于所述鎂合金帶狀陽極(3)中心設有鋼芯(7)，通過鎂合金帶狀陽極(3)的兩端鋼芯(7)與接地體(2)焊接。
4.按照權利要求1所述電化學接地體，其特征在于所述鎂合金帶狀陽極(3)纏繞于接地體(2)，兩端通過鋼芯(7)與接地體(2)焊接。
5.按照權利要求1所述電化學接地體，其特征在于所述鎂合金帶狀陽極(3)綁縛于接地體(2)上。
專利摘要本實用新型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)。本實用新型電化學接地體是集傳統(tǒng)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。本實用新型電化學接地體施工方便，傳統(tǒng)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(tǒng)的接地方式的施工基本相同，可適應工程需要。
文檔編號C23F13/00GK2732759SQ20042007064
公開日2005年10月12日 申請日期2004年9月15日 優(yōu)先權日2004年9月15日
發(fā)明者常守文, 馬春蘭 申請人:馬春蘭, 常守文, 鄢德凱, 肖文