鍍銅鋼系列
合金接地極
鍍錫銅系列
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放熱焊接系列
石墨烯系列
接地五金件變電站接地網(wǎng)性能比較與截面積選擇（二）
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2.技術(shù)比較
2.1性能比較
分別從導(dǎo)電性、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性等方面比較銅接地體與熱鍍鋅鋼接地體的差異。
2.1.1導(dǎo)電性能
銅和鋼在20?C時(shí)的電阻率分別是17.24×10-6（Ω·mm）和138×10-6（Ω·mm），因此銅的導(dǎo)電率是鋼的8倍。即，銅接地體導(dǎo)電性能較鋼接地體好。
2.1.2熱穩(wěn)定性
銅的熔點(diǎn)為1083?C，短路時(shí)最高允許溫度為450?C；而鋼的熔點(diǎn)為1510?C，短路時(shí)最高允許溫度為400?C。因此，接地體截面相同時(shí)，銅材熱穩(wěn)定性較好。同等熱穩(wěn)定性能時(shí)，鋼接地體所需的截面積為銅材的三倍。
2.1.3耐腐性
接地體的腐蝕主要有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種形式，在多數(shù)情況下，這兩種腐蝕同時(shí)存在。銅在土壤中的腐蝕速度大約是鋼材的1/10~1/50，是鍍鋅鋼的耐腐蝕性的3倍以上，而且電氣性能穩(wěn)定。
銅的表面會(huì)產(chǎn)生附著性極強(qiáng)的氧化物（銅綠），能夠?qū)?nèi)部的銅起很好的保護(hù)作用，阻斷腐蝕的形成。當(dāng)銅與其它金屬（鋼結(jié)構(gòu)、水管、氣管、電纜護(hù)套等）共存地下時(shí)，銅作為陰極不會(huì)受腐蝕，腐蝕的是后者。鋼材是逐層腐蝕，鍍鋅層具有一定的抗腐蝕性。
鋼接地體接頭部位經(jīng)過高溫電弧焊接加工后會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)腐蝕情況，一般最多只能保證10年。而銅腐蝕不存在點(diǎn)蝕情況，壽命較長。
可見，銅接地體的耐腐性顯著優(yōu)于鋼接地體。
目前我國變電所接地系統(tǒng)均存在不同的腐蝕問題，特別是有些運(yùn)行十年以上的變電所腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重。盡管在設(shè)計(jì)時(shí)各設(shè)計(jì)人員已通過增大接地極截面來考慮30年的防腐問題，在實(shí)際運(yùn)行中也采用部分開挖和測量接地電阻等方法來檢測腐蝕問題。但由于實(shí)際腐蝕情況更嚴(yán)重，以及鋼與銅的腐蝕機(jī)理不同，實(shí)施效果不太理想。
2.1.4銅接地體施工方便
設(shè)計(jì)推薦水平主網(wǎng)采用銅絞線，由于銅絞線柔性好，允許的彎度半徑小，所以拐彎方便，穿管容易。銅線的高機(jī)械強(qiáng)度，使其能夠成卷供貨，便于機(jī)械化施工。搭接處采用放熱焊接，操作方便，加快施工進(jìn)度，節(jié)省人工費(fèi)用，簡化施工工藝，更重要的是保證了銅接地網(wǎng)的連接質(zhì)量。
設(shè)計(jì)推薦垂直地網(wǎng)采用銅鍍鋼接地棒，由于接地棒截面大大小于角鋼，在作垂直接地施工方面工作量減小，并能垂直深入土壤，使通過加大垂直接地深度來降低接地電阻成為一種可能。
綜上所述，銅接地體與熱鍍鋅鋼接地體相比，銅接地體在導(dǎo)電性能、熱穩(wěn)定性能、耐腐蝕性、接點(diǎn)焊接質(zhì)量和施工便利方面有顯著的優(yōu)越性。
2.2截面選擇
2.2.1鋼接地體截面選擇
根據(jù)江蘇省電力公司蘇電生【2003】1097號文《關(guān)于明確變電站接地網(wǎng)部分技術(shù)問題的通知》：充分考慮電網(wǎng)的規(guī)劃發(fā)展規(guī)模，一般的500kV及220kV變電所中的主接地網(wǎng)采用60×8（截面480mm2）的鍍鋅扁鋼，接地引下線采用80×8（截面640mm2）的鍍鋅扁鋼。
2.2.2銅接地體截面選擇
忽略腐蝕的影響對銅接地體進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)，銅接地引下線的最小截面應(yīng)滿足下式：
式中：-接地引下線的最小截面，mm2；
-流過接地引下線的短路電流穩(wěn)定值，A（根據(jù)系統(tǒng)5～10年發(fā)展規(guī)劃，按系統(tǒng)最大運(yùn)行方式確定）；
-短路電流的等效持續(xù)時(shí)間，s；
-接地引下線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)材料的種類、性能及最高允許溫度和短路前接地引下線的初始溫度確定。
計(jì)算用故障電流原則上應(yīng)按變電所遠(yuǎn)景最大運(yùn)行方式、站內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)的故障電流，當(dāng)系統(tǒng)情況不是十分明確時(shí)，根據(jù)江蘇省電力公司有關(guān)文件，500kV系統(tǒng)單相接地短路電流按63kA設(shè)計(jì)，220kV單相接地短路電流按50kA設(shè)計(jì)。
短路等效持續(xù)時(shí)間
式中：-短路電流的等效持續(xù)時(shí)間，s；
-主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，s；
-斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，s；
-開關(guān)固有動(dòng)作時(shí)間，s；
目前江蘇省220kV系統(tǒng)線路保護(hù)配置基本采用"11，901"系列保護(hù)，各套裝置均設(shè)有高頻、距離和零序電流保護(hù)。距離保護(hù)和零序保護(hù)各有三段，后備保護(hù)為近后備。
根據(jù)系統(tǒng)保護(hù)整定時(shí)間，短路等效持續(xù)時(shí)間500kV系統(tǒng)建議取0.35秒，220kV系統(tǒng)取0.6秒。
由規(guī)程DL/T621－1997《交流電氣裝置的接地規(guī)程》附錄C表C1查得銅的熱穩(wěn)定系數(shù)為210，則銅接地引下線的截面計(jì)算如下（單位：mm2）：
對500kV系統(tǒng)
對220kV系統(tǒng)
根據(jù)電纜廠提供的產(chǎn)品樣本，一般選用的銅接地體規(guī)格有25mm2、50mm2、75mm2、95mm2、120mm2、150mm2、240mm2等多種不同型號的多股裸銅線和銅排。
考慮腐蝕因素，并留有充分的裕度，500kV變電所和220kV變電所銅接地引下線的截面均取200mm2（銅排）。水平接地網(wǎng)截面按照《交流電氣裝置的接地》（DL/T621-1997）規(guī)定，取接地引下線的75％，即水平接地體截面取150mm2（裸銅絞線）。
綜上所述，銅接地體的截面顯著小于鋼接地體。
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