防雷接地系統常用材料分析

防雷接地系統運行的長效性和穩定性不僅與當地的土質環境有關，關鍵在于接地材觸。

合理選擇和布局。除了要考慮接地材料本身的導電泄流性能外，還要考慮其在土壤中的運

行狀況。必要時對不理想的土壤環境進行改善，以確定防雷接地系統的正常運行。本文將對常用的防雷接地材料、防雷降阻材料、防腐材料進行了性能上的研究，有利于在實際工程應用中對接的材料的選擇。

鋼接地材料與銅接地材料性能比較：目前，我國大多采用鋼材作為接地材料，以熱鍍鋅鋼為主，歐美國家則主要采用銅材作為接地材料。但多年運行經驗表明，鋼材料并不是理想的接地材料，在導電性能、熱穩定性能及耐腐蝕性能方面都不如銅材料。但是銅材料在國內應用時間較短，價格較貴，應用較少。

1. 導電性

銅和鋼在200℃時的電阻率相差很大，.若銅的受電率為100%, 則標準1020鋼的導電率僅為10. 8%, 銅的導電率是鋼的 10 倍左右。為了增強鋼線的導電率，常采用在鋼線外鍍上一層銅。常用的鍍銅鋼絞線有30%導電率鍍銅鋼絞線和40%導電率鍍銅鋼絞線，導電率分別為30%和40%, 均遠比鋼接地體好。特別是在集膚效應下，高頻時鍍銅鋼絞線導電性能遠遠優于純鋼絞線。因此銅接地體導電性能較鋼接地體好。

2. 熱穩定性

銅的熔點為1083℃, 短路時最高允許溫度為450℃; 鋼的熔點為1510℃, 短路時最高允許溫度為400℃.因此，在接地體截面相同時，銅接地體熱穩定性較好。并且在同等熱穩定性能下，鋼接地體所需的截面積為銅線的3倍，是30%鍍銅鋼絞線的2. 5倍，是40%鍍銅鋼絞線的2. 8倍。因此銅接地體的熱穩定性比鋼接地體好。

3. 耐腐蝕性

防雷接地體的腐蝕主要有化學腐蝕和電化學腐蝕兩種形式。一般情況下，這兩種腐蝕同時存在。銅在土壤中的腐蝕速度大約是鋼的1/10~1/50, 其耐腐蝕性是鍍鋅鋼的的3倍以上，而且電氣性能穩定。銅與空氣接觸時，銅的表面會產生附著性極強的氧化物（銅綠），能夠對內部的銅起很好的保護作用，阻斷腐蝕的進一步形成。當銅與其他金屬共同作為接地體存在時，在電化學腐蝕中銅作為陰極不會受腐蝕，能夠對銅接地體進行有效保護。而鋼材則會逐層腐蝕，鍍鋅層具有一定的抗腐蝕性，但效果遠不如銅接地體。

鋼接地體接頭部位經過高溫電弧焊接加工后會出現點腐蝕情況，一般最多只能保證10年的正常運行年限。而銅接地體不存在點蝕情況，壽命較長。

可見，銅接地體的耐腐性顯著優于鋼接地體。一般情況下，在測量接地電阻時，很難發現接地網腐蝕問題。但是一旦接地體通過較大的故障電流，由于接地體截面太小容易熔斷，會導致故障電流不能通過接地網順利泄入大地，從而導致地電位升高而出現“反擊”現象，造成直流、保護、通信、信號等二次設備和低壓系統故障和損壞，甚至造成變壓器等重要設備損壞。

目前我國變電所防雷接地系統均存在不同的腐蝕問題，特別是運行10年以上的變電所接地系統腐蝕相當嚴重。盡管在最初設計時設計人員已通過增大防雷接地極截面來考慮30年的防腐問題，在實際運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，但由于各種不確定因素及復雜的地質條件導致實際腐蝕情況更嚴重，防腐效果不理想。