CN100372177C - 一种电化学接地体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及接地体防腐降阻技术，具体为一种电化学接地体，具有与引下线(1)连接的接地体(2)，还设有与接地体(2)相连的镁合金带状阳极(3)，接地体(2)和镁合金带状阳极(3)同槽埋设，接地体(2)和镁合金带状阳极(3)周围埋设有降阻剂(4)。本发明电化学接地体是集传统的接地方式、降阻剂技术、阴极保护原理于一体的新型接地体，具有低阻值、长效性、无腐蚀等显著特点。本发明电化学接地体施工方便，传统接地材料、降阻剂和电负性活泼的合金组元三位一体同沟敷设，与传统的接地方式的施工基本相同，可适应工程需要。

Description

一种电化学接地体

技术领域

本发明涉及接地体防腐降阻技术，具体为一种电化学接地体。

背景技术

接地装置是电压保护装置及建筑物安全的重要组成部分，目前电力输送塔或高层建筑物的接地体采用金属材料，因长年埋于地下，这类材质大多不经防腐处理，就是经防腐处理的接地装置，也不能从根本上阻止其锈蚀过程或只能在一定程度减缓腐蚀作用，特别是埋入地下部分的腐蚀程度很难判断，经数年后需用挖出来接地体检查的方法来完成，这样工作量特大，也不方便。

架空线路杆塔分布在复杂的地质、地理条件下，有的座落在崇山峻岭的山顶和山坡、山沟，有的座落在平原、沼泽，有的位于干旱少雨的地区，有的位于地下水丰富的地区，因而接地装置中存在的问题与表现形式也不尽相同，但归结起来，主要有以下三个主要问题：

首先是接地电阻超过了规程规定的指标(超标)；其次是接地电阻的阻值不够稳定，有时竣工时是合格的，但运行一定周期后，接地电阻增大，出现了超标现象；还有就是接地体的腐蚀问题。前两个问题多发生在山区，特别是位于岩石、风化岩、砾石等地质条件的山顶和山坡上的那些接地装置；后一个问题是普遍存在的，只是在干旱少雨的地区和存水性很差的山顶、山坡腐蚀问题不那么严重，但肯定也有，而在盐碱地、沼泽地，如辽河平原，接地体的腐蚀问题很突出。

超标和接地电阻的不稳定主要是由于接地体所处环境的电阻率较高和腐蚀产物造成的。杆塔水平接地装置的工频接地电阻依下式计算：

$R_{\mathrm{gj}}=\frac{\mathrm{\ρ}}{2\mathrm{\πL}}(\ln \frac{L^2}{\mathrm{hd}1}+B)---\left(1\right)$

R_gj：工频接地电阻，Ω；ρ：土壤电阻率，Ω·m；

L：水平接地体的长度，m；h：水平接地体的埋深，m；

d1：水平接地体的直径，m；B：形状系数，四角放射时B＝1.76

由上式可见，当接地体的长度、直径、埋深和敷设形状一定时，接地电阻完全由接地体所处环境的电阻率决定，土壤电阻率越高，接地电阻越大，土壤电阻率变化、波动、接地电阻随之发生改变，即不稳定。

而且，由于腐蚀产物的生成，增大了接地体与土壤之间的过渡电阻，促使接地电阻升高、不稳定。

在盐碱、沼泽地，由于土壤电阻率较低，接地电阻的超标问题通常不是主要矛盾，而腐蚀问题不容忽视。腐蚀生成的产物不仅增大过渡电阻，而且腐蚀过程的不断进行会使接地体的尺寸(直径)不断变小、引下线的截面积不断变小，不能满足短路电流的热稳定，甚至发生腐蚀断开，造成杆塔丧失接地的安全隐患。

接地体腐蚀过程的发生与发展，通常是由于氧的去极化、硫酸盐还原菌、供氧差异腐蚀电池的作用，有时还会有杂散电流的作用。

综上所述，除了施工不规范及接地体被盗损等人为因素之外，架空输电线路杆塔接地装置中存在的主要问题是阻值超标、阻值不稳定和接地体的腐蚀；产生这三个问题的主要原因在于接地体所处环境的电阻率较高和电化学腐蚀过程的不断进行。

杆塔接地中存在的问题影响了架空输电线路的安全运行，引起了人们的重视，寻求各种解决办法。

传统的接地方式是使用多年、而且目前仍广为采用的一种方式；尽管在使用中发现了一些问题、影响了防雷接地的效果，但它的总体效果、以及造价较低、施工较方便等优点还是比较显著的。铜包钢、锌包钢等方案对于解决接地体的腐蚀问题虽然有效，但其造价较高，在一定程度上影响了它们的推广使用。

降阻剂，包括化学降阻剂和物理降阻剂，对于解决高土壤电阻率地质条件下的降阻问题是必要的和可行的、有理论依据的；只是高盐型化学降阻剂随着盐成分中各种离子的淋失、扩散，降阻效果周期短、不稳定，高盐型化学降阻剂对传统接地体(园钢、角钢、扁钢等)的腐蚀往往很严重。这是化学降阻剂某些产品的问题，而不是降阻剂技术的问题。

高密度石墨是一种非金属材料，故不存在腐蚀问题，由于它是一种新产品、新技术，老化周期有待长期考察，造价较高；有时仍需与降阻剂配合使用。

牺牲阳极式阴极保护具有悠久的发展历史，成功地用于防止水介质、土壤介质中金属构件的电化学腐蚀，同时，牺牲阳极本身也是接地体，也具有降低构件(如燃料油地下管道)的接地电阻的作用。但是，经过一段时间的努力和实践之后，发现利用这种方案降阻，特别是利用其降低高土壤电阻率地质条件下，如岩石山的山坡、山顶处杆塔的接地电阻是不够合理、不够经济的。

这种方案的不够合理之处，首先在于它与世界上许多国家关于土壤电阻率与土壤腐蚀性的分级标准(表1)不符。按照这个分级标准，那些干旱少雨、山坡、山顶的岩石地区，土壤电阻率高达一千欧姆米以上，在这样的地质条件下，完全可以不考虑传统接地体的腐蚀消耗问题，没有必要采用牺牲阳极对传统接地体进行阴极保护。

表1土壤电阻率与土壤腐蚀性(Ω·m)

腐蚀性	中国	前苏联	英国	日本	美国(1)	美国(2)	美国(3)	法国
									极强强中等弱很弱	＜2020～50＞50	＜55～1010～2020～100＞100	＜99～2323～5050～100＞1000	＜2020～4545～60＞60	＜1010～100100～1000＞1000	＜7.57.5～100＞100	＜2020～4545～6060～100	＜55～1515～25＞30

其次在于该方案与我国的SY/T0019-97第3.0.5条的规定不符，该条规定：“当土壤电阻率大于100欧姆米时，不宜采用牺牲阳极”。那么，在土壤电阻率往往在一千以上，甚至高达三、五千欧姆米的山坡、山顶处，显然更不应该采用牺牲阳极了。

第三，在盐碱、沼泽地区、地下水丰富的地区，土壤电阻率往往较低，在这种条件下，可以考虑采用牺牲阳极式阴极保护，但这时的牺牲阳极的作用主要地是防止传统接地体的腐蚀，而绝不是起重要的降阻作用；况且在土壤电阻率较低的地区，如盘锦、营口等地，一般说来，超标不是主要问题，传统接地体的腐蚀，以及由腐蚀带来的一系列问题才是主要矛盾。牺牲阳极的意义在于防腐，而不在于降阻。

所谓不够经济，是因为单支牺牲阳极的接地电阻在高土壤电阻率地区通常是很高的，要想用这种方案使超标的接地电阻降下来，必须使用许多支镁或锌等有色金属合金阳极，而且需要成组地使用，这类阳极的价格比传统接地材料贵很多，降阻阳极的数量增大，会导致成本显著增大，工程造价很可能令人难以接受。

单支牺牲阳极的接地电阻依下计算：

$R_H=\frac{\mathrm{\ρ}}{2\mathrm{\πL}}(\ln \frac{2\mathrm{La}}{D}+\frac{1}{2}\ln \frac{L}{2t}+\frac{\mathrm{\ρa}}{\mathrm{\ρ}}\ln \frac{D}{d})---\left(2\right)$

$R_V=\frac{\mathrm{\ρ}}{2\mathrm{\πL}}(\ln \frac{2\mathrm{La}}{D}+\frac{1}{2}\ln \frac{4t+\mathrm{La}}{4t-L}+\frac{\mathrm{\ρa}}{\mathrm{\ρ}}\ln \frac{D}{d})---\left(3\right)$

式中，R_H、R_V分别为有填包料的水平式和立式单支牺牲阳极的接地电阻，Ω；ρ为牺牲阳极所处环境的土壤电阻率，Ω·m；ρa为阳极填包料的电阻率，Ω·m；L为牺牲阳极的长度，m；La为牺牲阳极填包料柱长度，m；d为牺牲阳极等效直径(d＝c/π，c为边长)，m；D为填包料柱的直径，m；t为阳极中心至地面的距离，m；

组合式牺牲阳极(组)的接地电阻依下式计算：

式中，R_组为阳极组总的接地电阻，Ω；R_单为单支阳极的接地电阻，Ω；n为阳极组的阳极支数；K为修正系数(大于1，与阳极长度(规格)、间距、支数有关)。

我们曾选择220kv辽北线22#塔(抚顺前甸)作为牺牲阳极式阴极保护降阻方案的试验现场，此处的土壤电阻率为628欧姆米，当时该塔的接地电阻为67欧姆，按电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、DL/T621-1997《交流电气装置的接地》规定，此处的接地电阻应小于20欧姆，实际的接地电阻至少超标37欧姆。

现在，用牺牲阳极式阴极保护方案进行降阻，使其达到上述规程规定的指标，需要确定使用多少支阳极才能达到目的。这里又需要阳极填包料厚度、阳极规格等参数的选择。按阴极保护工程的通常做法，厚度分别选定为5cm和10cm两种情况，阳极规格选定11kg/支，水平埋设深度为1m，Pa取1欧姆米，L、La为0.72米，d＝0.12米，p＝628欧姆米，按(2)式计算得出，在上述地质条件下，填包料厚度为5厘米时，单支阳极的接地电阻R_单＝227欧姆；厚度为10厘米时，R_单＝190欧姆，可见单支阳极的接地电阻是很高的。要想用该方案降阻到规程要求的阻值之内，必须得用很多支。

依(4)式计算，R_单＝227欧姆时，至少需要20支规格为11kg/支的牺牲阳极，才能使接地电阻降到17欧姆(＜20欧姆)(阳极间距为2米，修正系数K＝2.5)。20支阳极的重量为220kg。按现行价格23元/kg计算，仅降阻阳极本身的材料费就是5060元。如果再将降阻阳极必须配备的填包料、电缆、热缩管、焊接等材料费，以及土方、预制、表面处理、施工安装的人工费、运费等考虑在内，这种条件下的一基塔，用这种方案降阻，总的造价将近万元；如果土壤电阻率比选定的条件(P＝628欧姆米)更高，造价会随之更高。

如果加大阳极填包料的厚度，使之达到10厘米，那么降阻阳极本身的材料费也再4550元左右(18支×11kg/支×23元/kg)，此时尚未计及其它费用。

综上所述，牺牲阳极式阴极保护虽然有降低接地电阻的作用，但用这种方式，用有色金属合金材料降阻，造价太高，性能价格比明显不合理。

如果为了降低造价、少用阳极支数，那么这种方案的降阻效果就会达不到预期目标值；如果加大传统接地体的用量，从而少用牺牲阳极、降低造价，那么牺牲阳极在降阻方面只起点缀作用，主要地是起阴极保护作用；而如前所述，在高土壤电阻率的地质条件下，不应该采用牺牲阳极。

低阻值也不是越低越好，尽管可以做到很低，但还是应该以现行规程规定的指标和生产部门针对某些因素的考虑而提出的具体指标为依据，低阻值应该是低于这样指标的值。譬如，当土壤电阻率在500～1000欧姆米时，规程规定接地电阻应小于20欧姆，如果研制出的接地体能够做到长期稳定在17欧姆，可以说便是成功的；而不必一定要做到一点几欧，然后留有反弹的空间，除非生产部门有特殊要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电化学接地体，它可延长使用寿命，防腐降阻效果好，且经久耐用。

本发明的技术方案是：

一种电化学接地体，具有与引下线连接的接地体，还设有与接地体相连的镁合金带状阳极，接地体和镁合金带状阳极同槽埋设。

所述接地体和镁合金带状阳极周围埋设有降阻剂。

所述降阻剂的组分及重量百分含量为：SiO₂ 32.0～39.0％；CaSO₄ 25.2～7.0％；MgSO₄ 20.0～35.0％；Al₂O₃ 7.1～8.7％；Mg(OH)₂ 8.0～3.4％；Na₂SO₄ 4.2～2.0％；MgO 1.5～1.8％；CaO 1.0～1.7％；Fe₂O₃ 0.7～0.8％；K₂O 0.1～0.2％；Na₂O 0.1～0.2％；TiO₂ 0.1～0.2％。

所述降阻剂的制备是：将各组分粉末均匀混合后，得混合物，作为降阻剂直接施工，通过地下潮湿水气使各组分相互作用，达到降阻的目的。

所述降阻剂的制备是：先将各组分粉末均匀混合后，得混合物，然后按质量比混合物∶水＝1∶(2.5～4.5)加水搅拌均匀后作为降阻剂施工。

所述镁合金带状阳极中心设有钢芯，通过镁合金带状阳极的两端钢芯与接地体(Φ10mm)焊接。

所述镁合金带状阳极缠绕于接地体，两端通过钢芯与接地体焊接。

所述镁合金带状阳极绑缚于接地体上。

本发明的有益效果是：

1、本发明电化学接地体是集传统的接地方式、降阻剂技术、阴极保护原理于一体的新型接地体，具有低阻值、长效性、无腐蚀等显著特点。

2、本发明降阻剂降阻效果显著，而且稳定。

3、本发明电化学接地体施工方便，传统接地材料、降阻剂和电负性活泼的合金组元三位一体同沟敷设，与传统的接地方式的施工基本相同，可适应工程需要。

4、本发明电化学接地体的一次性造价虽然较高，但使用寿命长、降阻效果明显、稳定，综合的性能价格比高。

5、本发明电化学接地体可适用于各种地质条件下的防雷接地，具有推广价值，为在用杆塔接地体的建设改造提供了切实可行的、新的技术方案。

附图说明

图1为本发明电化学接地体装置埋设示意图。

图2为本发明电化学接地体正面示意图。

图3为本发明电化学装置平面示意图。

图4为本发明接地引下线连接示意图。

图5为本发明镁合金带状阳极结构示意图。

具体实施方式

如图1～5所示，一种电化学接地体，包括与引下线1连接的接地体2、与接地体2相连的镁合金带状阳极3，接地体2和镁合金带状阳极3同槽埋设，接地体2和镁合金带状阳极3周围埋设有降阻剂4，镁合金带状阳极3中心设有钢芯7，通过镁合金带状阳极3的两端钢芯7与接地体2圆钢(Φ10mm)焊接。本发明镁合金带状阳极可以缠绕于接地体，两端通过钢芯与接地体焊接，也可以将镁合金带状阳极绑缚于接地体上。

如图2所示，引下线1两端分别与杆塔5和接地体2相连，杆塔5下设四个塔脚6。如图3所示，四个放射状排布的接地体2上布置有镁合金带状阳极3，四个塔脚6周围的接地体2上布置有镁合金带状阳极3。如图4所示引下线1与杆塔5连接方式，螺栓14穿过孔13，将铁塔主角钢11、镀锌扁钢12、镀锌垫圈15相连，镀锌扁钢12通过双面焊缝16与引下线1进行双面焊接。

地槽8开挖符合要求后，先在槽底铺入所需总量一半的降阻剂4，然后铺设焊接好的圆钢接地体2和镁合金带状阳极3，再在其上面铺用水拌和均匀的另一半降阻剂4，施工过程中降阻剂4内不得混入泥土、沙石或杂物，最后在上面仔细地回填就地筛出或专门准备的细土并轻轻夯实，然后回填粗土、原土。施工完成后应测量接地电阻，若接地电阻未满足要求，可适当延长接地体的长度并相应增加降阻剂用量。

本发明电化学接地体的研制过程如下：

根据对目前接地装置中存在的问题及其原因分析，根据对目前解决这些问题的各种方案的分析、比较，采取如下的技术路线研究低阻值长效接地体。

1、继承和完善传统的接地方式

传统的接地方式所用材料为普通碳钢材料，来源广泛，价格便宜，如能对它们存在的问题加以妥善解决，用它们做防雷接地的主体材料还是很合适的；其次，它已使用多年，并建立了相应的标准和规程，有标准和规程可依；还有，传统的接地方式仍是杆塔防雷接地的主要方式，总体上是有效的、可行的，不能因其在某些情况下确实存在上述的三个问题，曾经给线路的安全运行产生过影响而全盘否定它。

2、应该研制和采用性能好的化学降阻剂

因为采用降阻剂的理论依据是充分的。一个与地面平齐的处于均匀土壤中的半球形接地体，它的接地电阻可定义为由该接地体到无穷远处的土壤的总电阻：

$R=\underset{a}{\overset{\∞}{\∫}}\frac{\mathrm{\ρdr}}{{2\mathrm{\πr}}^2}=\frac{\mathrm{\ρ}}{2\mathrm{\π}}\frac{1}{r}{|}_a^{\∞}=\frac{\mathrm{\ρ}}{2\mathrm{\πa}}---\left(5\right)$

(5)式表明，该半球形接地体的接地电阻，与土壤电阻率ρ和半径a有关，ρ越高、a越小，则接地电阻R越大；反之亦然。如果采用电阻率很低的降阻剂包覆在接地体的周围，可以增大接地体的等效半径a′，从理论上讲是可以达到显著的降阻目的的。

另外，如果不是考虑接地体表面到无穷远处，而是考虑由接地体的表面到距其某一距离r的接地电阻R′，则有

$R^{\′}=\underset{a}{\overset{r}{\∫}}\frac{\mathrm{\ρda}}{{2\mathrm{\πr}}^2}=\frac{\mathrm{\ρ}}{2\mathrm{\π}}(\frac{1}{a}-\frac{1}{r})=\frac{\mathrm{\ρ}}{2\mathrm{\πa}}(1-\frac{a}{r})=R(1-\frac{a}{r})---\left(6\right)$

令r＝100a，则有

R′＝0.99R                      (7)

(7)式表明，R′占R的99％，也就是说，由接地体的表面到接地极半径100倍处，这之间的土壤(介质)对接地电阻的影响起相当大的作用；至于更远处有多少地下水、有多大面积的低土壤电阻率的土地，对接地电阻的影响是不大的了。所以，用降阻剂改善接地体周围的土壤，对于降低接地电阻应该是可行而有效的。

重要而现实的问题是，研制和采用什么样的化学降阻剂，才能使接地电阻既低而又稳定。

3、采用化学降阻剂降阻之后，必须采取可靠措施防止传统接地材料的腐蚀问题

依前面的表1，各国关于土壤电阻率与土壤腐蚀性的分级标准，当土壤电阻率大于100欧姆米时，土壤(介质)的腐蚀性属于“很弱”了。因此，在土壤电阻率往往高达一千甚至三、五千欧姆米的山顶、山坡处，传统接地材料的腐蚀问题虽然也会有，但腐蚀程度通常不是很严重。

而为了解决这种地质条件下的接地电阻往往超标的问题，而不得不采用化学降阻剂之后，传统接地体材料所处的局部环境的腐蚀性将变得十分苛刻。因为在武汉高压研究所等单位负责起草的《接地降阻剂暂行技术条件》(1991年5月)中，规定降阻剂的电阻率应小于5欧姆米。也就是说，采用降阻剂之后，传统的接地体材料处于电阻率小于5欧姆米的局部环境中，按照前面表1的分级标准，这一局部环境的腐蚀性属于“极强”，如果不能有效解决“极强”的腐蚀性带来的严重腐蚀问题，就无法保证接地体的有效使用年限和腐蚀产物对接地电阻稳定性的影响。

根据这一技术路线，研制了一种新型的低阻值长效接地体——电化学接地体。

电化学接地体由以下三部分构成：

(1)传统的接地材料，如圆钢、角钢、扁钢、钢管等，它们的埋深与规程的规定一致。它们是导泄雷电荷和接地的主体，是雷电流入地的主要通道(也是“电化学接地体”中“电”字的含意)。调整传统接地体的用量(长度)、布设方式等，可以改变接地电阻。

(2)研制的一种吸水、保水性很强的新型化学降阻剂。它的主要成分及重量百分含量为：SiO₂ 32.0～39.0％；CaSO₄ 25.2～7.0％；MgSO₄ 20.0～35.0％；Al₂O₃7.1～8.7％；Mg(OH)₂ 8.0～3.4％；Na₂SO₄ 4.2～2.0％；MgO 1.5～1.8％；CaO 1.0～1.7％；Fe₂O₃ 0.7～0.8％；K₂O 0.1～0.2％；Na₂O 0.1～0.2％；TiO₂ 0.1～0.2％。

将各组分粉末均匀混合后，得混合物，作为降阻剂直接施工，通过地下潮湿水气使各组分相互作用，达到降阻的目的；或者，按质量比混合物∶水＝1∶(2.5～4.5)加水搅拌均匀后作为降阻剂再施工。

它的电阻率小于1欧姆米，符合上述《技术条件》的要求，能吸收、保持自身重量4倍左右的水，为传统接地体提供了一个长期潮湿的局部环境，这是本发明化学降阻剂、乃至电化学接地体稳定性和长效性的重要基础之一，它的电阻率如此之低，可显著增大接地体的等效直径，构成低阻值的重要基础。通过调整这种化学降阻剂的用量、包覆方式、部分配比，可以显著改变接地电阻，使之达到各种不同条件下所要求或规定的阻值(也是“电化学接地体”中“化学”的含意)。

(3)电负性活泼的合金组元(镁合金带状阳极)。长期潮湿、极低电阻率的局部环境对于降阻及稳定性是有利的，同时对于传统接地材料的腐蚀过程的进行也是有利的。作为电化学接地体组成之一的电负性活泼的合金组元，它的作用不在于降阻(尽管它增大了传统接地体的面积，也有些降阻作用，)而主要是在于防止传统接地材料在“极强”的腐蚀环境中的腐蚀、防止腐蚀产物生成、过渡电阻增大，确保接地电阻的长期稳定合格。

电负性活泼的合金组元对传统接地材料能够起到充分防腐作用的原理在于电化学保护中阴极保护(也是“电化学接地体”中“电化学”的含意)。

4、现场实验场地的确定和电化学接地体的实际效果

既然在土壤电阻率较高的山区接地电阻的超标和不稳定的现象容易发生、有时比较普遍，那么，按土壤电阻率的低(500～1000欧姆米)、中(1000～2000欧姆米)、高(＞2000欧姆米)的人为划分，在每种条件下各选一处做为实验现场，对抚顺供电公司所属部分220KV线路铁塔所处地点的土壤电阻率、接地电阻进行了现场测量，部分测量结果如表2所示。

表2.土壤电阻率和原有的传统接地体的接地电阻

地点

土壤电阻率(Ω·m)

规程要求

接地电阻实测值

辽北1线22#塔(抚顺前甸)	628	＜20Ω	67Ω
				辽北2线21#塔	628	＜20Ω	40Ω
辽平线23#塔	628	＜20Ω	40Ω
				辽平线28#塔	942	＜20Ω	14Ω
辽北1线29#塔	628	＜20Ω	24Ω
				辽北1线28#塔(抚顺北台)	1381	＜25Ω	50Ω
平虎线24#塔	217	＜15Ω	11Ω
				热铝12线7#塔	21	＜10Ω	5.8Ω

根据上述划分原则，从中选出两处做为电化学接地体实际效果评价的现场实验场地。一处是辽北1线22#塔(抚顺前甸)，此处的土壤电阻率为628欧姆米，属于土壤电阻率“低”的条件，规程要求在这种条件下接地电阻应小于20欧姆，而实测接地电阻为67欧姆(原来是8根放射形水平接地)，属于超标。

另一处是辽北1线28#塔(抚顺北台)。土壤电阻率为1381欧姆米，属于土壤电阻率“中”的条件，按规程要求，在这种条件下，接地电阻应小于25欧姆，而此处实测接地电阻为50欧姆，亦属超标。

在上述两处做了电化学接地体的施工。传统接地园钢为国标级，-Φ10mm，呈四角放射形水平布设，埋深为800～1000mm。每一角的Φ10mm园钢在7～9米左右(比原来的接地园钢短)，化学降阻剂的用量在12～20kg/m左右，电负性活泼的合金组元的用量按电化学接地体具有20年低阻值寿命设计。

电化学接地体施工完毕后，分别与四个塔脚6相连，发挥防雷接地作用。

在测量电化学接地体时，将其与四个塔脚6全部断开，同时不引入原来的传统接地体，只测量电化学本身的接地电阻，考察其阻值和稳定性。还要进行电化学接地体中圆钢的保护电位测量，判断长期处于潮湿、“极强”腐蚀环境中的圆钢是否受到了有效保护；判断的依据是国内外通用的最小保护电位准则，这一准则规定：当被保护对象的保护电位达到-0.85V或更负时(相对于Cu/CuSO₄参比电极)，即达到了有效的保护，腐蚀速度可忽略不计。

施工完毕后，对位于上述两处的电化学接地体进行定期测量，测量结果如表3所示。

表3.传统接地装置与电化学接地装置的接地电阻对比

现场地点	220KV辽北1线22#塔(抚顺前甸，位于山顶)				220KV辽北1线28#塔(抚顺北台，位于山顶)
									土质特点	风化岩碎石				风化岩砂砾
土壤电阻率	628Ω·m				1381Ω·m
									规程要求	工频接地电阻小于20Ω·m				工频接地电阻小于25Ω·m
传统接地	67Ω(8根)				50Ω
									电化学接地	19Ω	17.5Ω	17.0Ω	16.9Ω	8Ω	7.9Ω	72Ω	6.7Ω
测量时间	04.4.25	04.4.30	04.5.9	04.5.26	04.4.25	04.4.30	04.5.9	04.5.26
									保护电位(-V，Cu/CuSO<sub>4</sub>)	1.06	123	1.22	1.21	1.02	1.20	121	1.18

由表3可以看出，采用了电化学接地体之后，两处的接地电阻均达到了规程规定的指标，解决了原来的传统接地体存在的超标问题。

由测得的保护电位可以看出，电化学接地体中的传统圆钢都达到了比最小保护电位更负的值。这表明，虽然没有对传统圆钢做其它的防腐处理(如镀、浸锌、铝)，传统圆钢在“极强”的腐蚀环境中不会发生腐蚀，也不会因此而生成腐蚀产物、导致过渡电阻增大，达到预期的具有稳定阻值的使用寿命是有把握的。

电化学接地体的稳定性也很好，依照武高所编写的《技术条件》规定，采用降阻剂的水平接地体的接地电阻，在计及气候因素的影响后，其最大值与平均值之比不应大于1.5。按照《技术条件》中规定的具体要求，在计及气候因素影响后，电化学接地体的这一比值在1.068～1.135，符合小于1.5的要求。这表明，降阻剂及电化学接地体的降阻效果不仅是显著的，而且是稳定的，基本上不受气候因素的影响。

虽然一次性造价较高，但使用寿命长(一般为20年)，使用寿命可以做到满足设计或工程要求的任何年限，综合的性能价格比高，故使用周期内的整体价格并不高。

实施例1

降阻剂组分及重量百分含量为：

SiO₂ 35.5％；CaSO₄ 16.1％；MgSO₄ 27.5％；Al₂O₃ 7.9％；Mg(OH)₂5.7％；Na₂SO₄ 3.1％；MgO 1.65％；CaO 1.35％；Fe₂O₃ 0.75％；K₂O 0.15％；Na₂O 0.15％；TiO₂ 0.15％；

将各组分粉末均匀混合后，得混合物，作为降阻剂直接施工，通过地下潮湿水气使各组分相互作用，达到降阻的目的；或者，按质量比混合物∶水＝1∶3加水搅拌均匀后作为降阻剂再施工。

实施例2

降阻剂的组分及重量百分含量为：SiO₂ 32.0％；CaSO₄ 25.2％；MgSO₄ 20.0％；Al₂O₃ 7.1％；Mg(OH)₂ 8.0％；Na₂SO₄ 4.2％；MgO 1.5％；CaO 1.0％；Fe₂O₃ 0.7％；K₂O 0.1％；Na₂O 0.1％；TiO₂ 0.1％。

将各组分粉末均匀混合后，得混合物，作为降阻剂直接施工，通过地下潮湿水气使各组分相互作用，达到降阻的目的；或者，按质量比混合物∶水＝1∶2.5加水搅拌均匀后作为降阻剂再施工。

实施例3

降阻剂的组分及重量百分含量为：SiO₂ 39.0％；CaSO₄ 7.0％；MgSO₄ 35.0％；Al₂O₃ 8.7％；Mg(OH)₂ 3.4％；Na₂SO₄ 2.0％；MgO 1.8％；CaO 1.7％；Fe₂O₃ 0.8％；K₂O 0.2％；Na₂O 0.2％；TiO₂ 0.2％。

将各组分状粉末均匀混合后，得混合物，作为降阻剂直接施工，通过地下潮湿水气使各组分相互作用，达到降阻的目的；或者，按质量比混合物∶水＝1∶4.5加水搅拌均匀后作为降阻剂再施工。

Claims (6)

1.一种电化学接地体，具有与引下线(1)连接的接地体(2)，其特征在于：还设有与接地体(2)相连的镁合金带状阳极(3)，接地体(2)和镁合金带状阳极(3)同槽埋设；所述接地体(2)和镁合金带状阳极(3)周围埋设有降阻剂(4)；所述降阻剂的组分及重量百分含量为：SiO₂ 32.0～39.0％；CaSO₄ 25.2～7.0％；MgSO₄20.0～35.0％；Al₂O₃ 7.1～8.7％；Mg(OH)₂ 8.0～3.4％；Na₂SO₄ 4.2～2.0％；MgO1.5～1.8％；CaO 1.0～1.7％；Fe₂O₃ 0.7～0.8％；K₂O 0.1～0.2％；Na₂O 0.1～0.2％；TiO₂0.1～0.2％。

2.按照权利要求1所述电化学接地体，其特征在于所述降阻剂的制备是：将各组分粉末均匀混合后，得混合物，作为降阻剂直接施工，通过地下潮湿水气使各组分相互作用，达到降阻的目的。

3.按照权利要求1所述电化学接地体，其特征在于所述降阻剂的制备是：先将各组分粉末均匀混合后，得混合物，然后按质量比混合物∶水＝1∶(2.5～4.5)加水搅拌均匀后作为降阻剂施工。

4.按照权利要求1所述电化学接地体，其特征在于：所述镁合金带状阳极(3)中心设有钢芯(7)，通过镁合金带状阳极(3)的两端钢芯(7)与接地体(2)焊接。

5.按照权利要求1所述电化学接地体，其特征在于：所述镁合金带状阳极(3)缠绕于接地体(2)，两端通过钢芯(7)与接地体(2)焊接。

6.按照权利要求1所述电化学接地体，其特征在于：所述镁合金带状阳极(3)绑缚于接地体(2)上。

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