CN104767042A - 防腐降阻接地极 - Google Patents
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Abstract
防腐降阻接地极，涉及防雷接地技术。包括离子接地极，该离子接地极包括竖立的金属管体及在金属管体中灌注的电解质溶液，且在金属管体的下段开制多个让电解质溶液渗透到管外土层中的渗透孔；还包括在金属管体的上端安装顶盖，金属管体的上段且顶盖往下不小于10厘米处导电连接接地引线；还包括一竖立的作为地电阳极的阳极柱状体，阳极柱状体采用镁或铝或锌或锰材制作；金属管体与阳极柱状体导电连接；金属管体采用紫铜、黄铜或表面镀铜不锈钢制作；阳极柱状体与金属管体连接的上端及下端分别填灌树脂。将离子接地极与阴极保护高效的结合在一起，在山区、沙土、高腐蚀、高电阻率性土壤等恶劣环境下实施高效降阻的同时，通过阴极保护法对主地网及建筑物钢筋起到良好的保护作用，延长其寿命。
Description
技术领域
本发明涉及防雷接地技术，尤指一种防腐降阻接地极。其广泛应用于电力、轨道交通、军工、通讯、石油、石化、市政等多行业接地系统工程中，尤其针对解决接地系统工程中高土壤电阻率的山区岩石、干燥沙土地区的降阻问题，以及解决高腐蚀的海边、盐湖边等恶劣环境的降阻和防腐蚀问题。
背景技术
接地装置是防雷设施的重要组成部分，通过接地装置将从接闪器引下线窜入的过电流导入大地。接地装置的导电性能及长久使用可靠性对有效保护电气设施及建设物钢结构工程的安全十分关键。
山区岩石、干燥沙土、高腐蚀、高电阻率性土壤等恶劣环境一直是接地系统中的难题，相对于其他环境下，上述恶劣环境通常导致如接地材料的腐蚀加剧、接地电阻无法达到规定要求等棘手的问题。
1、接地材料的腐蚀加剧问题：
为了解决高腐蚀性土壤之主地网腐蚀加剧的问题，现阶段通常采用两种方法--——
方法一，加大钢材料的截面积，以应对其加剧腐蚀的现实。但腐蚀是不均匀的，加大钢材料的截面积只是基于理论上防腐，腐蚀发生时通常是某一段被腐蚀后，会继续加重该段腐蚀，从而导致接地材料部分截面积很小甚至断裂，使得接地系统丧失了对过电流泄放的能力，从而造成极大的安全隐患，不可取。
方法二，采用铜材或者镀铜材等耐腐蚀材料替代钢材。我们都知道铜材相对于钢材有耐腐蚀、导电率高、热稳定性好等优点，但是用铜材或者镀铜材替代钢材费用很高，虽然接地体腐蚀效应减缓，寿命增长，但由于主地网与建筑物要可靠相连，建筑物混凝土中的钢筋与铜材主地网相连时，钢筋作为阳极构成电解池反应，加剧了建筑物钢筋的腐蚀，故大大危及建筑物的安全及寿命，不可取。
2、接地电阻无法达到规定要求问题：
接地电阻是衡量一个接地系统是否符合要求的最重要的指标，但上述恶劣的土壤环境，有极高的电阻率，工程上对于高土壤电阻率的解决办法一般有增大地网水平或垂直接地面积和敷设及换土。
关于增大地网水平或垂直接地面积，我们知道综合接地网不能一味的增大接地面积，其一是因为接地网敷设面积有限，涉及征地等问题，通常只能在一定范围内敷设地网。其二是因为冲击电流有效长度是有限的，众所周知，接地网泄流功能在冲击电流有效长度内功能最大，当接地网大于其有效长度时，接地网泄流功能将大幅度减弱，基本可以忽略其泄流的功能。故其不可取。
关于换土，换土的土石开挖难度大，工程投入巨大，并且效果往往只是暂时的，因为我们只能改变一部分的土壤，却不能将整个地区的土壤全部更换，这就导致伴随着多年的土壤变化，水土流失，地壳运动等情况的发生，土壤回归高腐蚀性高电阻率的恶劣环境。使得巨额投资白白浪费，故其不可取。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，针对上述山区、沙土、高腐蚀、高电阻率性土壤等恶劣环境、现有技术仅在降低电阻率方面或防腐蚀方面提出解决技术方案，缺乏将降低电阻率和防腐蚀两者综合起来统筹解决、以提出集成化高效保护技术方案的不足，提供防腐降阻接地极。该接地极集防护与改善土壤功能于一体，能起到有效的维护接地网及建筑物寿命、以及改善土壤降低土壤电阻率的目的。
为此，本发明采用以下技术方案：
防腐降阻接地极，包括离子接地极；
该离子接地极包括竖立的金属管体及在金属管体中灌注的电解质溶液，且在金属管体的下段沿上下方向开制多个让电解质溶液渗透到管外土层中的渗透孔；
还包括在金属管体的上端安装顶盖，金属管体的上段且顶盖往下不小于10厘米处导电连接接地引线，接地引线用于导电连接接闪器；
还包括一竖立的作为地电阳极的阳极柱状体，阳极柱状体采用镁或铝或锌或锰材制作；金属管体的中段穿设于阳极柱状体，且金属管体与阳极柱状体导电连接。
对上述技术方案进行进一步阐述：
金属管体采用紫铜、黄铜或表面镀铜不锈钢制作。
阳极柱状体与金属管体连接的上端及下端分别填灌树脂。主要是防止从金属管体根部腐蚀，金属管体根部腐蚀断裂后，附着在金属管体上的阳极脱离，从而缩短了产品的使用寿命。
金属管体的直径为Φ50～60mm，管壁不小于2mm厚度，长度不小于3m。所述接地引线为75mm2～95mm2铜线端子。
接地引线与金属管体放热焊接。
阳极柱状体的中心孔制有内螺纹，金属管体制有外螺纹，阳极柱状体与金属管体通过内外螺纹旋接。
渗透孔以对穿孔方式制作于金属管体的下段。
在金属管体的下段从上往下排布的渗透孔不少于20个。
电解质溶液采用加压灌注的方式灌注到金属管体内。
本发明的工作机理如下：
金属管体内部灌注电解质溶液，通过渗透孔缓慢的渗透到土壤当中，通过渗入到土壤中的电解质增强土壤的保水性，从而实现增加土壤的导电离子从而增强导电性、进而起到降低土壤电阻率、增加土壤导电性的目的。
金属管体外部安装阳极柱状体，且为镁或铝或锌或锰系材料，镁或铝或锌或锰系金属与地网相连，由于镁、铝、锌及锰系金属更易失去电子，当其与主地网及建筑物钢筋相连时，通过相连导体向被保护金属提供电子，使被保护金属的电位向负偏移，进入免腐区，得到保护而不再腐蚀。或者说，通过“牺牲阳极”保护法，对地网及建筑物提供防腐防护，延长其使用寿命。
可见，本发明具有防腐及降阻两大功能，对其周围土壤释放导电电解质，增强周边土壤的导电性，降低局部土壤的电阻率；阳极柱状体为主地网及建筑物钢筋提供可靠的防腐保护，延长地网及建筑物寿命。
本发明的有益效果在于：
其一，本发明为将离子接地极与阴极保护高效的结合在一起、针对山区、沙土、高腐蚀、高电阻率性土壤等恶劣环境所发明的新型接地极，在高效降阻的同时，通过阴极保护法对主地网及建筑物钢筋起到良好的保护作用，延长其寿命。
其二，用途广，可广泛应用于电力、轨道交通、军工、通讯、石油、石化、市政等多行业接地系统工程中。
附图说明
图1为本发明示意图；
图2为本发明剖视图；
图3为本发明工作原理示意图；
图4为本发明使用示意图；
图5为图4之I处放大示意图。
图中：1、离子接地极；11、金属管体；12、电解质溶液；13、渗透孔；
2、阳极柱状体；3、接地引线；4、顶盖；5、树脂；6、观测井；7、回填料；8、实土；9、钢材；10、渗透的电解质；101、土壤改良区。
具体实施方式
下面结合附图介绍本发明的具体实施方式。
如图1及图2所示，防腐降阻接地极，包括离子接地极1；
该离子接地极1包括竖立的金属管体11及在金属管体中灌注的电解质溶液12，且在金属管体11的下段沿上下方向开制多个让电解质溶液12渗透到管外土层中的渗透孔13。
还包括在金属管体11的上端安装顶盖4，金属管体11的上段且顶盖4往下不小于10厘米处导电连接接地引线3，接地引线3用于导电连接接闪器。
还包括一竖立的作为地电阳极的阳极柱状体2，阳极柱状体2采用镁或铝或锌或锰材制作；金属管体11的中段穿设于阳极柱状体2，且金属管体11与阳极柱状体2导电连接。
金属管体11采用紫铜、黄铜或表面镀铜不锈钢制作。
阳极柱状体2与金属管体11连接的上端及下端分别填灌树脂5。
金属管体11的直径为Φ50～60mm，管壁不小于2mm厚度，长度不小于3m。
所述接地引线3为75mm2～95mm2铜线端子。
接地引线3与金属管体11放热焊接。
阳极柱状体2的中心孔制有内螺纹，金属管体11制有外螺纹，阳极柱状体2与金属管体22通过内外螺纹旋接。
渗透孔13以对穿孔方式制作于金属管体11的下段。
在金属管体11的下段从上往下排布的渗透孔13不少于20个。
电解质溶液12采用加压灌注的方式灌注到金属管体11内。
如图4及图5所示，本发明安装于地下，金属管体11垂直埋于深处，顶盖4通过观测井6透出。金属管体11内部灌注电解质溶液12，通过渗透孔13缓慢的渗透到土壤当中（即回填料7及实土8），通过渗入到土壤中的电解质溶液12增强土壤的保水性（土壤改良区101），增加土壤的导电离子从而增强导电性，进而起到降低土壤电阻率，增加土壤导电性。
如图3所示，金属管体11外部安装阳极柱状体2，且为镁或铝或锌或锰系材料，镁或铝或锌或锰系金属与地网相连，由于镁、铝、锌及锰系金属更易失去电子，当其与主地网及建筑物钢筋相连时，通过相连导体向被保护金属提供电子，使被保护金属的电位向负偏移，进入免腐区，得到保护而不再腐蚀。或者说，通过“牺牲阳极”保护法，对地网及建筑物提供防腐防护，延长其使用寿命。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的的技术范围作任何限制，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.防腐降阻接地极，其特征在于，包括离子接地极；
该离子接地极包括竖立的金属管体及在金属管体中灌注的电解质溶液，且在金属管体的下段沿上下方向开制多个让电解质溶液渗透到管外土层中的渗透孔；
还包括在金属管体的上端安装顶盖，金属管体的上段且顶盖往下不小于10厘米处导电连接接地引线，接地引线用于导电连接地网或被保护的建筑物主钢筋；
还包括一竖立的作为地电阳极的阳极柱状体，阳极柱状体采用镁或铝或锌或锰材制作；金属管体的中段穿设于阳极柱状体，且金属管体与阳极柱状体导电连接。
2. 根据权利要求1所述的防腐降阻接地极，其特征在于：金属管体采用紫铜、黄铜或表面镀铜不锈钢制作。
3.根据权利要求1所述的防腐降阻接地极，其特征在于：阳极柱状体与金属管体连接的上端及下端分别填灌树脂。
4.根据权利要求1所述的防腐降阻接地极，其特征在于：金属管体的直径为Φ50～60mm，管壁不小于2mm厚度，长度不小于3m。
5.根据权利要求1所述的防腐降阻接地极，其特征在于：所述接地引线为75mm2～95mm2铜线端子。
6.根据权利要求1所述的防腐降阻接地极，其特征在于：接地引线与金属管体放热焊接。
7.根据权利要求1所述的防腐降阻接地极，其特征在于：阳极柱状体的中心孔制有内螺纹，金属管体制有外螺纹，阳极柱状体与金属管体通过内外螺纹旋接。
8.根据权利要求1所述的防腐降阻接地极，其特征在于：渗透孔以对穿孔方式制作于金属管体的下段。
9.根据权利要求1所述的防腐降阻接地极，其特征在于：在金属管体的下段从上往下排布的渗透孔不少于20个。
10.根据权利要求1所述的防腐降阻接地极，其特征在于：电解质溶液采用加压灌注的方式灌注到金属管体内。
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