采用镀铜钢接地棒做接地材料的特点

1.当前中国电力系统容量越来越大,短路电流也越来越大;二次控制系统敏感性较高, 所以对接地电阻要求越来越高,对接地系统散流要求高, 对接地系统热稳定要求高.而铜材料导电能力强,散热好.
2.当前中国土地费用不断升高,尤其是GIS的应用使变电站占地面积减小到原来的20%到40%,,从水平接地电阻计算公式R1=ρ*π1/2/4*S ?可看出,水平接地电阻增加到1.4到2.3倍,以水平为主的接地系统满足不了要求.从垂直接地电阻公式R2=ρ(Ln(8L/D)-1) /2πL可看出,增加垂直接地极深度可有效解决这一问题.但角钢由于截面较大,很难打得很深,但铜镀钢接地棒可深入35米以上.
3.随着经济不断发展,对供电可靠性要求越来越高,同时人工成本不断提高导致接地系统改造施工费用增加.由于钢的耐腐蚀性较差,使以钢为主接地系统总成本增加.以铜为主的接地系统寿命基本在35年以上,大大降低总成本,并提供了供电可靠性.
4. 中国加入WTO以后,经济发展迅速,外汇储备不断增加,进口铜越来越方便. 同时铜镀钢接地棒用铜量很少,使铜接地系统越来越被接受.
5.目前在全球50%变电站采用铜镀钢接地棒,60%变电站采用放热焊接方式作为接地系统连接,其中包括非洲苏丹,乍得,亚洲缅甸,越南,南美的海地等国家.IEC 和IEEE推荐所有接地系统连接采用放热焊接连接.
6.美国国家标准局开挖研究全美128个接地系统中的333个不同类型接地极(包括镀锌钢,镀铜钢棒等), 36500样本后,得出结论:镀锌钢可用于设计10年寿命的接地系统, 铜镀钢棒可用于设计40年寿命的接地系统.
7.钢材接地体在地下(土壤电阻率为30Wm, PH值为7.2的情况)年平均腐蚀速度为0.061mm/年,钢与铜在土壤中的腐蚀速度指数为1.15-29.17倍(土壤电阻率为0.6-451Wm, PH值为2.6-5.9的情况), 1.22-51.25倍(土壤电阻率为2.6-20.6Wm, PH值为6-7.4的情况), 6.12-38.5倍(土壤电阻率为0.23-28.7Wm, PH值为7.5-9.4的情况).
8. 在土壤电阻率比较高的土壤中,采用铜镀钢棒可深钻,从而有效降低接地电阻. 在土壤电阻率比较低的土壤中,铜镀钢棒可有效防腐,增加接地系统寿命,降低总成本.
附表：镀铜钢棒、铜包钢棒、镀锌钢棒和铜棒的比较：

一、相关实验：
1．附着试验：以车床切削，由铜镀钢表面往内部切削，使其小于原有直径1mm，车削到足以暴露铜层与钢棒，外包铜层不得有剥离现象。
2．弯曲试验：取样品长度为铜镀钢直径的40倍，以老虎钳加紧使其弯曲30°，铜层无剥落或皱纹。
3．拉力试验：铜镀钢的抗张强度不得低于75000磅/英寸2。
二、铜镀钢接地棒的施工方法：
由于铜镀钢接地棒的特点，因此采用铜镀钢接地棒施工时非常灵活，可以根据现场具体情况采用不同的施工方法，如直接用重锤或是用机械设备打入土壤中；或由于土壤条件很差接地棒不能打入时，可钻孔来安装。
1．采用重锤施工时，如只是单根打入，则铜镀钢接地棒要配合尖头，抗冲击螺栓使用。尖头安装在接地棒的下端，是更有利于接地棒被打入土壤中；抗冲击螺栓安装在接地棒之上，当接地棒打入土壤时用来保护接地棒。
如采用深打时，接地棒之间需用ERITECH连接器连接，连接器方便接地棒快速和简单地深钻，而棒之间不会分离。连接器可将两端的接地棒连在一起，并保证两棒的轴心应力一致，从而在深钻时不回偏离，以达到良好的电气连接效果。
2．当很难深钻或根本不能打入时，有必要使用钻孔工具，例如电力，气动的和石油驱动的机械来钻穿岩石。钻孔后，可采用下列两种方法来安装接地棒：
1）把接地棒用连接器连接成需要的长度，钻入预定深度后，回填降阻剂并往孔中加水，直到整个孔中被降阻剂灌满。
2）把接地棒用连接器连接成需要的长度，钻入预定深度后，再把降阻剂和好，倒入到孔中，使其充分包裹接地棒。