浅析降阻剂的应用
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降阻剂简介降阻剂由多种成份组成,其中含有细石墨、膨润土、固化剂、润滑剂、导电水泥等。
它是一种良好的导电体,将它使用于接地体和土壤之间,一方面能够与金属接地体紧密接触,形成足够大的电流流通面;另一方面它能向周围土壤渗透,降低周围土壤电阻率,在接地体周围形成一个变化平缓的低电阻区域。
而这些原材料主要以湖南地方盛产为主。
降阻剂用途十分广泛,用于国民经济的各个领域中。
它用于电力、电信、建筑、广播、电视、铁路、公路、航空、水运、国防军工、冶金矿山、煤炭、石油、化工、纺织、医药卫生、文化教育等行业中的电气接地装置中。
降阻剂能减少施工工作量,可少打接地体,尤其可用水平接地体代替难于施工的垂直接地体(在山区及岩石地区等)。
施工方便,可解决施工场地受局限的困难,可大量节省金属材料,具有长效性与稳定性,防腐性能好。
较少受气候的影响。
综合技术经济性好等。
类型降阻剂的选择根据实际情况选择合适的降阻产品。
最常见的降阻剂有化学降阻剂和物理降阻剂两大类种;选择时应注意事项:1、(质量)合格的降阻产品是经国家相关检测部门检测,各项技术指标完全符合我国现行《接地降阻剂暂行技术条件》要求的。
2、(包装)本产品采用双层包装,内层为PVC袋,外层为编织袋。
3、(标识)编织袋上标有产品名称、型号、厂名。
4、(运输)运输时要注意防雨、防潮、防硬物损坏包装。
5、(贮存)降阻剂应贮存在不受雨淋和水浸场所。
户外贮存时要有防雨、防暴晒措施。
只要不开封和无包装破损,不遭水浸,其保存期为两年。
施工现场发生被雨水浸湿异常情况时,应在2天内使用。
被水浸泡的降阻剂可作为细土回填使用。
3、降阻剂的使用:以下两点情况中使用最常见;(1)为降低工作接地、保护接地、雷电保护接地、防静电接地和抗干扰接地的接地装置接地电阻;(2)为改善装置的品质和延长其使用寿命。
适用于发电厂、变电站接地网、电力和通讯线路的杆塔接地,各类弱电设备的防雷与抗干扰接地、油库、炸药库和其他易燃易爆品储藏及生产场所的接地。
浅析减阻剂在输油管道运行中的减阻节能作用在原油和成品油管道中添加减阻剂,是输油系统降低管道能力消耗,提升特定地段管道流通能力的重要措施之一。
文章介绍了减阻剂的减阻机理,并通过国外输油管道应用实例阐述了减阻剂在输油管道中减阻和增输的用途,分析了在输油管道上应用减阻剂的优势。
标签:减阻剂;输油管道;减阻;增输引言流体在管道中流动与管壁产生摩擦阻力,导致系统能量消耗,降低管道输送量。
通过在输送的流体中添加高分子聚合物,在紊流状态下减小流动阻力从而降低能量消耗的方法称之为高聚物减阻法。
用于降低流体流动阻力的高聚物化合物称为减阻剂(drag reducing agent),简称DRA。
减阻剂是油品管道输送系统中的重要组成,在提高管道输送能力和降低能量消耗方面发挥着重要作用。
1 减阻剂的减阻机理减阻剂通过改变管道中流体的流动状态,具体通过影响湍流场的宏观表现来实现减阻作用。
减阻作用只是单纯的物理作用,减阻剂不与油品物质发生化学反应,所以不影响油品的化学性质,只对其流动特性产生影响。
减阻剂进入流体中后,由于其具有粘弹性,分子链沿流体流向方向自然伸展,从而对流体分子的运动产生影响。
减阻剂分子受到流体分子径向作用力,发生扭曲变形的同时,因其分子间引力而对流体分子产生反作用力。
受到该反作用力的影响,流体分子作用力方向和大小发生改变,一部分径向作用力转变为顺流向的轴向作用力,无用功的消耗降低,宏观上起到减少摩阻损失的作用。
2 输油管道应用减阻剂后的减阻与增输2.1 减阻剂减阻与增输的含义在管道输油过程中加入减阻剂,产生的影响有两个方面:(1)降低能量损耗。
在原定输量一定的情况下,流体摩擦阻力降低,减少管道沿程压力损失,输送泵能耗降低,不仅节约了能量,还可以改换成扬程较低的泵输油。
(2)增加输送量。
在原定压力一定的情况下,流体摩擦阻力降低,从而使得管道输送量得以增加。
一般情况下,在管道中使用减阻剂的主要原因是为了增加管道的输送量。
浅析降阻剂的应用摘要:降阻剂是一种高导电性能的载体,在实际接地工程中用于降低接地电阻,降阻剂使用时要先了解其性能和选择方法,以利于正常有效的发挥降阻剂的功能。
关键词:降阻剂接地雷电防护降阻剂在降低防雷接地、工作接地、保护接地、防静电接地和抗干扰接地的接地装置接地电阻,改善接地装置的品质和延长其使用寿命中发挥着重要的作用。
为了能更好的掌握其性能,在接地设计施工中发挥降阻剂的作用,本文将作如下探讨。
1降阻剂的类型目前市场上降阻剂的类型主要有:(1)物理降阻剂,主要以非电解质固体粉末为导电材料,强碱弱酸盐为胶凝物;(2)化学降阻剂,导电主体为电解质,主要以含有导电介质的金属盐类为胶凝物,使用后会有新的物质产生;(3)导电水泥降阻剂,以水泥为基料,混合导电无机盐或非电解质固体粉末为导电材料;(4)稀土类降阻剂,主要以膨润土(非金属矿)为基料加入一定比例的添加剂后形成的降阻剂。
2降阻剂的降阻机理2.1 扩散和渗透作用降低接地体周围土壤电阻率一般化学降阻剂这种作用强于其他型式的降阻剂,膨润土类的降阻剂较差。
缺点是扩散、渗透性好的降阻剂稳定性和长效性较差。
2.2 吸水性和保水性改善并保持土壤导电性能某些降阻剂吸水保水性较强,吸水后体积膨胀并能长期保持水分成为浆糊状,使接地电阻保持稳定不受气候影响。
2.3 减小接地电阻某些物理降阻剂可以在接地体施加降阻剂后会减少或消除接触电阻,进而减小接地电阻(接地体的接地电阻R还与电极表面状况有关)。
化学降阻剂和流质降阻剂,由于腐蚀等原因会使接触电阻变大,不利于减小接地电阻。
2.4 扩大接地体有效截面积固体降阻剂这种作用最为明显,而化学降阻剂和树脂状的降阻剂会随着时间的延长而流失,有效截面积的增大作用会越来越小。
3主要性能要求具有较低的电阻率,不应污染土壤、水源、空气和环境,不应含有对人体有害的重金属和放射性物质;接地体的腐蚀率小于相应土壤对接地体的腐蚀率;降阻剂应呈现中性或弱碱性,具有良好的稳定性和长久性;应有良好的抗大电流冲击特性,经冲击通流试验后,降阻剂试品的电阻增加值不得大于通流前的10%;工频通流试验后,接地降阻剂试品的电阻增加值不得大于通流试验前的10%。
物理降阻剂广泛应用范围说明一、降阻剂可应用于发电厂、变电站、开关站、高压输电线路、电气化铁路、电信、移动基站、微波中继站、地面卫星接收站、雷达站等等工作,接地、安全接地和防雷接地施工的使用;二、物理降阻剂亦可用于贵重精密仪器、计算机设备、邮电程控设备、广播电视设备、电子医疗设备等工作接地和保护接地。
三、还可以用于建筑接地,例如:各种高层建筑及高大构筑物、名胜古建筑、高大纪念塔等防雷接地;四、应用于石油输送管道及油气罐,易燃易爆物质仓库防雷接地的应用。
接地降阻剂施工过程中的常规操作注意事项1、在接地降阻剂的施工操作过程中,如果不谨慎发生溶液溅在手、脸或眼睛上的情况,立刻用清水洗净即可,不必惊慌;2、操作接地降阻剂前首先要摇匀。
溶液向大口容器倒入之前,先上下翻转用力摇几下,以使物料混匀。
3、在气温较低的季节或地区施工情况,要注意接地降阻剂搅拌聚合时间变长,但温度对产品性能是不产生影晌的;极冷情况下可将溶液加温到10~20℃,再进行搅拌,以缩短聚合时间;4、在气温较高的季节或地区施工,搅拌聚合时间就会稍短,同时要注意加快接地降阻剂施工进度。
天基防雷技术有限公司对接地降阻剂应用及存在的问题分析如下:关于天基降阻剂的降阻效果是相当好的,因为降阻剂已在实际的接地工程中得到长期的大量应用。
降阻剂的降阻机理一般有以下几个方面:(a)由于降阻剂的扩散和渗透作用,降低接地体周围的土壤电阻率,关于扩散和渗透作用,一般化学降阻剂强于其他型式的降阻剂,膨润土类的降阻剂扩散和渗透作用较差,但降阻剂的稳定性和长效性与扩散和渗透作用是矛盾的。
扩散和渗透好的降阻剂其稳定性和长效性都比较差,因为扩散和渗透性强的降阻剂容易随雨水的流失而流失。
(b)接地体同周围施加降阻剂后,相当于扩大了接地体的有效截面,这种机理对固体降阻剂和膨润土类降阻剂最为明显,而化学降阻剂和树指状的降阻剂随着时间的流失有效截面的增大则不太明显,会越来越小。
(c)消除接触电阻,接地体的接地电阻可以分为两部分,一是接地体与周围的大地所呈现的电阻Rd;二是接地体与周围土壤的接触电阻Rj,Rj=Rd+Rj,Rj的大小与接地极周围的土壤有关,一般土质越密实,接触电阻越小,土壤越松散,接触电阻越大;接触电阻还与电极表面状况有关,接地极表面越光滑,接触电阻越小,接地极表面越粗糙,接触电阻越大。
接地降阻剂的用法接地降阻剂是一种常用的电气材料,用于提高设备或电路的接地效果,从而减小因静电、电磁场干扰等引起的电压波动。
它的主要作用是降低接地电阻,增加接地系统的接地导通性能。
1. 介绍接地降阻剂的定义和作用接地降阻剂是一种专门用于改善接地系统性能的化学品。
它通过在接地点周围形成一层特殊的导电保护层,将电荷迅速导入地下,从而降低接地电阻,减小电压波动。
它主要应用于电力系统、通信系统、计算机网络等领域,以提高系统的可靠性和稳定性。
2. 接地降阻剂的原理和机制接地降阻剂的工作原理基于电导加强和电阻降低的原理。
它主要通过两种方式来实现:一是在接地点周围形成一层导电保护层,增加电流的导通面积;二是通过改变土壤的电学特性,降低土壤的电阻率。
这些措施共同作用,能有效地降低接地装置的电阻,提高接地效果。
3. 接地降阻剂的使用方法和技巧在使用接地降阻剂时,首先要选择合适的接地降阻剂,并根据具体情况进行正确的施工。
下面是一些使用接地降阻剂的基本步骤和技巧:(1)确定接地点:根据设备或电路系统的需要,确定要接地的位置。
一般来说,接地点应选择在干燥、排水良好且电阻较低的地方。
(2)准备施工材料:根据具体要求,准备好所需要的接地降阻剂和施工工具。
(3)清理接地点:将接地点周围的土壤彻底清理干净,确保没有杂质和其他导电物质。
(4)均匀敷设接地降阻剂:将接地降阻剂均匀地敷设在接地点周围的土壤表面。
可以采用喷洒、涂刷等方式进行施工。
(5)密实土壤:使用专门的工具或机械设备,将敷设了接地降阻剂的土壤进行密实,确保接地降阻剂能够充分渗透到土壤中。
(6)监测接地效果:在施工完成后,使用合适的仪器检测接地电阻变化,并对接地系统进行调整和改进,以达到最佳的接地效果。
4. 对接地降阻剂的观点和理解接地降阻剂作为一种常用的电气材料,对于提高接地系统的性能和减小电压波动起到了重要的作用。
通过使用接地降阻剂,可以有效降低接地电阻,提高接地系统的导通性能。
降阻剂的作用
降阻剂主要用于降低流体的黏性和摩擦力,从而减少或消除流体在管道、设备及其他流动系统中的阻力。
其主要作用包括:
1. 减小流体阻力:降阻剂能够改善流体的流动特性,减少流体在管道或设备中的阻力,提高流体流通的效率。
2. 提高流体流动性能:降阻剂能够减少流体的黏性,增加流体的流动性能,使其流动更加顺畅、稳定。
3. 防止结垢或泥沙沉积:降阻剂能够阻止或减少流体中的颗粒物质或泥沙的沉积,防止管道或设备内部的结垢问题。
4. 降低能耗:通过降低流体的阻力和黏性,降阻剂能够减少流体流通过程中所需要的能量消耗,从而降低系统的运行成本。
总的来说,降阻剂的作用是改善流体的流动性能,提高流体流通的效率,减少阻力和能耗,保护流动系统的运行稳定性。
降阻剂在建筑施工中的应用导言某项目接地要求:采用共用接地,接地电阻不大于0.5Ω,本工程室外土壤为多石土壤,电阻率高。
GB50169-2016《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》要求:在高土壤电阻率地区,可采用填充降阻率低的物质的措施降低接地电阻。
在水平接地体周围换填土壤并增添敷设降阻剂,可达到较好的降阻作用。
采用带有粘土隔离层的降阻剂换填法对本工程换填区域进行换填,范围为2.0m ×2.0m,其原理是将土质更换为接地性能良好的改良拌合土壤。
降阻剂选用1.降阻剂要有较低的电阻率降阻剂材料在常温20℃下的标准电阻率应不大于5Ω·m;降阻材料在进行冲击电流耐受试验测试后,所测电阻率值的变化应小于20%;降阻材料在工频电流耐受试验后,所测的标称电阻率的值变化应小于20%。
2.降阻剂对钢接地体的腐蚀率低降阻材料在进行稳定性试验(失水、冷热循环、水浸泡)后,所测量的标准电阻率平均值应不大于6Ω·m;降阻材料的pH值应为7~12;降阻材料对金属接地体不能产生过量的腐蚀,一般土壤对钢接地体的平均年腐蚀率应该小于0.03mm/a。
3.降阻剂各种元素含量在规范要求范围内降阻材料在–10℃~+40℃的环境温度下正常使用;其内照射指数Ira≤1.0,外照射指数Ir≤1.0;各种有害物质含量应该符合规定,含汞≤1.0mg/kg,铬≤250mg/kg,铅≤350mg/kg,砷≤250mg/kg。
4.降阻剂应具有良好的稳定性和长效性一般情况下,接地装置的接地阻值都希望保持在某个数值以下,不会经常发生变化。
但土壤的干湿度会对某些降阻剂的降阻效果产生较大的影响,如导电水泥、固体降阻剂以及一些含非电解质导电粉末的降阻剂,尤其是无机及离子类的降阻剂,会导致其失去导电特性。
还有部分降阻剂容易随水分流失降阻特性,虽然短期内降阻效果好,但降阻效果会随时间的推移逐渐降低,甚至失效。
本工程选用长效防腐降阻剂,主要成分是具有高导电率的石墨、微量金属元素以及防腐剂等成分,具有吸水保湿、高效降阻的作用。
浅析新型长效防腐物理性降阻剂在防雷接地工程中的应用昆明宇恬科技工程有限公司 徐敏杰 杨礼财摘要:随着国民经济不断发展,因雷电灾害造成的损失触目惊心,使得国人的防雷意识也不断提高。
为了保证接地系统的正常运行及人身和设备的安全,电气设备要做到可靠接地且具有较低的接地电阻值,仅仅靠普通的接地降阻方法来达到这样高的要求,通常是很困难的。
本文浅析了一种新型长效防腐物理性降阻剂在防雷接地工程中的应用。
从防雷接地工程设计与安装实践出发,简要介绍了降阻剂的降阻原理,分析了降阻剂在实际防雷接地工程使用中存在的若干问题,并提出了有效的解决办法。
关键词:防雷;接地;降阻剂;防雷工程施工;应用1 引言随着我国现代化建设速度的不断加快,各种项目对防雷接地要求越来越高,对新兴防雷接地产品需求也越来越大。
现介绍一种以膨润土、石墨、导电水泥以及活性炭等混合材料为主要成份的弱碱性粉末状降阻材料,这种接地材料解决了传统降阻剂在干旱及冻土地质条件下不能应用和降阻时效短、导电性差、腐蚀性强、吸水性差、重金属污染及施工难度大等问题,同时解决了石墨性降阻剂容易渗漏等问题以及化学降阻剂的污染问题。
2 降阻剂降低接地电阻的原理2.1 影响接地电阻的主要因素接地电阻是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所的散流电阻。
接地电阻值体现电气装置与“地”接触的良好程度和反映接地网的规模。
接地装置就是接地体掩埋于地下的装置,其作用是用来泄放故障电流、雷电流或其他冲击电流,稳定电位。
接地电阻的大小,反映了接地装置分散电流和稳定电位能力的高低及保护性能的好坏。
接地电阻越小,保护性能就越好。
接地装置的接地电阻与所在地区的自然土壤电阻率ρ成正比, 而与闭合接地网总面积的1/ 2 次方成反比,其公式为:S 0.5ρ≈R式中 ρ————自然土壤电阻率;S ————大于100 m2 的闭合接地网的总面积。
常用的降低接地电阻的方法有:(1)、增大接地网的接地面积;(2)、采用外引接地;(3)、增加接地网的埋设深度;(4)、利用自然接地体;(5)、采用长垂直接地极及接地井;(6)、采用局部换土;(7)、埋设新型长效防腐物理性降阻剂。
降阻剂的分类和应用一、降阻剂的分类:目前降阻剂的种类很多,从物态可以分为液态降阻剂和固态降阻,从物类则可分有机降阻剂和无机降阻剂,以化学降阻剂为多。
1.化学降阻剂化学降阻剂的共同特点是以电解质为导电主体,胶凝物对金属有较强的亲合力,凝固后形成立体网络结构,对储存电解液减少初期流失有一定效果。
化学降阻剂的降阻机理主要是以渗透作用改普-土模的电阻率为主,但化学降阻刑是以含导电的金属盐类为主,也只能在有水的情况下才能离解,电解液受季节和地下水位的起落而流失,降阻剂的降阻效果与化学降阻剂的含导电盐类的多少有关,盐类过多又会造成对接地体的腐蚀,这是矛盾的两个方面,这类降阻荆有液态的树脂降阻刑和粉类的固态降阻剂。
2.物理降阻剂物理降阻剂是以强碱弱酸盐为胶凝物,对金属有很强的亲合力。
并以非电解质固体粉末为导电材料,如木炭、石墨和金属粉末等,这类降阻剂的降阻机理主要是加大接地体的有效体积或降低接触电阻,且对接地体的腐蚀较小,但这类降阻剂对土瘦的渗透作用很小,或基本上没有渗透作用。
因为这类降阻剂不含电解质,所以导电性能不受土壤含水量的影响,但不能很好的改善接地体周围土填的导电率,因而影响了它的降阻效果。
物理降阻刑中导电粉末不溶于水,凝固后不因地下水位变化而流失,降阻性能长效稳定。
3.导也水泥导电水泥是以水泥为基料.加入导电的无机盐类,或非电解质的固体粉末为导电材料,降阻机理是以扩大接地体的有效截面和减小接地体与周围土攘的接触电阻为主,不能改善周围土壤的电阻率.但性能稳定,不易随水土的流失而失效,寿命长,对接地体的腐蚀小。
4.稀土类降阻,这类降阻剂以膨润土降阻剂为代表,它是以膨润土(非金属矿)粉为基料,加入一定比例的添加剂,利用了稀土的一些特性,如导电性能,对钢接地体的防腐性能,吸水性和保水性.在添加剂中又强化了降阻剂的降阻性能和防腐性能,降阻机理功能主要有:①扩大接地体的有效截面;②减小接地体与周围土壤的接触电阻;③由于渗透扩散作用改善周国土攘的电阻率;@较强的吸水性和保水性改善土壤的导电状况。
降阻剂的功能及使用注意事项
物理性降阻剂是一种以电极碳黑和强酸弱碱盐为原料的导电资料,电极碳黑存在物理性降阻极中,凝结成接地体后不发生物理和化学改变,组成不因时节而丢失。
降阻剂不受高低温、干湿度和环境介质的影响,导电泄流功能安稳。
它的电阻率远小于土壤电阻率,施工时胶凝物使金属导体与降阻剂土之间的触摸面添加,削减其触摸电阻,起到降阻功能。
物理性降阻剂功能:
1、防腐性:电极石墨是很好的导电材料,对金属不发生化学反应。
胶凝物及其添加剂均为强碱弱酸盐,对金属具有防腐性。
现场施工时物理性降阻剂与水混组成胶体,凝结后严密地附着在接地金属极周围,这就避免了氧的浸透及土壤腐蚀介质的侵袭。
2、导电安稳性:电极石墨存在于物理性降阻剂中,凝结成地下接地体之后不发生物理和化学改变,组成不因时节而丢失。
3、降阻安稳性:物理性降阻剂电阻率远小于土壤电阻率,使金属电极与降阻剂层、降阻剂层与土壤间有用触摸面添加,触摸电阻减小、有利于电流的稳定,从而帮助降低电阻。
降阻剂的使用注意事项:
降阻剂是现在社会人工配制用于降低接地电阻的一种制剂,有多种成分组成的,所以在使用时对于安全方面要多加注意。
陕西帕玛斯防雷科技有限公司是一家高中型高科技企业,专业从事防腐物理性能降阻剂的研发、生产和销售。
针对它的使用注意事项给出如下几点:第一、不能使用已经结块和失效的降阻剂,尤其不能使用已过期的。
第二、施工时要根据土壤的电阻力气候条件地理条件来合理的使用降阻剂。
第三、降阻剂在使用时用量需要控制好,用量越大,降阻率就越大,要重视降阻剂的使用用量。
降阻剂在山区线路接地中的应用冀卫军陕西省商洛供电局 (726000)1降阻剂的功用和降阻机理简介目前,降阻剂品种较多,主要品种见表1。
表1 几种典型降阻剂名称产地电解组分胶凝物尿醛型国内 KCl、NaCl、MgCl2、NaHSO4 尿醛树脂、聚乙稀醇丙稀酰胺型国内 NaCl、(NH4)S2O2 丙稀酰胺,亚甲基双丙稀酰胺耐久性接地电阻降低剂日本JP56014467 K、Na、Ca、Mg、NH3等与Cl-、SO42-、NO3-所组成的盐,共12种 Ca3SiO5、Ca2SiO4、Al2(SO4)3固体无机化学接地降阻剂中国CN1030666A Na2SO4、NH4Cl、MgSO4、K2SO4、MnSO4×4H2O、Zn、Al、Mn等金属及其氧化物的粉末。
铝硅酸盐水泥根据线路设计手册及各种相关资料介绍,在送电线路施工中,接地形式和几何尺寸确定了接地电阻的大小,降阻剂的作用只能是在此基础上进一步减小接地电阻,以满足线路防雷对接地电阻的要求。
参照武汉高压所提出的"降阻剂暂行技术条件"(1991.5修改稿),降阻剂之所以能降低土壤接地电阻,主要有以下三方面的作用:(1) 降阻剂本身的电阻率应很低,一般都应小于5Ω.m,把降阻剂包在接地体周围,同土壤的电阻率相比,降阻剂的电阻率一般要小两个数量级,因此可忽略降阻剂的电阻,把降阻剂视为金属,这就相当于把接地体尺寸增大,达到降低接地电阻的目的。
(2) 降阻剂的使用增大接地体与土壤的接触面积,从而减少了接地体与土壤之间的接触电阻,并具有吸潮性而保持接地体附近土壤的潮湿性。
(3) 在接地体周围使用固体降阻剂在敷设时的糊状降阻剂浆液会在土壤一定范围内发生渗透,并向外扩散,使渗透区间的土壤电阻率大大降低。
2 降阻剂的特性和选用目前降阻剂配方各异、质量高低不等,价格悬殊、用量不一,因此在选择降阻剂的时候,要慎重从事,在优先考虑产品质量和施工方便的前提下,再考虑价格以及用量等问题,尽量选择在本地区或其它地区电网已有施工、运行经验的产品。
降阻剂在地网改造中应用实例林永强(福建省莆田市气象局 福建莆田 351100)摘 要 本文以高土壤电阻率地区的微波发射台接地网改造为例,简述降阻剂降阻机理和接地优化设计原理,并从地网优化设计方案的选择、降阻剂的选用、地网接地设计到实测结果比较,认为采用降阻剂进行降低接地电阻的优化设计方案是切实可行的。
关键词 降阻剂 地网降阻 优化设计前 言壶公山微波发射台位于莆田市壶公山山顶,海拔高度711m ,由一幢42m 长, 16m 宽,9m 高的综合机房楼和一座61m 高的发射铁塔组成。
综合楼内设有微波机房和发射机房,其接地装置采用共用接地系统。
经检测地网接地电阻值平均为33.5Ω,不符要求,需改造。
由于该台地处山脉边缘、地势陡峭、场地狭小、地形复杂的山顶上,土壤覆盖层很薄,植被少、含水量小,多为岩石土壤,经实测平均土壤电阻率为2600Ω·m。
因此,在这样的土质上改造接地网,降低接地电阻其难度可想而知。
为此,作者对这次地网优化设计方案、降阻材料选择、接地电阻估算及施工实践进行总结,希望能对以后类似的接地装置设计和施工提供一些借鉴作用。
1 地网优化设计方案1.1 接地电阻值的要求该台有微波和电视发射两个机房,按现行国家规范的规定,分别确定其接地电阻值。
微波机房参照《微波站防雷与接地设计规范》YD2011-93 第4.0.1条和《电力系统微波通信工程设计技术规程》DL5025-93的规定,要求地网工频接地电阻值≤10Ω。
电视发射机房参照《广播电视发射设备安全要求》SJ/T11150-1997规定第7.1.2条“安全接地的实现不应依赖机壳、机架的导电性来完成,应专门敷设阻抗不大于0.1Ω的导体与大地连接,大地连接端的地电阻应不大于1Ω。
” 的规定,要求地网工频接地电阻值≤1Ω。
微波和电视发射机房采用共用接地系统,其接地电阻按其中最小值确定(即≤1Ω)。
但同时受地形、地质条件以及改造资金限制,又应该台要求,所以在所有设备严格按规范要求进行等电位接地处理基础上,接地网工频(冲击)接地电阻按≤10Ω进行设计施工。
所有的接地装置都必须以大地为基体并构成回路,所以接地装置的接地电阻离不开自然土壤电阻率的影响。
从上述的接地电阻计算公式中可看出:接地装置的接地电阻R与装置所在地区的自然土壤电阻率P0成正比。
然而,自然土壤的电阻率一般都较大,其值大致的在102~106Ω·M,(将表4)因此,在接地装置设计与施工中,常会因土壤电阻率过大而造成的困扰。
当降低接地装置的接地电阻,采用接地降阻剂是较有效的措施。
降阻剂的作用是一种化学处理的方法,它是众接地体周围加入离子生成物质,以改善土壤的导电性能,这种物质的作用是增大接地体的有效半径,从而增大接地体的流散面积,使接地电阻降低。
使用降阻剂还可减小接触电阻。
接地除阻剂的材料可分为盐类(有机盐与无机盐)和凝胶两种,盐类(如氯化钠、硫酸铜等)可融解于水,能因降雨和地下水的冲洗而流失,目前已很少采用:当前使用比较多的是凝胶类降阻剂。
它们有:丙稀酰胺凝胶,硅酸盐凝胶,亚铁氰化铜凝胶和石墨与水的混合物等。
不管由何种化学物质组成的接地降阻剂,其基本性能应满足下列要求:1)良好的导电性能:降阻剂的电阻率P0应远小于自然土壤的电阻率P0,一般要求P1≤5Ω·M2)长效的降阻能力:接地工程是地下的隐蔽工程,而且自然土壤的电阻率受环境、季节变化而有变化,因此要求降阻剂的功能应长期有效,使用寿命应大于30年。
3)对金属的耐蚀、缓蚀性:降阻剂是金属接地体与自然土壤之间的中间媒介物,除受到地下环境条件影响外,还需要考虑接地体在电流的电化学作用下,降阻剂不但本身应无腐蚀性,而且要对接地体起缓蚀作用,这样才能保证接地体的使用寿命。
为此要求降阻剂的PH值大于7.5,是碱性或弱碱性,这样既能隔绝自然土壤中有害成分的侵蚀,又能在金属表明形成钝化保护膜。
4)能耐受大电流的冲击:接地装置的流散电流在正常运行是是很小的,一般只是毫安量级(这些流散电流往往是由电力系统三相不平衡所引起的。
)而当受到雷击或发生相地短路时,会有很大的电流流过接地装置,对于雷电来说,接地电流可达几十千安,因此要求降阻剂在如此大电流冲击下不致炽热、自燃或形成挥发物,而应具有反复通流耐受冲击的性能。
浅谈降阻剂的机理及应用摘要:关于降阻剂的降阻效果是不可置疑的,因为降阻剂已在实际的接地工程中得到大量的,长期的应用,并被写进国家标准和相关行业标准。
降阻措施中就有:“填充电阻率较低的物质或降阻剂”,但是降阻剂在实际的工程应用中确实存在有一系列的问题,比如降阻剂的腐蚀性问题,降阻效果问题,降阻稳定性问题,以及对地下水资源的污染问题。
这里大多是由降阻剂的产品质量引起的,但也有一些是由于使用方法不当造成的。
另外,也有一些降阻剂的降阻效果和防腐效果都很好,且性能稳定,寿命长,长期以来在接地工程中得到成功的应用。
因而在这里有必要对降阻剂的性能,选择、使用等方面进行认真的分析和讨论,以使广大接地工作者能正确合理地使用降阻剂。
关键字:降阻剂机理接地体一、降阻剂的降阻机理降阻剂的降阻机理一般有以下几个方面:1、由于降阻剂的扩散和渗透作用,降低接地体周围的土壤电阻率,关于扩散和渗透作用,一般化学降阻剂强于其他型式的降阻剂,膨润土类的降阻剂扩散和渗透作用较差,但降阻剂的稳定性和长效性与扩散和渗透作用是矛盾的。
扩散和渗透好的降阻剂其稳定性和长效性都比较差,因为扩散和渗透性强的降阻剂容易随雨水的流失而流失。
2、接地体同周围施加降阻剂后,相当于扩大了接地体的有效截面,这机理对固体降阻剂和膨润土类降阻剂最为明显,而化学降阻剂和树指状的降阻剂随着时间的流失有效截面的增大则不太明显,会越来越小。
3、消除接触电阻,接地体的接地电阻可以分为两部分,一是接地体与周围的大地所呈现的电阻Rd;二是接地体与周围土壤的接触电阻Rj,Rj=Rd+Rj,Rj 的大小与接地极周围的土壤有关,一般土质越密实,接触电阻越小,土壤越松散,接触电阻越大;接触电阻还与电极表面状况有关,接地极表面越光滑,接触电阻越小,接地极表面越粗糙,接触电阻越大。
接地极生锈后,接触电阻会逐渐增大。
接地体施加降阻剂后,会减少或消除接触电阻,但只有某些物理降阻剂和膨润土类降阻剂才具有这方面的功能,而化学降阻剂和流质降阻剂则不具有这方面的功能,有些降阻剂由于腐蚀还会使接触电阻变大。
物理降阻剂在接地工程中的应用(Grounding with Carbonaceous Backfills)我国国土面积中70%以上是山地、丘陵、沙漠,自然土壤率一般在几百欧上千欧, 在这些地区设置接地装置很难达到规定的要求,其工频电阻和冲击电阻都有待改善,在工业比较集中的地区,不仅土地资源紧缺而且价格高昂,也是机械系统供电中心,工频接地短路电流随之增大,要求接地装置的工频接地电阻更小,因此从建设投资和经济性上都期待新的措施来改善现有传统接地。
一、降阻剂的性能我国在70年代开始研究降阻剂,通过几十年的发展,技术已经比较完善,已经在接地工程中作为辅助材料和技术手段开始大量使用,质量合格的降阻剂应具备以下接地工程技术特性:1、好的导电性降阻剂本身的电阻率应远小于自然土壤电阻率,只有这样才具备实际价值由于一般的土壤电阻率ρ=10²~10³Ω.m,所以降阻剂要求ρ≤5Ω.m 。
2、长效降阻功能接地工程属于地下隐蔽工程,其土壤的含水量受环境、季节影响变化比较大因此要求降阻剂的功能要长期有效,其使用寿命应大于30年。
投入使用应无失效或其它不良反映。
3、提高金属耐腐蚀性能降阻剂是接地电极和土壤之间的媒介物,除了要考虑地下环境的影响外还要考虑接地装置在泻流时形成的电化作用,降阻剂不仅本身应无腐蚀性,还要对金属起到保护作用,提高接地装置的使用寿命,降阻剂的pH值应在7-12之间,呈碱性或弱碱性,既能有效的防止土壤中的酸、碱、盐、湿度影响,有可以在金属接地极表面形成钝化保护膜。
4、耐受大电流冲击接地装置正常运行时只是不平衡电流,通常只是毫安到安培级电流,遭到雷击或短路电流时,接地极下泻的电流高达千安到百千安,降阻剂在大电流的情况下不发热、燃烧或形成挥发物。
5、具有一定的负阻特性由于土壤中存在一定的空气间隙,因而接地装置在自然土壤中的接地电阻呈现有电容性,准确地说应称为接地阻抗。
而且工频下的接地电阻要比冲击波下的冲击阻抗大,这样就使接地装置在大的电流冲击下的暂态地电位比按欧姆定律推算的地电位低,使得接地装置更趋安全。
降阻剂用途及用量一、物理降阻剂的构成原理物理降阻剂是由强导电材料、防腐材料、固化材料及填充材料等组成。
强导电材料用来降低接地电阻;防腐材料抗腐蚀,用于延长接地体使用寿命;固化材料起凝聚作用,一方面使降电阻剂不会被雨水冲掉或流失,另一方面,能使降阻剂与接地体紧密结合,形成一体,并起到吸水及保水作用。
二、物理降阻剂的降阻原理接地电阻主要有下面三个方面构成:接地线和接地极本身的电阻;接地极表面与土壤的接触电阻;从电极开始向远处扩散的电流所经过的路径的电阻。
因为接地极及其引线多为金属材料,其阻值较小,所以(1)项可不考虑其对接地电阻的影响。
可以说(2)和(3)项几乎占有全部的接地电阻值,因此改善此二项的阻值,使之整体接地电阻值降低是很重要的方面。
1、降电阻剂降低接触电阻的机理将降电阻剂用于金属接地体周围后,其首先紧紧地包裹在接地体的周围,并与土壤层紧密连接,形成一个较大直径的导电体,而且此导电体会在大地中出现树枝状的延伸体,产生树枝效应(降电阻剂通过土壤缝隙向周围土壤里渗透),这样降阻剂成为一个最好的媒体,其内层与金属接地体紧密相连,而其外层又与土壤紧密相连,从而大大地降低了接地体与土壤的接触电阻。
2、降阻剂增大了金属接地体的尺寸,从而降低了接地电阻降阻剂本身的电阻率很小,物理降阻剂的电阻率仅为0.51&Omega.m (在国内众多降阻剂中是很先进的),把降阻剂包在接地体周围,同土壤的电阻率相比,降阻剂的电阻率一般要小两个数量级,因此可忽略降阻剂的电阻,把降阻剂视为金属,这就相当于接地体的尺寸增大了,从而达到降低接地电阻的目的。
3、改善土壤环境,降低土壤的电阻率。
在接地体周围使用降阻剂敷设时,糊状降阻剂浆液会在土壤一定范围内发生渗透,并向外扩散,使渗透区间的土壤电阻率大大降低。
这也正是我们在施工过程中经常遇到的,越是土壤电阻率高,越是土质恶劣的风化岩等,用了降阻剂后降阻效果越显著的一个重要原因。
降阻剂简介降阻剂由多种成份组成,其中含有细石墨、膨润土、固化剂、润滑剂、导电水泥等。
它是一种良好的导电体,将它使用于接地体和土壤之间,一方面能够与金属接地体紧密接触,形成足够大的电流流通面;另一方面它能向周围土壤渗透,降低周围土壤电阻率,在接地体周围形成一个变化平缓的低电阻区域。
而这些原材料主要以湖南地方盛产为主。
降阻剂用途十分广泛,用于国民经济的各个领域中。
它用于电力、电信、建筑、广播、电视、铁路、公路、航空、水运、国防军工、冶金矿山、煤炭、石油、化工、纺织、医药卫生、文化教育等行业中的电气接地装置中。
降阻剂能减少施工工作量,可少打接地体,尤其可用水平接地体代替难于施工的垂直接地体(在山区及岩石地区等)。
施工方便,可解决施工场地受局限的困难,可大量节省金属材料,具有长效性与稳定性,防腐性能好。
较少受气候的影响。
综合技术经济性好等。
类型降阻剂的选择根据实际情况选择合适的降阻产品。
最常见的降阻剂有化学降阻剂和物理降阻剂两大类种;选择时应注意事项:1、(质量)合格的降阻产品是经国家相关检测部门检测,各项技术指标完全符合我国现行《接地降阻剂暂行技术条件》要求的。
2、(包装)本产品采用双层包装,内层为PVC袋,外层为编织袋。
3、(标识)编织袋上标有产品名称、型号、厂名。
4、(运输)运输时要注意防雨、防潮、防硬物损坏包装。
5、(贮存)降阻剂应贮存在不受雨淋和水浸场所。
户外贮存时要有防雨、防暴晒措施。
只要不开封和无包装破损,不遭水浸,其保存期为两年。
施工现场发生被雨水浸湿异常情况时,应在2天内使用。
被水浸泡的降阻剂可作为细土回填使用。
3、降阻剂的使用:以下两点情况中使用最常见;(1)为降低工作接地、保护接地、雷电保护接地、防静电接地和抗干扰接地的接地装置接地电阻;(2)为改善装置的品质和延长其使用寿命。
适用于发电厂、变电站接地网、电力和通讯线路的杆塔接地,各类弱电设备的防雷与抗干扰接地、油库、炸药库和其他易燃易爆品储藏及生产场所的接地。
浅析降阻剂的应用
发表时间:2017-10-16T13:51:02.650Z 来源:《防护工程》2017年第16期作者:方琴1 刘威2 [导读] 降阻剂在降低防雷接地、工作接地、保护接地、防静电接地和抗干扰接地的接地装置接地电阻。
1.浙江东方防雷工程有限公司浙江杭州 310016;
2.宁波市镇海区气象局浙江宁波 315206
摘要:降阻剂是一种高导电性能的载体,在实际接地工程中用于降低接地电阻,降阻剂使用时要先了解其性能和选择方法,以利于正常有效的发挥降阻剂的功能。
关键词:降阻剂接地雷电防护
降阻剂在降低防雷接地、工作接地、保护接地、防静电接地和抗干扰接地的接地装置接地电阻,改善接地装置的品质和延长其使用寿命中发挥着重要的作用。
为了能更好的掌握其性能,在接地设计施工中发挥降阻剂的作用,本文将作如下探讨。
1降阻剂的类型
目前市场上降阻剂的类型主要有:(1)物理降阻剂,主要以非电解质固体粉末为导电材料,强碱弱酸盐为胶凝物;(2)化学降阻剂,导电主体为电解质,主要以含有导电介质的金属盐类为胶凝物,使用后会有新的物质产生;(3)导电水泥降阻剂,以水泥为基料,混合导电无机盐或非电解质固体粉末为导电材料;(4)稀土类降阻剂,主要以膨润土(非金属矿)为基料加入一定比例的添加剂后形成的降阻剂。
2降阻剂的降阻机理
2.1 扩散和渗透作用降低接地体周围土壤电阻率
一般化学降阻剂这种作用强于其他型式的降阻剂,膨润土类的降阻剂较差。
缺点是扩散、渗透性好的降阻剂稳定性和长效性较差。
2.2 吸水性和保水性改善并保持土壤导电性能
某些降阻剂吸水保水性较强,吸水后体积膨胀并能长期保持水分成为浆糊状,使接地电阻保持稳定不受气候影响。
2.3 减小接地电阻
某些物理降阻剂可以在接地体施加降阻剂后会减少或消除接触电阻,进而减小接地电阻(接地体的接地电阻R还与电极表面状况有关)。
化学降阻剂和流质降阻剂,由于腐蚀等原因会使接触电阻变大,不利于减小接地电阻。
2.4 扩大接地体有效截面积
固体降阻剂这种作用最为明显,而化学降阻剂和树脂状的降阻剂会随着时间的延长而流失,有效截面积的增大作用会越来越小。
3主要性能要求
具有较低的电阻率,不应污染土壤、水源、空气和环境,不应含有对人体有害的重金属和放射性物质;接地体的腐蚀率小于相应土壤对接地体的腐蚀率;降阻剂应呈现中性或弱碱性,具有良好的稳定性和长久性;应有良好的抗大电流冲击特性,经冲击通流试验后,降阻剂试品的电阻增加值不得大于通流前的10%;工频通流试验后,接地降阻剂试品的电阻增加值不得大于通流试验前的10%。
4降阻剂在使用中存在的问题分析
4.1 腐蚀接地体
这是防雷接地系统中反应最为强烈的问题。
一些杂牌的无机降阻剂、火山灰降阻剂及一些矿渣降阻剂强烈腐蚀金属接地体。
在刚使用后的短期时间内有一定的降阻效果,但金属接地体腐蚀后,降阻效果随时间的推移迅速下降。
经检查发现一些使用降阻剂的防雷接地地网,会出现降阻剂严重腐蚀接地体甚至致其断裂的现象。
4.2 降阻效果不稳定
一些加入大量无机盐类的化学降阻剂、流质降阻剂短期降阻效果明显,但其所含无机盐会随着雨水迅速流失而失去降阻效果,接地电阻迅速反弹回升。
有的工程还没完结,所用降阻剂已经失效。
4.3 降阻效果可预计性差
中小型接地装置降阻剂的降阻效果不可置疑,而大型接地装置施加降阻剂后会存在相互屏蔽的问题,降阻效果可预计性差。
4.4 施工工艺不合格影响降阻效果
若无合理、正确的施工工艺很可能会造成腐蚀接地体,或降阻效果不够的后果。
降阻剂的施加、填埋、回填土等每一个环节都要注意。
降阻剂施加不均匀,中间有脱节现象的就会发生接地体锈蚀。
埋深降阻剂上面的回填土不合要求,可能会造成降阻剂失效和金属接地体腐蚀的不良后果。
4.5 环境污染
降阻剂中如含有重金属等有毒物质就会对土壤、地下水资源等造成污染。
5降阻剂标志、包装、运输与储存
产品一般采用双层包装,内层为PVC袋,外层为编织袋。
标志要在包装箱上应注明:(1)公司名称;(2)商标;(3)地址;(4)产品名称;(5)型号;(6)生产日期。
在合格证上应注明:(1)产品标准号;(2)产品编号;(3)检验号;(4)生产日期。
运输时要注意防水、防潮、防硬物损坏包装。
降阻剂应储存在不受雨淋和水浸场所。
户外储存时要有防雨、防暴晒措施。
施工现场发生被雨水浸湿异常情况时,应在两天内使用。
被雨水浸泡的降阻剂可作为细土回填使用。
6施工及通用要求
6.1 项目及要求
(1)降阻剂应是同一品牌、型号的产品;(2)水清无污染、水中无泥沙、树枝等杂物;(3)沟、孔的尺寸、形状等符合设计要求,四周要平整,沟、孔内无杂物;(4)垂直接地极居孔中央放置,水平接地极水平居中,离沟底距离不小于40.0mm且均匀敷设;(5)接地引下线已按设计要求进行热镀锌或其他方式处理。
降阻剂的调制:按水:降阻剂0.4~0.6:1.0的重量比充分搅拌直至成黏糊状。
水平接地体用水量以刚好能够湿润全部干粉并可搅拌成糊状即可;垂直接地体孔用降阻剂加水量可适当增加(过多的加水量会延长施工时间)。
6.2 包覆与初检
将调好的糊状降阻剂倒入接地沟、接地孔内直至全部包覆住接地极,并初测包覆厚度不小于40.0mm,钻孔四壁包覆充实,不足时要及时补填。
6.3 回填与夯实
待降阻剂初凝后,详细检查降阻剂包覆应表面均匀、充实、无杂物,包覆体厚度最薄处不小于40.0mm,不足时要补填降阻剂。
检查无误后,回填20.0mm以上的无硬物和树枝的细土,再覆盖其它土壤并夯实。
夯实后的回填土应略高于四周地平面以利于土质沉降。
6.4 对引下线的要求
接地引下线在地表交界段需全段涂刷两至三道环氧沥青漆、防腐漆或其它耐久漆,其地下段长度应使埋入降阻剂的部分不应小于20.0mm,地表上面部分长度不应小于30.0mm。
6.5 深井接地
必要时可以采用深井接地。
通常施工时先钻孔,孔径为80.0mm~150.0mm,接地电极用四壁上钻有φ10.0mm~15.0mm通孔的钢管。
用压力将调制好的降阻剂注入管内,通过壁孔使降阻剂从内外两侧包围钢管并充实整个钻孔。
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