- 接地裝置的自我保護(hù)
- 碳鋼接地裝置
- 采用有色金屬材料作為接地裝置
這要從其可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面考慮。在接地材料的具體采用上，可以清楚地說明這一點(diǎn)。
1.碳鋼接地裝置以往的接地裝置，大多采用圓鋼、扁鋼、角鋼或鋼管等碳素鋼材。這些材料取材方便，價(jià)格便宜，在一般場(chǎng)合下能達(dá)到接地目的；并且鋼材剛性大，焊接技術(shù)成熟，因此施工方便。但是，鐵是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的元素，在常溫常濕的條件下就能與多種非金屬元素及鹽類發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會(huì)銹蝕和腐蝕。在沿海地區(qū)、鹽堿地帶及產(chǎn)生化學(xué)腐蝕物質(zhì)的工廠周圍，其銹蝕、腐蝕的速度就大的驚人。在一般的土壤中，碳鋼的年平均腐蝕厚度在0.2mm左右；在常溫的NaCl、CO2環(huán)境中，其腐蝕厚度在0.5-1.5mm之間；在酸性環(huán)境中，則要超過1.5mm；在嚴(yán)重污染的環(huán)境中，最大年平均腐蝕厚度甚至達(dá)到3mm。
為減緩腐蝕速度，后多采用熱鍍鋅件。鋅的抗腐蝕能力比鐵高，在一般土壤中，年平均腐蝕厚度僅有0.065mm；但是，我國的熱鍍鋅層厚度一般只有0.05-0.06mm。也就是說，鍍層只有一年的保護(hù)作用。也有采用加大截面的方法來延長使用年限的，其結(jié)果是表面積擴(kuò)大了，每年的腐蝕量也增加了，預(yù)期的目的也難以達(dá)到。
碳鋼接地系統(tǒng)雖然第一次投入的成本較低，施工也方便，但是由于其不能進(jìn)行較好的自我保護(hù)，一次投入的使用年限較短，其實(shí)并不經(jīng)濟(jì)。從可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面來綜合評(píng)價(jià)，碳鋼不是有良好自我保護(hù)性能的理想接地材料。
有色金屬材料接地裝置與碳鋼相比,多數(shù)有色金屬電阻值低,并且有較好的選擇性抗腐蝕性能力。
常用的有色金屬材料有銅、鋁、鉛、鋅等,在接地材料中用的比較多的是銅和鉛。其中銅在低濃度的NaOH,CO2,海水等環(huán)境中有較好的抗腐蝕能力,鉛在H2SO4,SO2的環(huán)境中顯得特別穩(wěn)定,在較高濃度(90%)得H2SO4環(huán)境中,常溫下年平均腐蝕厚度也不足0.05mm;鋁在NH3,CO2,醋酸等環(huán)境中,年平均腐蝕厚度大多不足0.05mm;鋅比較適應(yīng)的是堿性環(huán)境.因此采用有色金屬材料作為接地裝置,一般可針對(duì)腐蝕介質(zhì)得情況有所選擇,其耐腐蝕能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碳鋼。
但是,有色金屬材料也有其不足之處.其一是價(jià)格昂貴,尤其是銅。其二,是鋼性不夠，施工困難。解決著問題的途徑是加大截面。然而，接地體直徑增加30%，截面積就要增加70%；直徑增加50%，截面積就要增加125%，也就是要多耗用70%~125%的金屬材料，使一次性投入的成本成倍地增加。
有色金屬材料接地裝置雖然耐腐蝕，有較長的使用年限，但是因?yàn)樘唤?jīng)濟(jì)，所以沒有被普遍采用。它的經(jīng)濟(jì)性影響了自我保護(hù)功能。
3．復(fù)合材料接地裝置它以碳鋼為基體，采用高溫高壓等特殊工藝手段，復(fù)合上一層有一定厚度的有色金屬。這種復(fù)合材料一投入市場(chǎng)，就引起了關(guān)注，經(jīng)上海、南京、北京等地一些工程項(xiàng)目采用，證明該復(fù)合材料有良好的時(shí)效性和經(jīng)濟(jì)性，也就是具有較好的自我保護(hù)功能。
首先，復(fù)合層的選擇是由設(shè)計(jì)部門根據(jù)土壤和腐蝕介質(zhì)的具體情況及具體工程對(duì)接地規(guī)范的要求決定的，生產(chǎn)部門根據(jù)計(jì)劃規(guī)范，有針對(duì)性地采用不同的有色金屬材料及復(fù)合層厚度，故這樣的復(fù)合材料接地裝置都有較好的自我保護(hù)功能和接地有效性，能在較長的年限內(nèi)保證接地的絕對(duì)有效。
其次，復(fù)合材料的碳鋼基體有足夠的剛性，保證施工的順利進(jìn)行，不必再擴(kuò)大截面。從一次性投入的成本來看，復(fù)合材料要高于碳鋼，但是結(jié)合二次施工甚至至于三次施工的因素來看，復(fù)合材料仍是經(jīng)濟(jì)的，而與單純有色金屬材料相比，復(fù)合材料的一次性投入要低得多，在防腐效果方面卻是相近的。
另外，從節(jié)約資源的角度來說，復(fù)合材料與碳鋼相比，因?yàn)槭褂媚晗揲L，所以能節(jié)約寶貴的土地資源；與有色金屬材料相比，則可以節(jié)約大量的有色金屬材料資源。
綜上所述，在接地裝置的自我保護(hù)這一課題中，復(fù)合材料因?yàn)榛旧辖鉀Q了這一課題中的所有問題，達(dá)到了接地裝置的時(shí)效性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，是目前接地設(shè)計(jì)的最佳材料選擇。
