接地是為保證電工設備正常工作和人身安全,而采取的一種用電安全措施,通過金屬導線與接地裝置連接來實現,常用的有保護接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地等。接地裝置將電工設備和其他生產設備上可能產生的漏電流、靜電荷以及雷電電流等引入地下,從而避免人身觸電和可能發生的火災、爆炸等事故。
電器中,接地線就是接在電氣設備外殼等部位,及時的將因各種原因產生的不安全的電荷或者漏電電流導出的線路。高壓接地線是用于線路和變電施工,為防止臨近帶電體產生靜電感應觸電,或誤合閘時保證安全之用。攜帶型高壓接地線由絕緣操作桿、導線夾、短路線、接地線、接地端子、匯流夾、接地夾。
高壓接地線制作工藝優良-- 導線夾、接地夾是采用鋁合金壓鑄成形;操作棒采用環氧樹脂彩色管,絕緣性能好,強度高、重量輕、色彩鮮明、外表光滑;接地軟銅線采用多股軟銅線絞合而成,并外覆柔軟、耐高溫的透明絕緣護層,可以防止使用中對接地銅線的磨損,銅線達到疲勞度測試需求,確保作業人員在操作中的安全。按部頒規定,接地線必須是 25mm 2 以上裸銅軟線制成。
防雷是指通過組成攔截、疏導后泄放入地的一體化系統方式,以防止由直擊雷或雷電的電磁脈沖,對建筑物本身或其內部設備造成損害的防護技術。鍍銅圓鋼就是銅線和鋼線相互攪在一起一種絞線,鍍銅圓鋼是利用低壓高頻信號的趨膚效應,在高頻區沿表面行走,所以只要銅層厚度達到一定范圍,某個頻率段的信號就能被確保傳遞。
銅起到傳導弱電信號的作用,鋼絲則起到支撐作用,鍍銅圓鋼的應用領域非常廣泛,能夠適用于南方酸雨地區、北方與西北方風少二氧化硫較重的地區。其防腐年限能夠銅絞線同步。
鍍銅扁鋼具有銅層厚、阻值低、耐腐蝕性強、強度高方便、電氣連接性能好等優點,廣泛用于輸變電和通訊線路、電站、建筑物及天線的接地裝置中,也可用于計算機等電子設備的接地系統,并可與接閃器(避雷針、避雷線)及引下線組成防雷接地裝置。
包裝后的銅包鋼接地棒必須具備標簽字跡清楚。銅包鋼接地棒木箱,包裝外加防潮紙、塑料薄膜、塑編封口并加防撞竹編保護。銅包鋼接地棒不得與有腐蝕的物品同放一庫。室內應通風干燥,線盤應橫放。禁直立與地面接觸。運輸中應加蓋防雨布。嚴禁機械操作。產品表面嚴禁三角物磕碰。裝卸時應采用吊裝。嚴禁從高處扔下,造成線盤損壞。
由于的銅與鋼屬分子結合,且銅層厚,在施加30t/cm2的壓力后,觀察銅與鋼的界面無裂縫。將一截接地極沿縱向切去一半,然后彎曲180°結果銅與鋼的界面無裂縫。采用焊接方式連接時,焊接處焊縫應飽滿并有足夠的機械強度,不得有雜渣、裂紋、虛焊、氣孔等缺陷,焊接處的藥皮敲凈并處理干凈后,刷防腐涂料做防腐處理。
按設計在接地體布孔位置處鉆孔后放入納米碳接地體,納米碳接地體的安裝嚴禁采用敲擊安裝方法。當接地體安裝入安裝孔(井)后其回填土不應夾有沙石和建筑垃圾等,在回填土時應分層夯實。使用熱熔焊接,接點牢固,抗腐蝕,施工方便,工效高。
由于銅包鋼復合材料具有良好的導電性能、較高的機械強度、尤其是外層包覆的銅層具有良好的抗腐蝕性能,所以目前已被廣泛地應用于接地裝置中。現我國有關標準中都規定接地導體均可采用銅包鋼復合材料。銅包鋼復合材料替代型鋼或鍍鋅角鋼作接地導體,已日益被各設計院和工程施工單位接接受、采用、重視和普及。
1、銅包鋼接地極一般選用圓鋼或鋼管制成,其直徑不該小于下列數值:選用直徑為19mm鍍鋅圓鋼。屋面上的避雷針選用直徑25mm鍍鋅鋼管。水塔頂部避雷針選用直徑25mm或40mm的鍍鋅鋼管。選用鍍鋅鋼管管制作針尖,管壁厚度不得小于3mm,針尖刷錫長度不得小于70mm,避雷針應垂直裝置牢固,垂直度允許誤差為3/1000。
2、焊接要求焊接應選用搭接焊,其搭接長度契合規定。扁鋼為其寬度的2倍,且至少3個棱邊焊接,煙囪頂上避雷針選用直徑25mm鍍鋅圓鋼或直徑為40mm鍍鋅鋼管。避雷環用直徑12mm鍍鋅圓鋼或截面為100mm2鍍鋅扁鋼,其厚度應為4mm。圓鋼與扁鋼銜接時,其長度為圓鋼直徑的6倍。金屬部件鍍鋅,操作時留意保護鍍鋅層。
3、銅包鋼接地極產品設計主要用途可以為家用電器防電、防雷擊,采用銅包鋼材質的接地棒具有良好的導電性能,較強的機械強度。表面包覆的銅層具有良好的腐蝕和導電性能。導線與棒體上端采用焊接處理工藝,加上外面的塑料包裹,使接線更優良,避免引線接觸不良導致接地電阻增加而降低本產品的功效。
4、每種接地棒、銅包鋼、扁線、圓線的使用方法可能有所不同,該銅包鋼接地極的使用主要注意:選擇離接地連接點較近的位置施工;銅包鋼接地棒插入泥土尺度不宜超過引線連接部位;如接地點與設備太遠可用導線連接至接地棒,為良好連接建議使用銅芯導線,并有足夠粗的線徑;連接處需用膠帶纏繞防止接觸不良或長時間暴露氧腐蝕。
在防雷與接地裝置安裝技術中,接地體包括人工接地體和利用柱內鋼筋、深基礎作為接地體,其中人工接地體要保證接地體位置的場地不被占用,而且表面要清理干凈。另外在利用柱內鋼筋作為接地體和利用深基礎作為接地體時,要求底板筋與柱筋的連接處是焊接完好,引出位置合理。
在安裝防雷與接地裝置時,要先了解防雷裝置,裝置的部件采用鍍鋅的材料或者銅包鋼材料,并且在安裝施工的過程中,應時刻注意鍍鋅層和銅包層是否完好無損,這里說的銅包鋼材料主要有銅包鋼圓鋼,鍍銅扁鋼和銅包鋼接地極三種材料,而主要的鍍鋅材料也有多種,扁鋼、圓鋼、角鋼等都是其主要材料,每一種材料都是必不可少的。
操作中還需要使用很多其他的材料,如乙炔、氧氣、電焊條、瀝青油、防腐油、黑色油漆和銀粉等。材料準備充足后,要備好工具,如手錘、大錘、電錘、手砂輪,切割機、還有線墜、卷尺、緊線器、沖擊鉆和電焊機等都是不可缺少的。在安裝操作過程中,要知道不同材質需要注意的事項。利用鍍鋅材料接地的扁鋼搭接時,其長度是有講究的。
要注意鍍銅扁鋼寬度的2倍是銅包鋼圓鋼的6倍,并保證至少焊三邊,保持90°的角度斜撐搭接,而且焊接處的焊渣要清除干凈,并用瀝青做好防腐工作,還要保證滿足規范的電阻接地。利用銅包鋼接地線安裝時,接地線與銅包鋼接地極一定要用專門的連接頭連接,而且設備與銅包鋼接地線也必須用專門的連接器相連,連接器要做到一段與設備焊接相連,一段通過壓片與銅包鋼接地線壓接相連。
建筑物的電源線進線作PE線重復的接地,并按設計要求做好不帶電金屬外殼設備的接地工作;如果設備太大就應該保證至少有兩個接地點。安裝技術利用基礎圈梁鋼筋作自然接地體,并使用地梁或筏板等構件內的鋼筋,將電氣預埋件的基礎內鋼筋進行相互連接。防雷要實行共用接地的方法,并按規定要求的標準接地不大于1Ω進行實施測量,如果實際測量時并未達到,就必須增加人工接地極。
而且圓鋼與底板鋼筋搭接長度要大于底板鋼筋直徑的6倍;焊接處要做到焊縫飽滿,并保證有足夠的機械強度,沒有夾渣、咬肉、裂紋、虛焊和氣孔等缺陷現象;焊接處也要注意做好防腐處理工作;焊接完畢后一定要用藍或紅色油漆在引下線上做好標記。防雷接地工作體現出系統性、復雜性的特點,相關人員要認真對待每個細節,做好外圍的準備工作,加強安裝施工技術質量管理。
銅包鋼接地棒是以提高接地導體內部導電性能,降低接地導體外部土壤電阻率為理論依據所設計生產的。產品具有施工簡便、占地面積小、無環境污染、使用壽命長及阻值低等優點。適用于一般環境和潮濕、鹽堿、酸性土壤及產生化學腐蝕介質的特殊環境,廣泛用于發電廠、變電站、輸電線路桿塔、通訊基站、機場、地鐵站、各種高層建筑、網絡機房、石油化工廠、儲油庫等場所防雷接地、防靜電接地、保護接地、工作接地等。
一、技術優勢
裝置自動調節功能強,不斷向電極周圍土壤補充導電離子,改善周圍土壤電阻率。 電極單元采用耐腐蝕的合金材料,高能回填料采用具防腐性能和耐高壓沖擊的化學材料為輔料,大大延長其使用壽命,保證使用30年。回填料以強吸水性、強吸附力和離子交換能力強的物理化學物質為主體材料。完成電極單元與周圍土壤的緊密結合,且將降低周圍土壤電阻率,有效增強了雷電導通釋放能力。
高能回填料能與接地極和周圍土壤充分接觸,大大降低接觸電阻。且流動性和滲透性好,增大與土壤的接觸面積,從而增大泄流面積。電極單元采用低導磁率材料,抗直擊雷感應脈沖襲擊強,防雷電二次效應。優異的接地效果和很強的調節功能,主要用于高土壤率地區和建筑物高度密集的城市。 由于其優異的接地效果,占地面積少,施工工程量小,節約材料。
二、結構
接地棒選用冷拉元鋼,用設備外鑄紫銅,厚度為0.3~0.5MM,含銅量99.9%,以保證其具有優良的導電性能和機械強度,該產品具有優良的防腐蝕性能。棒與棒之間可以采用銅制連接管連接,具有防腐效果。棒與棒之間接觸緊密,在將接地棒打入地下或采用驅動鉆鉆入地下時,驅動力直接作用于接地棒,分為螺紋連接和非螺紋連接。驅動頭由高強度合金鋼制成,可以保證驅動力順利打入地下。
銅包鋼絞線電纜制式銅覆鋼接地絞線,雖然在一定程度上解決了熱鍍鋅材料制作接地網的壽命、安全等問題,造價上又比純銅材料具有一定的優勢,但按照電纜規格制作銅覆鋼接地絞線銅層厚度,不及要求的0.254mm。隨著近幾年來電纜制式銅覆鋼接地絞線的逐步應用,其所具有的缺陷逐漸顯露出來。即股數多、空隙大、易存水土、易腐蝕、銅層薄、壽命短等問題。
銅包鋼圓鋼的制造工藝是采用水平連鑄,電氣性能佳,表層紫銅材料優良的導電特性,使其自身電阻值遠遠低于常規材料。防腐蝕性優越獨特,由于銅鋼結合界面采用高溫熔接,所以結合面不會出現殘留物,不會出現腐蝕現象;表面銅層較厚(平均厚度大于 0.3mm )耐腐蝕性強,使用壽命長達 50 年,可以大大的減輕檢修勞動強度。
該產品適用于一般環境和潮濕、鹽堿、酸性土壤及生產化學腐蝕介質的特殊環境等高要求的工作接地、保護接地、防雷接地、防靜電接地的水平和接地體。常用作屋頂女兒墻防雷帶和垂直接地引上、引下線、水平接地極連接等。
銅覆鋼接地材料具有鋼材不所具備的機械性能,及純銅材料免維護接地材料的防腐性能,是新型的接地材料,某些特定場合要求接地材料的截面必須足夠大,例如200kV變電站往往要求銅覆鋼接地材料的截面應至少185mm2,甚至更大,對應的銅覆鋼接地圓線直徑往往在16mm以上,銅覆鋼接地圓線硬度較大。
一般來說掛鍍銅覆鋼產品直徑超過12mm后難以調直,四維連續電鍍產品超過14mm后難以調直和折彎,掛鍍產品無法實現覆銅后退火,即使借助電動的調直設備,也無法將材料調直到足夠的直線度,這制約了銅覆鋼材料在實際中的應用。
施工流程:接地網位置勘察丈量→選擇開挖→接地極敷設→基礎接地極焊接→引下線焊接→清除焊渣→防腐處理→等電位連接→接地電阻測試→測試合格回填→接地點安全范圍標識。銅包鋼圓鋼施工現場全封閉施工,用線帶進行圍檔。做到施工現場與外界嚴格區分,確保施工與現場人員的安全。施工時,做好道路交通疏導。
施工期間按照施工需要布置施工場地,并嚴格執行交通管理,確保施工占地、圍擋對沿線人行交通不造成影響,車輛交通不造成較大影響,必要時根據現場主管部門要求,安排專職人員在路口疏解汽車、行人交通。電錘的炮頭和路面切割機在夯擊砼路面過程中要慢速旋轉,不得撞擊支撐或損壞其他設備。在旋轉半徑內不得站人,在夯擊砼路面過程中,必須有專人指揮,確保施工安全。
挖土時對地下管線、原接地網等各種設施不能造成損壞,按實際情況采用吊、托等加固措施,確保各種管線萬無一失。銅包鋼扁鋼與銅包鋼扁鋼搭接為銅包鋼扁鋼寬度的2倍,不少于三面施焊。銅包鋼扁鋼與鋼管,銅包鋼扁鋼與角鋼焊接,緊貼角鋼外側兩面,或者緊貼3/4鋼管表面,上下兩側施焊。焊縫飽滿,焊縫處不得留有焊渣。
基礎接地極焊接,按基礎接地網平面圖對照土建結構地梁鋼筋圖紙。所有焊接接頭均進行防腐處理,接頭處刷瀝青漆一遍。防雷引下線施工根據綜合布線要求施工。本工程實測接地電阻值不滿足要求時,增設人工接地體。在基礎施工時,選擇靠近建筑原引下線附近開挖增設接地極。
雷接地網的地溝開挖,為了防止跨步電壓和地電位反擊,每一個接地極須開挖一個不小于寬0.3m*深0.8m的地溝;安裝接地網,開挖地溝不小于寬0.3m,深0.8m,具體的數量以現場地質條件而定,地溝的開挖需考慮地下是否有埋地電纜或水管,開挖前需核實清楚,防止意外事故的發生或者引起一些不必要的損失。地溝開挖需分地質條件,水泥路面破開需要恢復路面硬化,其它沙石地面、土質地面開挖需要恢復平整。
銅包鋼接地棒采用Q235低碳鋼,經過大縮徑冷拉加工,克服了套管包覆法結合力差的的缺陷,增強了抗拉強度,且又保持韌性,外鍍99.9%純銅,銅層厚度有0.250mm 、0.smm、1.0mm等可供客戶選擇等。產品通過 1509001:2000質量體系認證,確保各項參數均符合要求。銅層牢固,耐腐蝕強,彎曲180度銅層不開裂、不脫皮。
接地棒具有很強的耐腐蝕性,因為使用的鋼具有高達60ON/mmZ的抗拉強度,所以借助沖擊鉆它們能到達地下深處(深達35m ),接地棒是由純度達99.9 %的電解銅分子覆蓋到鋼芯上制成。銅鍍層厚度有保障,可以用電子厚度測微儀在各點按規定的次數測量,厚度至少要達到0.250mm。
此厚度保證了鍍銅后制作的螺紋底部全部被銅覆蓋,接地棒銅鍍層厚度薄為0.250mm,保證在地下可使用30年之久。當電梯導軌作為主接地線時,應接成閉環。接地體由接地體和人工接地體組成時,連接夾應分別設置。接地體與人工接地體之間的連接點不得少于兩個。
每個電氣設備的接地必須通過單獨的保護導體連接到接地主線,或者通過單獨的接地導體連接到接地體。接地干干應連接到不同點及以上的接地網絡,自然接地體應連接到不同點及以上的接地干道或接地網。使用自然接地系統時,在自然接地系統的膨脹處或接頭處加跳線,以保證良好的電氣通路。
接地保護裝置的焊接應人員采用搭接法,比較小的搭接長度:扁鋼為寬度的2倍,并三面焊接;圓鋼為直徑的6倍,并兩個不同側面進行焊接。圓鋼與扁鋼作為連接時,焊接時間長度為圓鋼直徑的6倍,兩個方面側面可以焊接。焊接過程中必須更加牢固,焊縫應平直無間斷、無氣泡、無夾渣;焊縫處應清除環境干凈,并涂刷基層瀝青材料防腐。
鍍銅扁鋼的電鍍技術,在低碳鋼上電鍍純度為99.9%以上的電解銅而成,鍍銅層各點厚度為0.254mm以上,具體應用于設備接地引下線、地網水平接地導體、電纜溝及桿塔水平接地導體,布線整齊方便。鍍銅扁鋼是一種新型雙金屬復合材料,它既有鋼的高強度,優異的彈性,較大的熱阻和高導磁性,又有銅較好的導電性能和優良的抗腐蝕性能。
市面上的鍍銅鋼產品,一般有三種工藝,一種是電鍍,一種是包銅,還有一種是水平連鑄,水平連鑄成本非常高,一般用于接地的鍍銅鋼產品都不采用這種工藝。鍍銅扁鋼跟其他的水平接地導體相比,有著巨大的優勢:價格便宜。雖然鍍銅扁鋼的單價要比鍍鋅鋼的單價高,但是它的電流傳導能力和使用年限要比鍍鋅鋼強。
因為鍍銅扁鋼的電流傳導能力要比鍍鋅鋼高,在同一個接地項目中要達到同樣的引流的能力和接地電阻,鍍銅扁鋼的使用量要比鍍鋅鋼少。綜合比較在同一個接地項目鍍銅扁鋼造價與鋼材接地系統造價相當。再從長期比較,使用鍍銅扁鋼接地系統的年限長達40年,而使用鍍鋅鋼的接地系統使用年限只有15年。使用鍍鋅鋼的接地系統每隔幾年就要開挖維護和改造。
接地系統改造比新建一個接地更費錢和耗時。長此以往,鍍銅扁鋼的造價要比鍍鋅鋼的單造價要低。防腐性能優異,使用年限長達40年。鍍銅接地體分為鍍銅圓鋼,鍍銅扁鋼,鍍銅角鋼,鍍銅鋼絞線等。鍍銅接地體的連接應采用放熱焊接。當采用通用的焊接方法時,應在焊接處做防腐處理。
鋼材,銅材的焊接應符合的規定:導體為鋼材時,焊接時的搭接長度及焊接方法要求應符合規定。扁鋼與扁鋼連接時,不應少于扁鋼寬度的2倍,兩個大面不應少于3個棱邊焊接;圓鋼與圓鋼連接時,不應少于圓鋼直徑的6倍,雙面實施焊接;圓鋼與扁鋼連接時,不應少于圓鋼直徑的6倍,雙面實施焊接。
扁鋼與鋼管、扁鋼與角鋼連接時,緊貼角鋼外側兩面或緊貼3/4鋼管表面,上、下兩側施焊,并應焊以由扁鋼彎成的弧形(或直角形)卡子或直接有扁鋼本身完成弧形或直角形與鋼管或角鋼焊接。導體為銅材與銅材或銅材與鋼材時,連接工藝應采用放熱焊接,熔接接頭應將被連接的導體完全抱在接頭里,要保證連接部位的金屬完全融化,并應連接牢固。
水平連鑄工藝制作的銅包鋼圓線,采用工頻爐將銅熔化后,溫度在銅熔點以上,但在鋼芯熔點以下,將已剝除氧化層進行清潔后的原材料穿過爐體,利用石墨套管在出爐位置使銅冷卻,包蓋在鋼芯上,利用控制套管的內徑來控制銅層厚度。新型連鑄銅覆鋼優點是銅層致密、銅厚可制成任意厚度,較軟態。
銅包覆在鋼芯上逐步冷卻的過程,相當于為鋼芯退火,使其變的軟態,初步生產出的產品再進行退火(8h+800℃)使其變得更加軟態。生產過程中無有毒有害物質排放,為高質量的符合環保的新型加工工藝。新型連鑄銅覆鋼接地線突破了傳統加工銅覆鋼材料工藝中銅層厚度的局限,可任意定制0.25--2mm,甚至更厚的銅層,能提供軟態大長度產品,例如1000米,甚至更長,有效減少接地裝置中的連接點。
電鍍工藝生產的銅包鋼接地線有兩種,一種是掛鍍工藝,一種是四維連續電鍍工藝。掛鍍工藝一般生產銅包鋼接地棒比較多,或者是鍍銅扁鋼,由于掛式電鍍加工工藝中電鍍液完全處于靜態,按照高斯定理,原材料不同位置電場密度不同,通過電鍍“堆積”在原材料表面的鍍層也會不均勻。
例如電鍍接地棒時,會形成越往兩頭銅層厚度越厚,中間越薄的情況,長度越長的材料更是如此。電鍍扁鋼時問題更為突出,薄邊的銅層厚度往往是寬邊中間厚度的2--3倍,這是電鍍工藝中無法避免的硬傷。四維連續電鍍銅覆鋼加工工藝,雖然改善了掛式電鍍產品銅層不均勻的問題,但因為原材料在鍍銅池內不能圍繞中心線轉動,因此鍍銅層也不會非常均勻。
鍍池中的鍍液的處理也會帶來環保問題,個別廠家為減少成本,不采用鎳層打底,直接采用氰化物打底,不僅帶來嚴重的環保問題,也會造成鍍層不均勻,在我國大力倡導環保的今天,這一問題尤為突出。
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