防雷降阻系列

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电解离子接地极
文章来源:未知 更新时间:2017-02-26
    电解离子接地极系统的电极外壳由紫铜合金制成,并经过特殊的陶瓷度膜防腐工艺处理,以确保高导电性能及延长使用寿命;系统内部及外部配装两种富离子填充材料,外部填充材料具有强吸水力,强吸附力和阳离子交换性能高的材料为主体,配以长效、降阻、防腐功能强、膨胀系数高不受温度变化影响、耐高电压冲击的多种化学材料为辅料;内部填充材料含有特制的电离子化合物,能充分吸收土壤中的水分,通过潮解作用,将活性电离子有效释放到土壤中,促进导体外部缓释降阻,且保持阻值长期稳定。接地寿命长达 50 年。
    突破土壤的限制 实验证明,土壤电阻率过高的直接原因是因为乏自由离子的辅助导电作用。 KLA牌电解离子接地系统在接地体内部加入可逆性缓释填充剂,这种填充剂具有吸水、放水可逆的特点。通过这种方式产生的离子,可以有效释放到周围的土壤中,使接地极成为一个离子发生装置,从而改善周边土质使之达到接地降阻要求。接地极外部填充材料通过与其内部电解离子填充材料的相互作用产生针对壳层土壤的化学处理,降低壳层土壤的电阻率,同时在缓释接地极与大地土壤之间,形成了一个过渡带,增大了接地极的等效截面积和土壤的接触面积,消除了接地体与土壤之间的接触电阻,改善了地中的电场分布,填充剂良好的渗透性能,深入到泥土及岩缝中,形成树根网状,增大了地中的泄流面积。
1.KLA牌接地电极
2.现有土壤
3.FLUXION专用填充料
4.离子向周围扩散
5.扩大土壤的导电范围

电解离子接地极系统结构:

( 1 ) 离子电极合金管:采用优质紫铜合金管材,极管内壁采用最新陶瓷镀膜技术处理,具有超强的耐强酸、强碱防腐性能;极管外壁喷涂一层高分子防腐导电材料,具有优良防腐能力和极低的电阻率。极管上端和下端分别设计了水分吸收孔和离子释放孔。

( 2 )离子电极内部离子发生装置:填充在极管内部,具有很强的离子释放性能,并具备吸水保湿﹑电离导电﹑长效 缓释功能。

( 3 )离子电极外部专用填充料:非金属导电材料,防腐环保,添加有吸水保湿、凝固、渗透以及土壤改良成分,与极管内释放出的电解离子相互作用,可以持续改善周围土壤的导电性能,达到接地降阻的效果。

电解离子接地极系统特点:
速效降阻

离子电极埋入地下后,离子释放到土壤中,可以很快发生作用,特别是在多岩石的高土壤电阻率地区,降阻效果尤其明显。

缓释长效

通过不断自动释放出活性导电离子补充外部回填材料的导电离子,确保接地极周围土壤的等离子的数量保持恒定,确保接地极周围土壤导电性能可以保持在较高的水平,从而保证接地极长效降阻的性能。

潜深接地

离子释放到土壤中,可以逐渐深入到土壤的深处,达到电极长度的十到几十倍,达到潜深接地降阻的效果。 

导电防腐

电极本身的优良材料以及后续的极管内壁、外壁辅助处理,以及离子发生材料、外部填充材料的选择,均保证了导电性能和防腐性能。 

接地稳定

离子释放及土壤改良性能,保证了接地电阻无论气候条件、无论季节变化或者降雨变化等,均可保证接地电阻稳定。 

施工简单 对比传统接地模式或者其他接地模式,材料用量大大减少,施工工程量大大降低,工程费用节约很多。
电解离子接地极系统性能比较:
与传统接地方式比较,电解离子电极降阻效果明显,100 欧姆降低到 2 欧姆只需 1 支电极, 特别是对地质条件复杂、降阻要求高的环境尤为明显;
施工简单,单支电极占地只需 0.1 平方米,开挖工程量大大减少,工程费用总体开支明显降低;使用寿命长, 30 年免维护,在这方面优于国外同类产品(国外产品一般 2 - 3 年要维护一次)。
 
 

对比项目

电解离子接地系统

传统接地工艺

工作机理

通过电极内部和外部填充材料的离子释放效应,改善电极与周边土壤的接触环境,达到降阻的目的

通过大量的金属材料的铺设降低一定区域内的电阻,实施普通接地方法达到低接地电阻

接地稳定性

其中的外部填充材料具有良好地防腐、吸水、保湿,不受气候变化的影响,接地电阻在施工完成一周后进入持续稳定状态,不受土壤的干湿影响,不会随着时间而上升。

干性接触,干燥与潮湿时,接地电阻起伏较大;另外由于腐蚀作用,接地电阻随着时间的推移上升较快

寿命周期

具有防腐效果,离子自动补充,因此有效寿命周期长,符合国家标准( 50 年)

防腐较差,每隔 3 至 5 年,需重新进行土壤改造,降低土壤电阻率

工程工艺

专业工艺,降阻效果明显,施工简单,工程量小,综合费用较低

技术水平较低,工程量大,无工艺保障

(1)使用技术条件

* 环境温度 : -70℃~90℃
* 海拔高度 : 不限
* 土壤要求 : 任何土质
      设计及采购参考:

     推算公式 :n≈(0.0275*ρ/R)-0.4

  n为所需接地电极的支数

  ρ为土壤电阻率

  R为接地电阻最大值

  如果土壤电阻率特别高(1000欧姆.米以上),可以将上述计算结果乘      以调整系数k,可取值1.2~1.5,土壤电阻率高,k取值升高。

(2)技术性能指标
* 产品寿命: > 30年
* 极管外壁喷涂防腐层电阻率:≤ 0.1Ω.m
* 极管内壁陶瓷镀膜防腐层电阻变化率: △R%≤1%
* 冲击耐受电流密度 ≥1000 kA/m2
* 工频耐受电流密度 ≥5kA/m2
* 耐酸﹑耐碱﹑耐盐性能: 优

 
 

离子电极数量(套)

1

2

3

4

土壤电阻率(Ω m)

接地电阻(Ω)

100

1.9

1.1

0.8

0.6

200

3.9

2.3

2.0

1.3

300

5.9

3.4

2.5

1.9

400

7.9

4.6

3.3

2.5

500

9.9

5.8

4.2

3.2

600

11.8

6.9

4.9

3.8

700

13.8

8.1

5.8

5.2

800

15.8

9.3

6.6

5.4

900

17.8

10.4

7.4

5.9

 
应用案例:

电解离子接地电极普遍适用于通信、电力、交通、金融、石化、建筑系统等诸多领域。如发电厂、变电站、电力线路、通信局(站)、移动基站、调度机房、高速公路、铁路(地铁)、化工厂、加油站、石油库、军事基地、银行、计算机房、智能化小区等的接地建设或改造。

序号

案例名称

案例应用分析

1

水电站接地

一般位于山区,土质复杂、多岩石,其土壤电阻率高,且接地电阻要求较低,一般在 0.5 欧姆以下,传统方法无法达到要求,要采用离子接地方式。

2

变电站接地

变电站接地一般要求 0.5 欧姆以下,传统接地施工难度大,工程费高,采用离子接地经济、效果好。

3

发电厂接地

发电厂接地一般要求 0.5 欧姆以下,传统接地施工难度大,工程费高,采用离子接地经济、效果好。

4

移动基站接地

很多设在野外山区,土质情况复杂,接地电阻一般要求在 4 欧姆以下,采用离子接地可以达到长期稳定、免维护的接地效果。

5

石油化工
工厂接地

因为安全性原因,仪器、仪表工作精度高,接地电阻要低而且必须稳定,离子接地可以满足要求。

6

军事设施接地

一般位于海边盐碱地、高山岩石地、沙漠等,地质条件复杂,对接地电阻要求严格,离子接地可以很好地满足要求。

7

公路、铁路 
设施接地

收费、信号、监控系统等,均可以采用离子接地。

8

医疗设备接地

设备精密,接地电阻要求较低,一般在 1 欧姆以下,且接地电阻稳定性要求很高,不能产生波动,传统接地很难达到要求,需要离子接地。

9

科研设施接地

众多精密仪器,接地电阻一般要求在 2 欧姆左右,离子接地可以满足要求。

10

电脑机房接地

一般位于商业中心区,接地施工面积小,要求接地电阻一般在 1 欧姆,如果采用传统方式,占地面积大,施工难度大,离子电极接地可以较为容易达到要求。

施工指南:

较大的工程可以采用垂直施工;小型工程建议采用水平倾斜埋设(倾斜角度一般在15-30度),可以降低施工成本,效果不受影响。

  1、 钻孔

  ★在选好的施工场地钻出直径160mm×3.5m垂直地面的孔洞。

  ★如果在岩石地带,或大型地网,若采用垂直深井接地方式,可以将多根离子电极垂直连接(太科放热焊接),如4根为一组,构成深度为12m的离子接地电极,此时,需要钻出相应深度的孔洞。

  ★如果是小型工程或条件限制,不便于钻孔,可以采取横向挖出宽400mm、上宽下窄、长3.5m,深度不少于800mm的沟槽,采用水平倾斜的埋设方式。

  ★如果是多根接地系统,需选取多个位置钻出孔洞,孔洞之间横向距离为电极总长度的二倍,一般为6米。孔洞之间需挖通电极横向连接的沟槽,宽400mm,深度不少于600mm。

  2、 植入接地极并连接引线

  ★剥开接地电极两端密封电极上端水分吸收孔及电极下端离子释放孔的胶带(切勿忘记!);

  ★将电极植入孔洞中,接好引出线;可以采用防锈螺栓连接,建议采用目前国际上广泛采用的太科火泥熔接(放热焊接)。

  ★如果是多根电极组网,需要将电极相互连接起来。水平连接线可以采用95mm2铜绞线或镀锌圆钢或镀锌扁钢,焊接方式同上。

  3、 配制电极填充剂并灌入孔中

  ★将外部填充材料与水按照比例1:1进行混合,搅拌均匀,直至搅拌至糊状。

  ★将配好的填充材料贯注到接地极周围至高出接地极顶端50mm时止;注意不要让空气★留在孔洞中影响填充剂与电极的紧密接触,可以用竹竿或长木棍插入孔洞中的填充剂并上下晃动,让空气冒出来。

  ★如果是水平倾斜埋设,可以将配制好的外部填充料敷在离子电极的周围。

  4、 检查连线并回填土壤

  ★上述工作结束后,检查连线的可靠性,确认无误后,用土填盖至与地面平齐,并在填盖过程中分层夯实。注意回填土中不要夹带石块、木棍、塑料等。

  5、测量接地电阻

  ★一般在电极安装完工3天后可以初测接地电阻,以后分别在一个月及半年后进行复测观察接地电阻的变化情况,可以发现接地电阻呈平缓的下降趋势。

   标准依据:

  1.中华人民共和国国家标准:《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94

  2.泊头克雷安防雷器材科技有限公司企业标准:《 KLA电解离子接地系统》Q/KF001-2004

  3.KLA电解离子接地系统符合中国电力、通讯、石化等行业接地标准要求

  4.KLA电解离子接地系统符合UL、NEC、ANS、lEC、BS等国际标准

  测试与试验

  我们对KLA牌电解离子接地系统 接地装置的电气特性、防腐性能和降阻效果等几个方面进行了试验研究,从试验结果来看, KLA牌电解离子接地系统 各项技术指标均达到相关国家和部委标准规范的要求,接地性能稳定,降阻效果明显,且耐酸耐碱防腐性能好,使用寿命长,是一种免维护长效降阻的接地装置。