低電阻接地模塊科研技術(shù)報(bào)告

1、項(xiàng)目類別：綜合科 學(xué) 技 術(shù) 報(bào) 告低電阻接地模塊推廣摘要：本課題通過(guò)對(duì)效能煤電公司專用鐵路沿線設(shè)備防雷接地裝置現(xiàn)狀的分析，選用了ZGDII1型低電阻接地模塊試用并進(jìn)行了推廣。關(guān)鍵詞：低電阻 接地模塊 推廣目次頁(yè)1引言2專用鐵路防雷接地系統(tǒng)現(xiàn)狀21防雷接地的作用及方法22專用鐵路防雷接地現(xiàn)狀3低電阻接地模塊推廣31低電阻接地模塊情況介紹311低電阻接地模塊生產(chǎn)廠家選擇312 ZGD型低電阻接地模塊概述313 ZGD型低電阻接地模塊性能特點(diǎn)314 工作原理315 技術(shù)指標(biāo)316 結(jié)構(gòu)特征317 接地模塊選型 32 ZGDII1型低電阻接地模塊推廣3.21 ZGDII1型低電阻接地模塊試用3211

2、 模塊用量計(jì)算3212接地模塊試用點(diǎn)的選擇3213接地模塊埋設(shè)方法3214試用效果33低電阻接地模塊推廣34經(jīng)濟(jì)分析比較341 推廣前費(fèi)用3 42推廣后費(fèi)用（預(yù)計(jì)）3 43推廣前后費(fèi)用對(duì)比35技術(shù)分析比較（見下表）4結(jié)論1 前言效能集團(tuán)專用鐵路防雷接地一直采用傳統(tǒng)的接地方式，多年來(lái)，起到了一定的防雷接地作用。但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的、精密的、貴重的設(shè)備廣泛得到應(yīng)用，設(shè)備對(duì)防雷的要求較高，傳統(tǒng)的防雷接地方式不能滿足需要，必須探索新的防雷接地方式，以加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的保護(hù)。2 專用鐵路防雷接地系統(tǒng)現(xiàn)狀21 防雷接地的作用及方法防雷接地的作用：保證發(fā)電、供電、用電安全，保證人身安全和建筑物的安全。防

3、雷的基本方法：一方面因勢(shì)利導(dǎo)，使用接地的避雷針、避雷線、避雷帶和避雷器等設(shè)施，把雷電引向自身泄掉，以削弱其威力，起到保護(hù)作用。另一方面各種電器設(shè)備應(yīng)具有一定的絕緣水平，或采取其它補(bǔ)救措施，以提高其抵抗雷電的破壞能力。兩者如能恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合，并根據(jù)被保護(hù)物的具體情況，靈活地采用各種措施，就可以防止或減少雷電危害，達(dá)到保證發(fā)電、供電、用電安全，保證人身安全和建筑物的安全的目的。22 專用鐵路防雷接地現(xiàn)狀專用鐵路防雷主要采用避雷針、避雷網(wǎng)、避雷器結(jié)合電器設(shè)備絕緣水平進(jìn)行防治雷電危害，避雷針、避雷網(wǎng)都必須通過(guò)接地裝置將雷電引向大地，以削弱其威力，起到保護(hù)作用。專用鐵路共有電器設(shè)備接地裝置17處，房屋接地裝

4、置40處，防雷裝置一直以來(lái)采用傳統(tǒng)的方式，使用圓鋼或鋼軌埋入地下作為接地裝置使用，如果一根達(dá)不到要求，就多焊接一根或多根做成網(wǎng)狀，以達(dá)到降低接地電阻的目的。在使用過(guò)程中，每年的雷雨季節(jié)都必須對(duì)防雷接地裝置進(jìn)行測(cè)試，以檢驗(yàn)其是否符合規(guī)范。由于天氣的變化可能這個(gè)月測(cè)試符合規(guī)范，下個(gè)月測(cè)試就不符合規(guī)范，造成這種情況可能是天氣與土壤的變化，也可能是接地的圓鋼銹蝕斷裂造成的，因此每當(dāng)測(cè)試不合格時(shí)，就必須采用措施，降低接地電阻，如：碳灰渣、水玻璃、工業(yè)鹽巴、水或者降阻劑等。圓鋼銹斷的必須重新焊接埋設(shè)并添加上述降低接地電阻的材料。即使這樣也可能當(dāng)時(shí)合格，不可能長(zhǎng)期保持合格。仍然有可能危及設(shè)備及人身安全，因此

5、必須探索新的防雷接地方式，以加強(qiáng)對(duì)設(shè)備和人身的保護(hù)。3低電阻接地模塊推廣31 低電阻接地模塊情況介紹311 低電阻接地模塊生產(chǎn)廠家選擇目前，市場(chǎng)上低電阻接地模塊型號(hào)及生產(chǎn)廠家較多，如長(zhǎng)沙科友實(shí)業(yè)公司生產(chǎn)的KY型接地模塊，深圳中金華洋防雷技術(shù)有限公司生產(chǎn)的FLUX系列低電阻接地模塊，青島安達(dá)防雷科技有限公司生產(chǎn)的ADF系列低電阻接地模塊，深圳市中金華洋有限公司生產(chǎn)的FLUX系列低電阻接地模塊，青島防雷降阻材料有限公司生產(chǎn)的FL-01/FL-02接地模塊，北京同為基業(yè)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的TGS-M系列低電阻接地模塊，四川中光高科產(chǎn)業(yè)發(fā)展集團(tuán)生產(chǎn)的ZGD型低電阻接地模塊等，這些模塊都是由非金屬材料

6、做成的接地體。這些低電阻接地模塊都與土壤電阻率有一定關(guān)系，一些主要參數(shù)都用當(dāng)?shù)氐碾娮杪蔬M(jìn)行計(jì)算。專用鐵路離成都較近，土壤電阻率與成都接近，根據(jù)產(chǎn)品介紹的參數(shù)選擇比較準(zhǔn)確，比較適合專用鐵路使用，而且離成都較近，廠家技術(shù)指導(dǎo)，問題處理也較近，因此選用由四川中光高科產(chǎn)業(yè)發(fā)展集團(tuán)生產(chǎn)的ZGD型低電阻接地模塊替代專用鐵路傳統(tǒng)的接地裝置。312 ZGD型低電阻接地模塊概述ZGD型低電阻接地模塊是一種以非金屬材料為主的接地體，它由導(dǎo)電性、穩(wěn)定性較好的非金屬礦物和電解物質(zhì)組成，可用作建筑物（構(gòu)筑物）防雷接地、防靜電接地、交流工作接地、直流工作接地、安全保護(hù)接地以及其他目的接地體。ZGD型低電阻接地模塊執(zhí)行企業(yè)

7、標(biāo)準(zhǔn)：Q/20184261882006。ZGD型低電阻接地模塊通過(guò)部級(jí)生產(chǎn)定型鑒定。ZGD型低電阻接地模塊獲國(guó)家專利，專利號(hào)：94230002.5、97107543.3。313 ZGD型低電阻接地模塊性能特點(diǎn)1、耐腐蝕、無(wú)毒害、使用壽命長(zhǎng)、安裝方便。2、能吸濕保濕、接地電阻低，要比相同尺寸的鋼管接地體低22%40%。3、大電流沖擊后阻值不增大，也無(wú)變硬、發(fā)脆、斷裂現(xiàn)象。4、在高土壤電阻率地域接地，能有效地降低接地電阻。5、接地電阻受季節(jié)影響小，阻值能保持長(zhǎng)期穩(wěn)定。314 工作原理ZGD型低電阻接地模塊內(nèi)置有金屬極芯，與被保護(hù)對(duì)象的地線相連，增大了接地體本身的散流面積，減小了接地體與土壤間的接觸

8、電阻，具有較強(qiáng)的吸濕保濕能力，充分發(fā)揮模塊材料的導(dǎo)電作用，使入地電流迅速泄放到大地，從而獲得低的接地電阻，起到保護(hù)作用。315 技術(shù)指標(biāo)（見表一） 表一：ZGD型低電阻接地模塊技術(shù)指標(biāo)表型號(hào)外形尺寸mm質(zhì)量kg室溫下電阻率m工頻接地電阻工頻接地電阻Rj估算式ZGDI110050061.012Rj0.3ZGDI2150800231.07Rj0.18ZGDI32601000551.04Rj0.11ZGDII150040060201.06Rj0.16a 土壤電阻率取成都地區(qū)典型值40m316 結(jié)構(gòu)特征 ZGDII1 ZGDI1 ZGDI2 ZGDI3317 接地模塊選型 ZGDI1、ZGDI2型接地

9、電阻值較高，若要降低接地電阻需要多個(gè)接地模塊并聯(lián)，ZGDI1連房屋接地電阻值規(guī)范都不符合（房屋接地電阻值要求小于等于10）；ZGDI3型雖然接地電阻值較低，但總量太大，價(jià)格太高，作為設(shè)備接地電阻保護(hù)使用，其阻值不符合規(guī)范（設(shè)備防雷接地電阻要求小于等于4）； ZGDII1模塊重量適中，其價(jià)格也適中，用兩個(gè)接地模塊并聯(lián)就可以滿足設(shè)備接地電阻的要求，用一個(gè)接地模塊就可以滿足房屋接地電阻的要求。因此選擇ZGDII1接地模塊來(lái)替代專用鐵路傳統(tǒng)的接地裝置。32 ZGDII1型低電阻接地模塊推廣3.21 ZGDII1型低電阻接地模塊試用 3211 模塊用量計(jì)算根據(jù)接地裝置埋設(shè)地層的電阻率，采用下式計(jì)算低電阻

10、接地模塊的用量：ZGDII型，水平埋設(shè)，單個(gè)模塊的接地電阻 ：Rj=0.22××MO (1)式中：并聯(lián)后的總接地電阻：Rj= (2)埋設(shè)地層的電阻率（取=40m）；a、bII型模塊的長(zhǎng)、寬（取a =0.5m，b=0.4 m）； M0模塊調(diào)整系數(shù) ZGDII1型取0.33； n接地模塊個(gè)數(shù)；模塊利用系數(shù)，可采用0.550.85； 也可以采用技術(shù)指標(biāo)表備注欄所列估算式進(jìn)行簡(jiǎn)易計(jì)算。由（1）式可以算出 Rj=6.49，電器設(shè)備接地電阻要求小于等于4歐 因此（2）式可改寫為：n= 根據(jù)上式可求出模塊個(gè)數(shù)n2，只要將兩個(gè)模塊并聯(lián)使用既可滿足要求，對(duì)于房屋接地電阻值只需要一個(gè)接地模塊就

11、可滿足要求。 3212接地模塊試用點(diǎn)的選擇根據(jù)我們的使用情況，油庫(kù)是重點(diǎn)防雷區(qū)域，雖然原來(lái)安裝有接地極，但是接地電阻經(jīng)常檢測(cè)不符合規(guī)范，經(jīng)常進(jìn)行整改。因此我們選擇了油庫(kù)作為試用。3213接地模塊埋設(shè)方法 1、低電阻接地模塊可進(jìn)行垂直埋設(shè)或，其埋設(shè)深度不小于0.6 m，一般為0.8 m 1.0 m水平埋設(shè)，我們選擇水平埋設(shè)，埋設(shè)深度1 m。2、采用幾個(gè)模塊并聯(lián)埋設(shè)時(shí)，模塊間距不宜小于4 m，條件允許可適當(dāng)放寬，我們選用兩個(gè)模塊并聯(lián)埋設(shè)，間距5 m。3、低電阻接地模塊的極芯互相并聯(lián)或與地線連接時(shí)，必須進(jìn)行焊接。必須用同一種金屬材料焊接，確保連接的可靠性。焊接長(zhǎng)度不得小于100mm。4、在焊接處清除

12、焊渣，涂上一層瀝青或防腐漆，以防極芯腐蝕。 5、運(yùn)輸和安裝時(shí)，注意輕拿輕放，避免機(jī)械力損傷接地模塊。選擇埋設(shè)位置時(shí)，應(yīng)避開可能遭受化學(xué)腐蝕及高溫影響地段。 6、回填土?xí)r，可適量灑水分層夯實(shí)，待低電阻接地模塊吸濕72小時(shí)后方可測(cè)量接地電阻。 3214試用效果低電阻接地模塊，吸濕72小時(shí)后，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，接地電阻R=3.2，符合規(guī)定，間隔10天后進(jìn)行再測(cè)試，接地電阻R=3，符合規(guī)定。低電阻接地模塊完全能夠滿足需要，符合專用鐵路實(shí)際情況，可以在專用鐵路進(jìn)行推廣。 33低電阻接地模塊推廣根據(jù)專用鐵路實(shí)際情況，我們對(duì)各車站電臺(tái)接地裝置全部使用低電阻接地模塊，維修車間所有設(shè)備統(tǒng)一制作為公共接地極，其接地裝

13、置使用低電阻接地模塊，油庫(kù)接地裝置使用低電阻接地模塊，模塊在使用中其接地電阻均符合要求（見表二），在2015年雷雨季節(jié)中確保了設(shè)備的安全。表二：推廣接地模塊前后接地電阻測(cè)試比較表序號(hào)地點(diǎn)設(shè)備推廣前接地電阻（）推廣后接地電阻（）備注1彩鋼場(chǎng)電臺(tái)4.83.32俗影能電臺(tái)5.93.63贏苦泉電臺(tái)4.93.854維修車間電器設(shè)備83.455新油庫(kù)加油機(jī)等5.33.1 由于在研究之前不敢購(gòu)買太多接地模塊，因此未對(duì)其他設(shè)備及房屋建筑接地電阻推廣使用ZGDII1型低電阻接地模塊，待下一步購(gòu)買低電阻接地模塊后進(jìn)行推廣改進(jìn)。34經(jīng)濟(jì)分析比較341 推廣前費(fèi)用改造前一個(gè)接地裝置每年測(cè)試不合格時(shí)，整改人工費(fèi)200元

14、、降阻劑200元、工業(yè)鹽100元、水3元、圓鋼100元，電焊條20元，防腐油漆30元，合計(jì)653元。由于低電阻接地模塊預(yù)計(jì)使用20年，因此20年共需要13060元。342 推廣后費(fèi)用（預(yù)計(jì)）使用低電阻接地模塊后不存在整改人工費(fèi)及降低接地電阻的材料費(fèi)，只需要一次投入低電阻接地模塊費(fèi)用5500元、定期的防腐油漆材料費(fèi)人工費(fèi)預(yù)計(jì)60元。由于低電阻接地模塊預(yù)計(jì)使用20年，20年共需要費(fèi)用6700元。343 推廣前后費(fèi)用對(duì)比低電阻接地模塊預(yù)計(jì)使用20年，推廣一個(gè)接地模塊節(jié)約費(fèi)用6360元。按專用鐵路57處接地裝置20年可節(jié)約362520元。35技術(shù)分析比較（見表三） 通過(guò)表三可以看出使用低電阻接地模塊安

15、全性較高，安裝維修方便，費(fèi)用較低，使用壽命長(zhǎng)，使正在推廣的新材料、新技術(shù)符合科技發(fā)展的方向，符合專用鐵路的實(shí)際，能夠確保設(shè)備及人身安全。4 結(jié)論隨著先進(jìn)的、精密的、貴重的設(shè)備廣泛得到應(yīng)用，設(shè)備對(duì)防雷的要求較高，傳統(tǒng)的防雷接地方式不能滿足需要，通過(guò)對(duì)專用鐵路設(shè)備的接地裝置，采用ZGDII1低電阻接地模塊替代傳統(tǒng)的圓鋼接地裝置，提高設(shè)備房屋防雷的可靠性。本課題選定的材料先進(jìn)，施工方案簡(jiǎn)單，維護(hù)量小，維修成本低無(wú)腐蝕，接地電阻穩(wěn)定，不隨季節(jié)變化而變化。今后購(gòu)買足夠數(shù)量的ZGDII1低電阻接地模塊完成所有的設(shè)備及房屋接地裝置的改造后，將極大的提高設(shè)備、房屋防雷安全系數(shù)，確保設(shè)備、房屋安全度汛及人身安全，對(duì)公司的生產(chǎn)、運(yùn)輸將起到巨大的促進(jìn)作用，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。表三：傳統(tǒng)接地裝置與低電阻接地模塊技術(shù)比較表序號(hào)項(xiàng)目傳統(tǒng)接地裝置低電阻接地模塊1我國(guó)使用時(shí)間早晚2國(guó)內(nèi)使用情況日益減少日益增多3是否獲國(guó)家專利否是4遵循的原則電流泄放到大地電流泄放到大地5結(jié)構(gòu)自制整體購(gòu)買6材料金屬非金屬7是否耐腐蝕否是8是否受季節(jié)影響是不9接地電阻值較高