石墨防雷接地体与同类产品比较.docx

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石墨防雷接地体与同类产品比较

石墨防雷接地体与同类产品比较

YTJD石墨防雷接地体

与同类产品对比分析

概述

目前我国防雷接地体分为金属与非金属两类。

金属防雷接地体历史悠久，应用广泛，使用量最大的是镀锌钢铁制品，其次是应用量较少的镀铜、纯铜、合金制品；非金属接地体主要是降阻模块类产品。

目前我国在用钢铁防雷接地体约一亿基，每年因腐蚀、生锈导致失效报废的约4000万基，更新这些失效接地体需要费用600多亿元，征用土地18万亩，少产粮食1.08亿斤；消耗镀锌钢材75万吨，盐酸、硝酸类金属钝化液4.5万吨，液化气22.5万立方米，电37.5万度；排放有毒废液、废气3万吨。

我国每年因接地体不合格导致接地电阻升高造成的雷电事故数万起，直接和间接经济损失巨大，影响了国民经济建设和社会发展。

随着社会发展需要，接地极产品种类的增多与技术改进，金属防雷接地体与降阻模块产品逐渐暴露出的缺陷，表明其已经渐渐不能适应现代社会对接地体越来越高的要求。

为顺应社会发展需要，我公司根据多年的研究经验，选择导电性强、化学稳定性优良的高碳石墨为原材料研制出YTJD系列石墨防雷接地体。

本产品呈惰性，在常温条件下不受强酸、强碱、有机溶剂及电偶腐蚀，不生锈，电阻稳定，易加工成型，使用寿命长，且免维护更新，安全可靠。

可广泛应用于酸性、碱性土壤和高电阻、低电阻土壤以及海滩、湿地、热带地区、寒冷地区，不受环境气候条件的限制，且制造过程节能减排，使用该产品更环保，节约材料、经费、土地。

对比

YTJD石墨防雷接地体与金属产品（以铜包钢为例）相比较，两类产品刚开始都能够达到降阻效果。

但是，随着时间的推移，金属产品会逐渐发生锈蚀，锈蚀出现后，由于电偶腐蚀的作用会加剧腐蚀，导致接地电阻升高而易发生事故。

以铜包钢接地棒为例，性能特点对比如下：

（一）、铜包钢接地棒：

（二）、石墨防雷接地体：

1、制造耗能高，重金属污染环境严重，温室气体排放量大；1、制造过程节能减排，无污染；

2、使用中不耐腐蚀、易生锈，导致接地电阻不稳定；2、不生锈，电阻稳定，使用寿命长；

3、使用中出现锈蚀后，有电偶腐蚀，腐蚀速度加快；3、呈惰性，常温条件下不受强酸、强碱和有机溶剂及电偶腐蚀；

4、使用寿命短（5-6年），锈蚀后污染环境及地下水；4、使用寿命长，应用范围广泛，使用不受环境气候条件的限制；

5、检修维护困难，更新改造工程频繁、费用大、浪费材料和土地；5、免维护、更新，节约材料、经费、土地；

6、高山、丘陵等高地势，施工时须地下打垂直孔，施工难度大；6、易加工成型，现场搭接施工方便，产品无需钝化和防腐工艺；

7、施工时须焊接、增加施工难度，同时焊点易腐蚀、断裂；7、施工无需电气焊，降低施工费用、省工、省时；

8、产品由于回收价值高，容易被盗。

8、该品无回收利用价值，从根本上解决被盗问题。

非金属制品常见的为降阻模块产品。

其内置镀锌接地扁钢（钢管、圆钢、角钢），将其与被保护的地线焊接，因而金属接地体与大地的有效接触面积大大增加，通过潮性作用达到降阻效果。

性能特点对比如下：

（一）、接地模块制品：

（二）、石墨防雷接地体：

1、运输、安装过程易碎裂，贮存条件要求高；1、缆状，易加工成型，运输、安装方便，无须特殊环境贮存；

2、重量、体积大，山区、丘陵地区搬运困难，费工，费时；2、质量轻，可弯曲，施工简便，省工省时；

3、垂直埋设，须机械设备，占用农田多，施工费用大、周期长；3、无须大型机械设备，占用农田少，减少施工费用、周期；

4、安装时需电气焊，施工不便；4、无需电气焊，施工便捷；

5、焊点易锈蚀、断裂，导致接地电阻升高，使用寿命短；5、采用搭接法，无焊点，耐腐蚀，使用寿命长；

6、适用于土质较松散或湿度高的土壤；6、适用于各种土壤环境；

7、在酸碱盐土壤中，锈蚀极快，极易报废；7、在酸碱盐性土壤中，不受腐蚀，长效；

8、产品与金属接地体连接，金属体有回收价值，易被盗。

8、产品无回收利用价值，从根本上解决被盗问题。

分析

一、施工工艺

（一）、石墨防雷接地体施工工艺：

1、挖设接地体沟：

一般深度为60cm，宽度40cm；

2、敷设：

将石墨接地体沿沟敷设；

3、连接：

连接时采用搭接法，采用专用石墨线搭接，无需电气焊；

4、埋设：

用细湿土分层夯实。

（二）、圆钢接地体施工工艺：

1、挖设接地体沟：

一般深度为：

60cm，宽度：

上部60cm,下部40cm；

2、敷设：

将圆钢沿沟敷设，弯折处角度须＞90°；

3、连接：

采用焊接，联接长度＞80mm；

4、防腐：

焊接完毕后，焊接处用银粉漆涂刷焊点；

5、埋设：

回填泥土，压实。

（三）、铜包钢接地棒施工工艺：

1、挖开水平连接沟槽：

一般深度须大于60cm，宽度40cm；

2、安装：

采用冲力钻，如果是多根组合型接地棒，需加大深度，可能遇岩石层或采用钻孔植入的方法；

3、连接方式：

大型接地网一般采用热焊接的方法，接地棒与接地网线采用化学焊剂焊接；

4、埋设：

回填土，将沟或孔填埋。

（四）、接地模块施工工艺：

1、模块检查：

表面是否平整、光滑，是否掉角、缺损、裂痕；

2、基坑开挖：

避免在斜坡上，每侧垫腐蚀土，寒冷地区位于冻土层以下；

3、与接地体连接：

采用焊接，雨雪天气禁止露天焊接，焊件表面潮湿或有冰雪须清除干燥；

4、防腐：

焊接处涂刷防腐漆；

5、埋设：

回填细土，用泥浆灌注密实，填土厚度不得小于50mm，周围须洒水使模块与土壤保持湿润。

三、效果

（一）、金属类接地极因纯铜、合金材质的接地极造价较高，据有较高回收价值，在运行过程中难免出现失盗现象，所以不经常使用。

被广泛推广应用的是镀锌钢铁类制品。

镀锌钢铁接地极材料多为扁钢、角钢及圆钢，其中角钢塔接地极主要为Φ12圆钢，水平敷设；钢管杆接地极主要为75×5角钢，垂直敷设。

镀锌钢铁类接地极优点是导电性优良、材料价格低廉、施工运行经验丰富。

缺点是运输、施工不便，不耐腐蚀，易生锈、使接地电阻升高导致雷电事故，且钢铁制品的生产及镀锌过程耗能高。

经调查镀锌钢铁接地极在无腐蚀地段使用寿命约为7～10年，在有腐蚀地段使用寿命迅速下降为3～5年。

（二）、接地模块是用低阻材料经几十吨机械压力成型的接地产品，它的特点是致密度高，低阻防腐，是降阻剂的延伸产品，产品不需要在现场用水调和浇灌，完全可以替代现场浇灌降阻剂的作用。

但是，模块极芯相互并联或与地线连接时，必须焊接，出现焊点就会出现腐蚀，而且由于模块的吸湿性，更加加快了焊点金属的锈蚀，一旦焊点锈蚀断裂，模块就报废在土壤中，失去了原有的降阻作用，接地电阻升高，发生雷电事故，且模块的价格较高，造成了很大的浪费。

（三）、石墨防雷接地体是一种新型接地极，是以高碳石墨为原材料制作的新型缆状接地体，属于一种新型非金属导电材料体。

由于石墨的分子特性，石墨具有优良的化学稳定性及导电性。

石墨防雷接地体呈化学惰性，在常温条件下不受强酸、强碱和有机溶剂及电偶腐蚀，导电率优良，使用寿命更长，而高碳石墨具有吸湿特性，使得接地体周围水分增大，而增加了接地体的降阻效果，由于石墨具有不腐蚀的特性，不会对周围的环境造成污染。

产品易加工成型，无需钝化和防腐工艺，安全可靠，可广泛在酸性、碱性土壤以及海滩、湿地、热带地区、寒冷地区使用。

该品无回收利用价值，可有效解决目前我国金属防雷接地极体易被盗的问题。

案例

110kV央蔡盐线位于山东省半岛北部沿海盐碱地区，以前接地材料主要采用圆钢、锌包钢类制品，运行2-3年后挖检，发现接地体锈蚀严重，表面镀锌层全无，金属材料局部变脆、起层，表面出现大量腐蚀坑，甚至发生断裂,严重威胁着输电线路的安全运行。

为解决上述问题，同时突出YTJD石墨防雷接地体的耐腐蚀特性，公司2011年为央蔡盐线全线34基铁塔更换YTJDB型石墨防雷接地体，同时于部分铁塔中作了对比试验。

将Ф12圆钢与YTJDB型石墨防雷接地体同时埋设于同一基杆塔上，经过每年挖检并进行记录。

右图为YTJDB型石墨防雷接地体与圆钢接地材料在110kV央蔡盐线21#（盐碱地）2013年挖检进行的耐腐蚀对比。

试验结论：

圆钢在最初埋设时接地电阻低，但随着时间的推移，逐年腐蚀加剧，接地电阻增大，从第3年开始已经不符合国家对接地电阻的要求；而YTJDB型石墨防雷接地体在埋设的3年中并未发生腐蚀现象，且接地电阻稳定。

圆钢与石墨防雷接地体对比试验图

成本及效益

线路杆塔接地体不同材料性价比表

土壤电阻率：

300Ω·m

品名

规格

单位

数量

单价

（元/m）

材料费（元）

施工费（元）

征地青苗费（元）

一次施工造价（元）

30年需改造次数

30年总投资（元）

总质量（kg）

其他

镀锌扁钢

4*40

m

80

14

1120

1600

1000

3720

3~4

1

11160~14880

104.48

须焊接

圆钢

Φ16

m

100

8

800

2000

1250

4050

3~4

1

12150~16200

158

须焊接

铜包钢

Φ16

m

80

80

6400

3000

1000

10400

2~3

2

20800~31200

128

须焊接

石墨防雷接地体

YTJD

Φ20

m

48

150

7200

500

600

8300

无需改造

5

8300

11.76

搭接

土壤电阻率：

2000~2500Ω·m

品名

规格

单位

数量

单价

（元/m）

材料费（元）

施工费（元）

征地青苗费（元）

一次施工造价（元）

30年需改造次数

30年总投资（元）

总质量（kg）

其他

镀锌圆钢+降阻模块

Φ12

m

248

6

1488

6500

2000

13988

3

41964

618

工期长

须焊接

800*300*60

块

20

200

4000

石墨防雷

接地体

YTJD

Φ20

m

116

150

16500

1200

800

18500

无需改造

18500

27.26

搭接

注：

1：

表中施工费只含接地体安装过程中挖沟、埋设、焊接费用，不含材料运输费用，一些山区较重材料的运输可能产生较大费用。

2：

通过大量运行试验证明：

部分土壤电阻率较低或腐蚀性较大的地区，普通碳钢接地装置运行5年后，接地电阻不合格，圆钢直径由原来的16变为8，

圆钢变脆、起层、焊点锈断等情况，如不及时检修，就会落雷。