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铜质接地网在发电厂中的应用趋势
铜质接地网在发电厂中的应用趋势
在电力系统中，我们为了工作和安全的需要，必须对发电厂或变电站某些设备进行接地，为设备的工作或故障电流雷电流的消散提供通道。一个良好的接地系统能保证设备的正常工作、避免电力事故的发生以及保证人身安全。评断一个发电厂接地系统好坏的标准，最直接最直观的方法就是检测接地系统的电阻值，越低的阻值就可以让故障电流或雷电流流过时，产生越小的压差，以避免大压差带来的二次反击以及产生的危害性跨步电压及接触电势。
发电厂的接地系统非常重要，如果设计规划时考虑不够充分，那么产生的后果是十分严重的。
1994年1月1日，四川华莹山电厂因变压器中性点接地不良，当系统发生污闪时，造成发电机、变压器严重烧化的恶性事故，损失十分严重。
1986年广西合山电厂由于地网缺陷而引起接地事故，二次电缆端子排烧坏，二次设备烧坏，一台十万千瓦的发电机损坏，最后导致全厂停电的重大事故，事故损失高达两千万元。
江西分宜发电厂1984年7月31日，电厂110Kv倒闸运行操作不当引起单相接地短路故障，短路电流6800A，高压窜入电气、热工二次系统，引发全厂停电和5万千瓦的6号汽轮机超速的严重事故，事故损失达1300万。
因此，做为隐蔽工程的接地系统而言，当随着时间推移，地网发生严重腐蚀甚至发生断裂或接地电阻不达标时，我们是无法及时发现的。在接地系统的规划和设计上，我们就应该充分考虑对地网接地电阻产生影响的诸多因素，比如土壤导电率、环境气候、地质状况、接地材料的防腐、电气连接接点的导电性等等。
目前，国内很多中西部发电厂的升压站、厂用电系统、发电机组、二次监控系统及油库等防雷接地系统水平地网多采用镀锌扁钢，垂直接地极采用2.5米的角钢来做设计。目前国际上大部分国家接地系统均采用铜或镀铜钢材料作为接地系统的主材。世界上仍然在部分采用钢材接地的国家主要为俄罗斯，印度和中国。从IEC和IEEE
铜质接地网在发电厂中的应用趋势
等国际标准来看，接地网水平导体主要采用铜材或镀铜钢绞线，垂直主要采用镀铜钢接地棒，而且地网之间的连接采用CADWELD 放热焊接方式连接。
中国由于受前苏联影响，加上我国铜矿比较缺乏，冷战时期东西方对立对我国的封锁以及我国外汇储备太少等原因，我国在上世纪五六十年代采取“以钢代铜，以铝代铜”，反映在接地上，即以钢材代替铜材作为接地主材，但从我国以及其它国家实际使用情况来看，以钢材作为接地主材料系统的缺陷相当明显。其缺陷如下：
1、镀锌钢耐腐蚀能力差，钢接地系统一般在5－7年内其腐蚀即相当严重。国家电网公司2000年委托武高所对全国电力接地网的调查研究中，腐蚀是地网的最严重的问题。而铜材的耐腐蚀性能相当强，一般铜接地网的寿命在50年以上。在2000年武高所对上海杨树浦等电厂1937年以前的铜地网开挖考察中，发现其地网仍然可以继续使用。大量两三千年前的青铜器被发掘也证明铜地网的强耐腐蚀性能。
接地材料一旦出现锈蚀，其导电性将因此降低，因此地网的接地电阻受其影响将出现逐年升高的态势。导电率一般的土壤中（200-600 Ω·m），60*5的扁钢使用寿命大概为十年就会出现锈断，对于土壤导电性越好的土壤（40-100 Ω·m），因为导电性好，其电解质含量丰富，对金属的电化学腐蚀就越强烈，那么其寿命也就越短，一般3-5年就会出现锈断。华北电网有限公司在2005年10月28日颁发的《华北电网有限公司防止接地网和过电压事故措施》中明确说明“室内变电站和地下变电站，应采用铜质材料的接地网；500kV变电站宜采用铜质材料的接地网；对其他变电站，当土壤电阻率小于100Ωm时,宜采用铜质材料的接地网。这一规定的颁布也就是基于地网材料的防腐考虑。
在我国实际应用中，而且由于腐蚀具有不均匀特点，所以靠增大扁钢的尺寸来防腐，也根本做不到。而艾力高的铜镀钢绞线和接地棒在防腐方面性能优异，通过电镀工艺，在其钢棒表面镀上厚度达0.254mm的纯铜，因为铜与钢之间完美的分子连接，从而形成合金级分子结构，从而确保其50年以上的服务寿命，其在美国超过50年以上应用历史也证明了这点。
2、镀锌扁钢的导电性及热稳定性均不及铜材。铜材的导电性是钢材的9倍，特别是大电流的集肤效应，铜远远优于钢材。在热稳定性方面，铜材是钢材的3倍以上。而艾力高的镀铜钢绞线热稳定性能是钢材的2.5倍以上。因此，选用铜材或铜
铜质接地网在发电厂中的应用趋势
镀钢材做接地导体，无论是在电气性能还是施工方面均比钢材要优异得多。尤其是发生短路故障时，铜材能以六倍于钢材的泻流速度释放电流，从而大大避免了故障的进一步发生。
3、作为垂直接地极的角钢，因其尺寸较大，不可能埋入地下太深，最多只有2.5米，因此传统2.5米的角钢在降低地网的接地电阻上，效果十分有限。目前新建的很多电厂其征用土地面积有限，成本高，单纯的靠增大水平地网的面积来降低接地电阻不太现实，唯一可以利用的部分就是垂直接地系统。而艾力高铜镀钢接地棒单根长度1.22米，直径1.42厘米。可通过特定的连接器组装，从而深入土层而大幅度降低接地电阻，而且加上其优异的防腐性能和方便的施工工艺，从而成为国际上垂直接地系统的主要材料。
4、传统镀锌钢接地网的连接采用的是电焊的方式。由于电焊产生高温会破坏镀
锌层，从而加速地网接头的腐蚀，导致地网寿命较短。所以大部分发电厂地网腐
蚀问题首先发生在电气连接接头上。所以IEC，IEEE等国际标准推荐采用 CADWELD 放热焊接的方式来做为地网连接。这种工艺是氧化铜和铝发生置换反
应，在此过程中产生2537 oC的高温，从而释放处铜来包覆焊接导体完成焊接。
由于导体间是分子连接，因此接地电阻较小，热稳定性好。而且该工艺对操作者
无资质要求，操作十分方便，无需任何外接电源，也不受天气的影响，完成一个
接头焊接只需2分钟。因此在国际上，放热焊接是地网电气连接的首选方式。
综上所述，由于发电厂普遍服务寿命长，如果由于地网的腐蚀原因而每隔5－7年就不得不对地网进行更换和维护，将会给电厂的安全稳定运行带来极大影响，而且也浪费了大量的人力无力。而且由于地网不合格导致事故的发生以及由此带来的整改停产，其损失将更巨大。而由于采用铜材或镀铜钢为接地主材的接地网可大大避免上述问题，所以我国很多新建电厂如核电站，广东、华东等地电厂均纷纷采用铜接地网。上海、广东、天津、江苏、湖北、河南、山东、辽宁、广西、浙江等省电力也大力使用铜质接地网。
艾力高在中国发电厂应用部分业绩：
广东深圳大亚湾核电站
浙江秦山三期核电站
江苏连云港田湾核电站
伊朗萨汉德电厂
铜质接地网在发电厂中的应用趋势
内蒙古大唐托克托电厂
广东珠海发电厂
山东泰山发电厂
上海白鹤直流换流站
福建街面水电站
广东惠州抽水蓄能水电站
三峡工程500kV 直流输变电项目
广东湛江奥里油电厂
柬埔寨基里隆Ｉ级水电站
柬埔寨金哨水电站
华能德州电厂
广东粤电汕尾电厂
缅甸邦朗水电站
广东珠江LNG2*350MW电厂
北京京丰燃气电厂
江苏扬州第二发电厂
广东国华粤电台山电厂
广东深能珠海洪湾电厂
广东火电珠海电厂
广东惠州LNG电厂
广东粤电揭阳惠来电厂
广东潮州大唐三百门电厂
浙江国华宁海电厂
浙江华能玉环电厂
广东壳牌自备燃气电厂
广东深圳前湾LNG电厂
辽宁华能营口电厂
山东青岛第二发电厂
