(中国电建集团江西省水电工程局有限公司江西南昌330001)
摘要:在变电工程施工中应用铜覆钢接地材料,具有非常优良的导电性能,并能够为工程施工减少一定的成本。采用铜覆钢接地材料能够使接地装置完全处在铜的保护之下,真正实现免维护接地装置。同时,铜覆钢接地材料应用在变电站中能够大幅度的减少接地网的开挖量。当前,铜覆钢接地材料已经广泛的应用到了变电站中,下文将针对铜覆钢接地材料在变电站工程施工中的应用展开探析。
关键词:铜覆钢接地材料;变电站;应用
1前言
随着家用电器在人们的日常生活中发挥的作用越来越大,变电站电气设备的安全运行也受到相关部门的高度关注。一套良好的接地系统,能够为变电站内的所有电气设备提供一个安全运行环境,当变电站内发生故障时,确保进行相应的调节。例如,变电站设备绝缘下降或是遇到接地短路故障时,设备泄漏的电流就会通过接地网系统流回系统中性点,能够在产生故障的地方进行迅速的调整,确保变电站设备正常的工作。通过接地网系统的保护还能够防止变电站中的地电位上升,有效保证电站工作人员的人身安全。由此,要将变电站的接地网络进行严格的控制,充分发挥接地网络的关键保障作用。
2主接地网络应具备的电气特性
变电站中的主接地网络应具备良好的电阻率和导电率,这样才能够在出现故障时为产生的短路电流提供一个良好的通道,使电流能通过接地网顺畅回流到中性点;主接地网络还需要有较好的机械强度,能够进行较大程度的拉伸;变电站中的主接地网络一般都是暗敷在变电站之下的,由此,要求主接地网络必须具备较强的耐腐蚀性,才能够在地下进行长年的工作,确保接地网络不会由于年限过长而失去接地性能;除此之外,主接地网络还应具有非常好导电性能,能够在短路电流进行冲击时不受到影响。
3制作主接地材料的选择与应用
3.1铜覆钢接地材料的应用目的
传统的变电站接地材料在进行工程施工的过程中,多数采用镀锌钢材,这种材质在传统的施工工艺中具有较好的工艺优势和机械强度,其电阻率和导电率相对较好、材料价格低廉,在变电站接地网施工中得到广泛应用。但是,这种镀锌钢材也存在着相应缺陷,在酸碱度较高的土壤中易受到严重的腐蚀,时间越长,受到的腐蚀越严重,会导致变电站的接地材料受到严重的损坏,接地电气性能下降,对整个接地网络带来很大的影响。近年来,随着变电站接地网络技术的不断发展,接地材料及工艺逐渐创新,减少采用镀锌钢材而多采用纯铜材质作为主接地网络的材料。纯铜材料相对于镀锌钢材来说,具有非常好的电阻率和导电率,还能够在地下土壤中进行长期的使用,耐腐蚀性能很好。但是由于纯铜材料的价格昂贵,导致变电站的接地材料在进行选购时成本过高。由此,研制出了一种新型的铜覆钢接地材料,这种接地材料经济实用性高,在变电站工程施工中得到广泛推广应用。
3.2铜覆钢接地材料得应用特点
随着科学技术的发展,变电工程接地材料也得到了创新发展,接地网施工中铜覆钢逐渐替代镀锌钢材。因为,铜覆钢材料能够将铜材和钢材的优点进行结合,将两者的各自存在的缺点进行互补。钢材和铜材的良好结合,能够在频率非常高的电流流经导体时,表面上只在导体上很薄的一层中流过,便较好的避免了电流过大而导致短路现象的发生。铜覆钢材料能够很好地利用这一特点,将铜材作为导体的表层材料,发挥铜材的导电、防腐优势,有效的提高接地材料的导电性能和耐腐蚀性能。同时将钢材作为接地材料的内部材料,能够使铜材的机械性能得到良好的发挥,价格相对纯铜材料来说较低,降低了工程成本。这样铜材和钢材的优点都得到了最大限度的发挥,使铜覆钢材料具有较强的导电性能和耐腐蚀性能。因此,铜覆钢接地材料在变电站工程施工中广泛推广应用。
4铜覆钢接地材料在变电站的应用关键
4.1铜覆钢接地材料的选择
在进行铜覆钢接地材料的选择时,要合理选择材料截面,减小其产生的浪费。要综合考虑材料短路时间、使用寿命以及热稳定系数等因素,最终确定截面的选择。
4.2铜层厚度的准确选择
由于铜材具有较强的抗腐蚀性能,由此,后期的接地材料在铜材的保护下能够将腐蚀速率进行大大的降低。因此,在进行铜层厚度的选择时,要对填埋土壤进行准确的勘查,计算其对铜材腐蚀的速率,然后进行铜层厚度的选择。
4.3连接方面
接地材料连接过程是非常重要的一个步骤,要防止连接过程中出现虚焊或者不牢固的现象,这样能够防止电流过大而导致设备损坏的现象。因此,要选择放热焊接工艺将铜覆钢接地材料进行连接。
4.4检测
由于铜覆钢接地材料在当前的变电站施工工程中受到了广泛的应用,也就导致了市场中铜覆钢接地材料的盛行,但是,市场上的铜覆钢材料的质量参差不齐,很多的材料不符合变电站的施工标准要求。因此,要严格把控铜覆钢接地材料准入关,防止由于接地材料的质量问题而造成不必要的损失。
5铜覆钢材料技术的应用优势
铜覆钢材料是将铜与钢两种金属材料通过一定的工艺加工而成的复合导体。既有钢的高强度、优异的弹性、较大的热阻和高导磁特性,又有铜的良好导电性能和优良的抗腐蚀性能,因而能被广泛应用于接地网装置中。目前,国内外相关制造和应用标准正在逐步建立健全,现有涉及铜覆钢防雷接地材料标准规范符合美国标准:UUL4467《接地和联结设备》;中国电力行业标准:DLT1312《电力工程接地用铜覆钢技术条件》;中国国家标准:GB55006655《交流电气装置的接地设计规范》;中国国家标准:GB5500557《建筑物防雷设计规范》。
良好的制造工艺可以保证铜覆钢材料有以下的技术优点:
(1)防腐特性更优:双金属内部无残留物,耐腐蚀性更优。连铸工艺采用高温无氧熔化的方式,残留物被煅烧后溢出铜面,不会残留在铜覆钢棒内,因而内部不会出现腐蚀现象。
(2)电气性能更佳:材料内无氧铜层,导电性能好,电气性能稳定。
(3)铜层可塑性:接地棒弯曲30°时,折角内、外无裂缝。
(4)铜层结合度:把待测的接地棒夹在虎口钳之间,钳口之间的距离等于棒的直径减去1mm,棒被挤压时,虎口钳会切下与之接触的铜层,而表面其余部分铜层不会剥落。铜覆钢材料替代镀锌扁钢,可提高接地性能的可靠性;代替现有的铜质接地材料,可有效减少铜的使用量。
(5)铜覆钢材料具有钢的高强度、高弹性、热阻大和高导磁等特性,又有铜的良好导电性能和优良的抗腐蚀性能。近年来,铜覆钢材料已开始取代以前普遍使用的镀锌扁钢或现有的铜质接地材料,国家也制定并发布了铜覆钢接地材料相关的国家标准,用以提高接地材料的可靠性并节省铜的使用量。
结束语:
从上文中对铜覆钢接地材料进行的深入分析可以看出,铜覆钢作为一种新型的变电站接地材料,同时具备了铜材和钢材的共同优势,两者相互结合,能够将两者中存在的缺点进行相互的弥补,同时,变电站应用铜覆钢接地材料的应用能够有效的提高变电站接地材料的导电性能、防腐蚀性能,能够提高接地材料的使用寿命。铜覆钢接地材料不仅能够发挥出其良好的性能优势,还能够为变电站施工工程降低成本的支出,为工程节省成本,同时,这项接地材料在实际的施工过程中具有非常简洁的安装技术,方便变电站工程进行施工。由此,将变电站的铜覆钢接地材料进行广泛的应用,更好的发挥铜覆钢接地材料的优势。
参考文献:
[1]郜友彬.酸性红壤环境中变电站接地材料腐蚀及防护研究[D].南昌航空大学,2015.
[2]王球.变电站新型复合接地材料及接地网优化布置研究[D].东南大学,2014.
[3]孙文东,田丰元.铜覆钢作为优选接地材料的技术对比分析[J].水电与抽水蓄能,2015(03):69-71.