新材料纳米碳接地装置施工工艺探讨

发表时间：2019-01-14T16:56:28.233Z 来源：《防护工程》2018年第31期作者：穆宏斌

[导读] 为解决接地网的腐蚀问题，随着接地技术的不断完善，一种新型的防雷接地材料一一纳米碳复合型防腐接地装置应运而生。

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摘要：电力行业接地装置的导电性、耐腐蚀性、耐冲击性和热稳定性的要求越来越高，传统的接地装置材料已逐渐被新型的纳米碳涂材料代替，现已广泛应用在接地和防雷系统中。与传统的接地施工相比，新型纳米碳接地装置施工工艺简单，劳动强度低，施工质量容易控制。

关键词：新材料；纳米碳；接地；施工工艺；

为解决接地网的腐蚀问题，随着接地技术的不断完善，一种新型的防雷接地材料一一纳米碳复合型防腐接地装置应运而生。此种接地装置越来越广泛地应用在诸多接地及防雷系统中。

一、纳米碳接地装置与传统的接地装置对比及适用范围

1.纳米碳防腐接地装置的优点。（1）机械强度。纳米碳接地材料以镀锌扁钢为主材，具有钢的高强度和热稳定性，锌具有阴极保护功能，其机械强度与镀锌扁钢相同。（2）耐腐蚀性。镀锌接地材料由于镀锌层的厚度问题，使用年限较短。纳米碳接地材料对于酸性环境而言，纳米碳接地扁钢以脂环胺为固化剂，利于涂层耐酸性的提高；对于碱性介质而言，由于树脂的固化是经过缩合、闭环等化学反应，使热固性树脂发生不可逆的变化过程，因此，纳米碳接地扁钢其耐碱性能更为优越。纳米碳接地装置可有效防止各种化学腐蚀，大大延长接地网的使用寿命，同时，由于其直接与土壤接触的部分是纳米碳涂层，可有效防止对生态环境造成的重金属污染。（3）导电性。纳米碳作为覆层材料，其导电性是钢的5倍以上，导电性能更优越。通过纳米碳的高导电率，保证接地装置高效的导电性能。纳米碳涂料的电阻率仅为土壤电阻率的百万分之一。作为金属接地体与土壤的中间层，纳米碳导电防腐涂料电阻率接近一般金属，导电性能优良。（4）表面结合性能。纳米碳防腐涂料的分子结构中有环氧基、羟基和醚基，故有高度的极性，所以粘合力特别强，这是环氧树脂作为涂料的最优良性能。（5）使用寿命。经理化和老化试验，纳米碳涂料使用寿命在50a以上。传统的接地扁钢一般使用寿命为10～15a，特别是在高阻土壤地区、高酸碱盐地区或较潮湿的土壤中使用寿命会更短。（6）适用范围。可广泛应用于各种工作接地和保护接地工程。如：配电系统、通信系统、建筑系统、医疗科研、军用设施，及其它行业的工作接地及易燃易爆场所的接地工程等。（7）可施工性。施工与镀锌扁钢、镀锌圆钢的施工工艺相同，无须特殊的工机具及材料，只需合格的焊工即可。但与铜包钢接地线的施工工艺不同，铜包钢施工需要与接地线相对应的模具、焊药等，并经专门培训才能上岗操作，在施工过程中具有一定的危险性(火焰灼伤、烫伤等)。

2.纳米碳防腐接地装置的缺点，成本投入较高，高于镀锌扁钢3倍以上，但低于铜包钢。由于铜包钢接地线具有较强的钢丝的柔韧性及铜的良好的导电性等优点，适用于高阻土壤地区及土质有沉降的地区，如神华宁煤烯烃项目，使用铜包钢作为接地线，其土质为湿陷性黄土具有沉降性所以选用具有柔性的线性接地线。铜包钢接地材料还由于价格高、施工工艺较复杂等因素，并没有广泛应用于接地、避雷系统中。

3.纳米碳接地模块的优、缺点。（1）纳米碳接地模块的优点。1)纳米碳接地模块采用化学稳定非金属导体材料作为模块的导电介质，其导电性不受季节影响。2)具有吸潮、保潮、保持与土壤有效接触的性能。接地电阻值低于传统的接地极(镀锌角钢、钢管)。3)在高土壤电阻率地区，能有效降低接地网的接地电阻。4)耐大工频和冲击电流冲击，电阻稳定。5)耐腐蚀、无毒、使用寿命长、安装简单。（2）纳米碳接地模块安装方法自有特点。传统的接地极(镀锌角钢，钢管、铜包钢棒等)在接地极坑挖到一定程度时，可以使用硬物敲击。纳米碳接地模块不能使用硬物敲击，如敲击很可能破坏电极芯及四周的石墨粉和硅酸盐覆合物，破坏内部结构，影响导电效果。所以，必须将接地极坑全部挖到需要的深度，将垂直模块放人，四周回填细土或降阻剂．保证接地效果。（3）纳米碳接地模块的缺点。价格高，体积大、重量大、安装时不能用硬物敲击，储存应水平放置在不受外力的环境中，搬运及安装时要轻拿轻放。

二、施工工艺流程及操作要点

1.施工工艺流程（图1）。

2.工艺操作要点。（1）图纸会审。由专职工程师组织班组长、施工人员进行图纸会检，会检施工图中的施工要求和技术要领。（2）