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【铜包钢接地极应用工艺】
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采用工艺 |
技术特点 |
符合标准 |
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四维电镀法：工艺要求高；生产自动化程度高。 |
镀铜钢接地产品采用国内首创的纳米碱性预镀铜技术。其原理是通过构建空气动力场环境，对镀液中络合物与Cu2+形成纳米级 粒子团的密度与沉积速度进行精微控制，在铜和钢之间构筑一种新型纳米级粒子沉积模型，阴极金属沉积形成纳米级碱性铜粒子晶镀层结构，纳米级晶镀层的致密性好并具有高活化表面，大大加强了镀层间的亲和力，使产品结合力达到最佳标准。成品具有优良的机械强度、延展性和耐腐蚀性能。 |
四维电镀法为目前国际领先的制造工艺，其 产 品 符 合 美 国 UL.IEEE、国家电力行业标准。 |
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一股电镀法： |
国内厂家受制于装备技术条件及核心技术瓶颈，前处理后的半成品质量一致性较差，导致成品质量不稳定。由于阴阳极位置是静态固定的，而被镀工件尺寸较长，所以造成电流密度分布不均匀，造成产品的镀层厚度不一致，导致大长度镀铜钢产品工业化无法实现。 |
现有美国UL、IEEE、国家电力行业标准规定，多数厂家未取得相关产品认证。 |
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水平连铸法 |
工艺原理为将高温液态铜包裹在预热钢材上，属于物理结合方式。钢、铜之间在高温状态下形成无法清除的残留氧化层，铜附着力差；其工艺方法决定了无法实现镀层的均匀等厚，同时由于产品在液态金属铜槽中逐段依次通过冷却结晶器。结晶器内外形成瞬时温差，从而使覆铜层内产生持续龟裂，经后处理过程外表无损伤，对现场应用产生隐患。 |
无国际标准规范，除中国外未见成熟应用 |
【铜包钢接地棒产品特点】
1、工艺独特：采用热浸涂层法生产工艺，实现接地极的冶金熔接，并可任意拉拔，不翘皮不开裂。
2、导电性：表层为无氧铜，具有优良的导电性能，其阻值远低于普通镀锌钢，传统镀锌钢导体在承受25KA电流2秒时，导体截面积需300mm2,而格瑞丁接地极在承受25KA电流2秒时，导体截面积只需120mm2。
3、防雷的二次效应：能减少雷电的二次效应。
4、抗腐蚀性：铜包钢接地棒的复合界面由于是高温熔接，无任何残留物质，外层是无氧铜，其铜层厚度≥0.25mm,故抗腐蚀性强，其寿命可在50年以上，减少维护费用。而传统镀锌导体镀锌层只有0.06mm，在常规环境中3-8年左右其表面被腐蚀，使接触电阻迅速增大，按常规设计30年寿命，那么接地网用镀锌材料就得改造三次。
5、合金强度：由于铜与钢属分子结合，且铜层厚，在施加30t/cm2的压力后，观察铜与钢的界面无裂缝。
6、弯曲试验：将一截接地极沿纵向切去一半，然后弯曲180°结果铜与钢的界面无裂缝。
7、接地安全可靠：使用热熔焊接，接点牢固，抗腐蚀，施工方便，工效高。
8、系统运行的周期和安全性：接地极由于防腐蚀性能强，接地电阻稳定，安全性高，在设计周期内不会出现接地电阻上升的现象。
【铜包钢接地棒的用量如何计算】
影响接地工程设计的因数很多，由于基础资料、测量条件和工程成本的限制，实际工程实践中，往往不能进行过多的测量考察，所以利用有限的资料在接地工程设计中估算材料的用量，对工程的预算和报价都是必要的。
一、土壤电阻率的预估
接地电阻率是工程中最重要的参数，有条件的建议直接测量（四点法测量）避免误差，测量条件制约没有直测的目测估算。以下是常见环境的基础数据，在干燥地区应乘以1.5~2.0的系数：
城 市 野 外
电阻率Ω.m平原城市山区/高原等城市农田环境多年老土含沙土壤
100150~300 100100~200300~500
多石土壤沙石混存破碎岩石整体岩石
400~800 1000500020000
二、单一接地工程材料的用量的计算：
达到接地效果，使用材料的用量是预算最关心的问题。下面就钢材、降阻剂、非金属接地体和中空接地棒分别介绍。
1、钢材接地
这是最传统和最基础的接地方式，下面的公式分别是利用接地面积计算公式、水平接地计算公式和垂直接地体计算公式。
р（Ω.m）-----土壤电阻率；
d(m)------------钢材等效直径；
S（m2）---------地网面积；
H(m)------------埋设深度； L(m)------------接地极长度(m) ；
A---------------形状系数。
2、使用降阻剂接地
降阻剂的用量可以采用体积填充的办法计算（降阻剂浆料的体积是1.4kg/L),最常用的方法是采用标准单位用量来计算。25kg/米来使用降阻剂的情况下，可以利用上面介绍过的水平（垂直）接地的计算公式，其中的等效直径d取值变为0.4m。体积填充方法计算时，d的取值为 d=等效截面直径+0.1m
3、非金属接地体
以典型的平板方型（600*400*60）非金属接地体为例说明。每个接地体的接地效果为单个接地体的接地电阻R’=0.16р(р为土壤电阻率)
接地体的用量(n)计算公式为：
n=0.16рK/R (K为利用系数取值0.65~0.85 ，R为要求的接地电阻)
4、中空接地棒
专业接地帮有三种，一种是使用铜材或铜包钢代替钢管来接地的，计算办法和钢管一样，另一种是棒体中空，内装电解质的，以常见的60mm×3mm例说明，单个接地体的接地电阻R’=0.08р(р为土壤电阻率)，接地体的用量(n)计算公式为：
n=0.08рK/R (K为利用系数取值0.65~0.85，R为要求的接地电阻)
还有一种是复合的接地棒棒体中空，内有电解质以外，外部包裹特种导电水泥材料以常见的60mm×3mm例说明，单个接地体的接地电阻R’=0.05р(р为土壤电阻率)，接地体的用量(n)计算公式为：
n=0.05рK/R (K为利用系数取值0.65~0.85，R为要求的接地电阻)
三、材料的综合用量
实际工程中往往使用的材料不是一种，这样的情况下，应综合计算确定材料用量和预算方案。首先根据接地的设计要求和季节影响系数，确定接地工程要达到的接地电阻。要注意，接地的设计要求并不是工程验收的标准，因为设计要求是全气候下的接地电阻允许的最高值。如果工程完成测量刚达到设计要求，其他季节（如冬季）地网的接地电阻就会高于设计要求，地网不合格。应考察当地的季节变化参数，也可以参照国家有关规定（取1.45）取值。
测量地网的接地电阻R’=R/1.45 (R’为地网接地电阻，R为设计要求)。
接地电阻目标确定以后，根据环境条件来设置接地环、选择接地体。要注意，在使用降阻剂的情况下，对降阻剂包裹的金属材料不能重复计算其接地作用。还要注意的是，当多个接地体在一个工程中使用的时候，它们可以看作是并联在一起工作的，由于各个（种）接地体互相有影响从而降低接地作用，所以应考虑材料的利用系数（0.65~0.85）。
【双和铜包钢接地棒的用量：】（安装数量：一套8根）
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土壤电阻率ρ |
100Ω·m |
200Ω·m |
500Ω·m |
1000Ω·m |
1500Ω·m |
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安装数量 (1套8根) |
1套 |
3.13Ω |
4.84Ω |
12.10Ω |
19.18Ω |
22.93Ω |
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2套 |
1.67Ω |
2.59Ω |
6.48Ω |
10.27Ω |
12.27Ω |
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3套 |
1.12Ω |
1.73Ω |
4.32Ω |
6.84Ω |
8.18Ω |
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4套 |
0.89Ω |
1.37Ω |
3.43Ω |
5.44Ω |
6.50Ω |
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5套 |
0.71Ω |
1.10Ω |
2.75Ω |
4.35Ω |
5.20Ω |
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