防雷接地体防腐蚀阴极保护及焊接工艺
防雷接地装置因为是隐蔽工程.对它的检测分为施工阶段的跟踪检测和在用阶段的定期检测.施工阶段的检测主要检测接地体材料规格、布置、埋深、焊接质量、防腐措施以及接地电阻等。
接地体由于埋在地中,需要稳定工作数十年,不易维护施工,所以材料规格显得尤为重要。必须选用镀锌质量好的(热镀锌工艺)钢材,镀锌角铁、镀锌钢针、镀锌扁钢等要保证璧厚。人工接地体的布置要考虑到雷电流幅值大而超过工频电流的并联接地极的集合效应,也就是各垂直接地体的距离不应太近,否则即便测最得到的接地电阻符合要求,地中散流效果也不一定很好。一般垂直接地体间的距离为垂直接地体长度的2倍.最少为1.5倍。
一般标准或规范规定的是防雷装置的冲击接地电阻允许值,而通常测试仪表测试的是工频接地电阻(由于便携式接地电阻测试仪不易产生较大的模拟雷电流测试波形,因而不易产生雷电流在地中的冲击接地物理过程,所以,目前市面上没有真正愈义上的冲击接地电阻测试仪)。由于雷电流是个非常强大的冲击电流,其幅度往往大到几十千安甚至上百千安的数值。这样,使流过接地装置的电流密度增大,并受到由于电流冲击特性而产生电感的影响,此时接地电阻称为冲击接地电阻。由于流过接地装置电流密度的增大,以致土壤中的气隙、接地极与土壤间的气层等处发生火花放电现象,这就使土壤的电阻率变小,同时土壤与接地极间的接触面积增大。结果,相当于加大接地极的尺寸,降低了冲击电阻值。也就是说,由于雷电流的火花效应(若火花效应大于电感效应),一般同一个接地体的工频接地电阻大于冲击接地电阻:R,,,=AR;(A)1),所以,一般情况下,若检测结果表明工频接地电阻值符合防雷标准中对冲击接地电阻值的要求,就不用进行换算直接判定为合格。否则。应将工频接地电限值换算成冲击接地电阻值,甚至要考虑季节因数等,再与规范要求比较.从而判定是否合格.这一点尤其对检测结果中工频接地电阻值超过冲击接地电阻允许值不多的情况很有
用,也很有必要。
在距接地体3m的范围内,由于冲击电位梯度大.对人体有危险的是由跨步电压引起的电击伤害.因此,人工接地网的外缘应闭合,外缘各角应做成圆弧形,圆弧的半径不宜小于水平接地带(能起均压作用)间距的一半。接地网的边缘经常有人出人的走道处,应铺设砾石、沥青路面或“帽枪式”均压带(见图3. 1),改善地电位分布。
图3.1加装均压带以使电位分布均匀
在腐蚀性较强的土壤中.应采取热镀锌等防腐蚀措施或加大截面.也可采用阴极保护技术措施。阴极保护技术理论是:接地装置所发生的腐蚀基本属于电化学腐蚀,因而在防腐保护措施中可采用电化学保护。电化学保护就是使金属构件极化到免蚀区或钝化区而得到保护。电化学保护分为阴极保护和阳极保护。阴极保护是使金属构件作为阴极,通过阴极极化来消除该金属表面的电化学不均匀性,达到保护目的。阴极保护是一种经济而有效的防护措施。一些要求在海水和土壤中使用的接地体,采用阴极保护,可有效提高其抗腐蚀能力。
阴极保护可通过两种方法实现:一是牺牲阳极法,二是外加电流法。牺牲阳极法是在被保护的金属上连接电位更负的金属或合金。作为牺牲阳极.靠它不断溶解所产生的电流对被保护的金属进行阴极极化,达到保护的月的。
关于接地体施工时焊接工艺和焊接质量的检查.现以角钢接地极和扁钢接地线的连接为例。如图3. 2所示,有三种方式,接地极和接地线之间采用焊接,为了保证连接强度.应四周连续焊。焊后应除去焊渣并在焊接处涂上沥青漆(实际接地工程中利用刚焊接完敲除焊值后的余沮,趁热用沥青块涂抹整个焊接点)。圆钢、扁钢、钢管接地极的焊接与扁钢的类同。当接地极埋设在可能有化学腐蚀性的土坡中时,应加大接地极与连接扁钢连接面.各焊接头必须用玻璃布加涂沥青油二度缠包,以加强防腐能力.圆钢与圆钢搭接时,双面焊时其搭接长度应不小于圆钢直径的6倍,单面焊则搭接长度应不小于圆钢直径的12倍.圆钢与扁钢连接时,搭接长度亦为圆钢直径的6倍。扁钢与扁钢之间的连接不准采用对接焊,应采取搭接焊,搭接长度为扁钢宽度的2倍.
图3.2 接地极与连接线的连接方式(mm)
接地极为L50x5,L=2500.连接线为扁钢25x4.潮湿地区为40x4
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