- 接地裝置的自我保護
- 碳鋼接地裝置
- 采用有色金屬材料作為接地裝置
這要從其可靠性和經(jīng)濟性?xún)蓚€(gè)方面考慮。在接地材料的具體采用上，可以清楚地說(shuō)明這一點(diǎn)。
1.碳鋼接地裝置以往的接地裝置，大多采用圓鋼、扁鋼、角鋼或鋼管等碳素鋼材。這些材料取材方便，價(jià)格便宜，在一般場(chǎng)合下能達到接地目的；并且鋼材剛性大，焊接技術(shù)成熟，因此施工方便。但是，鐵是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的元素，在常溫常濕的條件下就能與多種非金屬元素及鹽類(lèi)發(fā)生化學(xué)反應，會(huì )銹蝕和腐蝕。在沿海地區、鹽堿地帶及產(chǎn)生化學(xué)腐蝕物質(zhì)的工廠(chǎng)周?chē)?，其銹蝕、腐蝕的速度就大的驚人。在一般的土壤中，碳鋼的年平均腐蝕厚度在0.2mm左右；在常溫的NaCl、CO2環(huán)境中，其腐蝕厚度在0.5-1.5mm之間；在酸性環(huán)境中，則要超過(guò)1.5mm；在嚴重污染的環(huán)境中，最大年平均腐蝕厚度甚至達到3mm。
為減緩腐蝕速度，后多采用熱鍍鋅件。鋅的抗腐蝕能力比鐵高，在一般土壤中，年平均腐蝕厚度僅有0.065mm；但是，我國的熱鍍鋅層厚度一般只有0.05-0.06mm。也就是說(shuō)，鍍層只有一年的保護作用。也有采用加大截面的方法來(lái)延長(cháng)使用年限的，其結果是表面積擴大了，每年的腐蝕量也增加了，預期的目的也難以達到。
碳鋼接地系統雖然第一次投入的成本較低，施工也方便，但是由于其不能進(jìn)行較好的自我保護，一次投入的使用年限較短，其實(shí)并不經(jīng)濟。從可靠性和經(jīng)濟性?xún)蓚€(gè)方面來(lái)綜合評價(jià)，碳鋼不是有良好自我保護性能的理想接地材料。
有色金屬材料接地裝置與碳鋼相比,多數有色金屬電阻值低,并且有較好的選擇性抗腐蝕性能力。
常用的有色金屬材料有銅、鋁、鉛、鋅等,在接地材料中用的比較多的是銅和鉛。其中銅在低濃度的NaOH,CO2,海水等環(huán)境中有較好的抗腐蝕能力,鉛在H2SO4,SO2的環(huán)境中顯得特別穩定,在較高濃度(90%)得H2SO4環(huán)境中,常溫下年平均腐蝕厚度也不足0.05mm;鋁在NH3,CO2,醋酸等環(huán)境中,年平均腐蝕厚度大多不足0.05mm;鋅比較適應的是堿性環(huán)境.因此采用有色金屬材料作為接地裝置,一般可針對腐蝕介質(zhì)得情況有所選擇,其耐腐蝕能力要遠遠高于碳鋼。
但是,有色金屬材料也有其不足之處.其一是價(jià)格昂貴,尤其是銅。其二,是鋼性不夠，施工困難。解決著(zhù)問(wèn)題的途徑是加大截面。然而，接地體直徑增加30%，截面積就要增加70%；直徑增加50%，截面積就要增加125%，也就是要多耗用70%~125%的金屬材料，使一次性投入的成本成倍地增加。
有色金屬材料接地裝置雖然耐腐蝕，有較長(cháng)的使用年限，但是因為太不經(jīng)濟，所以沒(méi)有被普遍采用。它的經(jīng)濟性影響了自我保護功能。
3．復合材料接地裝置它以碳鋼為基體，采用高溫高壓等特殊工藝手段，復合上一層有一定厚度的有色金屬。這種復合材料一投入市場(chǎng)，就引起了關(guān)注，經(jīng)上海、南京、北京等地一些工程項目采用，證明該復合材料有良好的時(shí)效性和經(jīng)濟性，也就是具有較好的自我保護功能。
首先，復合層的選擇是由設計部門(mén)根據土壤和腐蝕介質(zhì)的具體情況及具體工程對接地規范的要求決定的，生產(chǎn)部門(mén)根據計劃規范，有針對性地采用不同的有色金屬材料及復合層厚度，故這樣的復合材料接地裝置都有較好的自我保護功能和接地有效性，能在較長(cháng)的年限內保證接地的絕對有效。
其次，復合材料的碳鋼基體有足夠的剛性，保證施工的順利進(jìn)行，不必再擴大截面。從一次性投入的成本來(lái)看，復合材料要高于碳鋼，但是結合二次施工甚至至于三次施工的因素來(lái)看，復合材料仍是經(jīng)濟的，而與單純有色金屬材料相比，復合材料的一次性投入要低得多，在防腐效果方面卻是相近的。
另外，從節約資源的角度來(lái)說(shuō)，復合材料與碳鋼相比，因為使用年限長(cháng)，所以能節約寶貴的土地資源；與有色金屬材料相比，則可以節約大量的有色金屬材料資源。
綜上所述，在接地裝置的自我保護這一課題中，復合材料因為基本上解決了這一課題中的所有問(wèn)題，達到了接地裝置的時(shí)效性和經(jīng)濟性的統一，是目前接地設計的最佳材料選擇。
