（电气工程专业论文）变电站接地网的研究.pdf

东南大学工程硕士学位论文 a b s t r a c t t h i sp a p e ri n t r o d u c e ss o m ew a y so fc o m p u t et h eg r o u n d i n gr e s i s t a n c e ，a n d c o m p u t e st h eg r o u n d i n gr e s i s t a n c eo ft h eh u a y u a ns u b s t a t i o n ，a n dc o m p a r e st h e r e s u l to fc o m p u t i n gw i t hi t so ft e s t i n g t h e nc o m p u t e sx i a n g y a n gs u b s t a t i o n ，b y c o m p a r i n ga n da n “y z i n gt h ep e r f o r m a n c e sd i f f e r e n c eo fl a r g ec o p p e ra n ds t e e l m a t e r i a l ，t h i sp a p e rd r a w ss o m eu s e f u lc o n c l u s i o n t h ec o n c l u s i o ni n d i c a t e s ：t h ew a yo ft h es i m p l ef o r m u l ai ss a t i s f i e dt ot h e r e q u i r e m e n t so fe n g i n e e r i n gd e s i g n ；c o m p a r i n gw i t hs t e e lm a t e r i a l ，c o p p e rh a sb e t t e r e l e c t r i c ，b e t t e rh e a t r e s i s t a n t ，l o w e re r o d i b l e ，m o r ec o n v e n i e n ti nc o n s t r u c t i o n s ， l o n g e rl i f e ，l e s sp o l l u t i o nt ot h es o i l a l t h o u g hu s i n gc o p p e rm a t e r i a l ，t h ee a r l i e r i n v e s t m e n ti sl a r g e r , i nl o n gv i e w , i ti sr e a s o n a b l e k e yw o r d s ：s u b s t a t i o n ，g r o u n d i n gr e s i s t a n c e ，s t e e la n dc o p p e rm a t e r i a lg r o u n d i n g g r i d se c o n o m i cc o m p a r i s o n i i 东南大学工程硕士学位论文 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：兰逝! 坌日期：血，户 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论 文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子 文档的1 4 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查 阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名： 导师签名：主款 日期：! ! f ：垫 东南大学工程硕士学位论文 第一章前言 在电力系统中为了工作和安全的需要，常需将电力系统及其电力设备的某些部分与大地相 连接，这就是接地。电力系统就其目的来说可分为工作接地，防雷接地和保护接地三种。变电 站的接地系统在变电站中占有十分重要的位置，其作用是把故障电流引入地下并为站内设备提 供参考电位。它是维护电力系统安全可靠运行，保护运行人员和电气设备安全的根本保证和重 要措施。调查表明，我国曾发生多起由于接地系统的接地电阻未达到要求所导致的事故或事故 的扩大。这种事故经济损失巨大，根据统计，每发生一次事故的直接经济损失都在几百到数千 万元，而且对与人们社会造成更严重的间接经济损失。 接地体的接地电阻是电流i 经接地电极流入大地时，接地电极的电位v 对i 的比值。它主 要是大地呈现的电阻。接地电阻的大小除和大地的结构、土壤的电阻率有关外，还和接地体的 几何尺寸和形状有关，在雷电冲击电流流过时，还和流经接地体的冲击电流的幅值和波形有关。 电力系统接地技术对电力系统的安全运行有着重要影响，因此一直得到人们的重视。在变 电站建设中接地网的设计与施工是非常重要的一个环节，而接地电阻的计算又是接地网设计中 的关键，误差小、简单实用的接地电阻计算方法是建设安全并造价合理的接地网的前提条件。 文献( 3 ) 通过合理的假设，对有垂直接地极的复合接地网提出了可供工程实用计算的简化公式， 其计算误差通常小于1 0 ，并且当单根垂直接地极的长度l 远大于等效正方形接地网的边长和 垂直接地极总长度大于水平接地极的总长度时。其计算误差仍小于l o 。文献( 4 ) 通过建立 合适的数学物理模型，分别对接地网的工频特性进行了细致的分析，提出了接地网接地参数的 数值计算方法。文献( 7 ) 基于复数镜像法提出了一种模拟变电站接地网的方法，该方法适用于 多层大地模型中任意结构接地网的模拟，文献给出了复数镜象法的格林函数及推导方法，它们 适用于电流源位于各层区域的多层模型情况。复数镜像法中的镜像的大小和位置一般为复数， 其计算效率和计算精度远远高于经典镜像法。 基于场路结合的思想，考虑导体自感和导体问的互感，用传统的节点电压法分析接地网， 文献( 5 ) 分析比较了大型铜材和钢材接地网接地阻抗，最大跨步电压和接触电势等方面的性能 差异，并阐述了产生差异的原因，得出了一些有用的结论：1 ) 相同接地网结构和土壤条件下， 铜地网的接地阻抗，网内电位差占总电位之比均较钢材小。2 ) 钢材和铜材大型地网的接地阻抗 大小与电流注入点有关。边角处注入比中心注入要大的多。3 ) 在低土壤电阻率的地方，用铜材 接地网降低接地阻抗效果明显，在高电阻率的地区效果不佳。4 ) 对同样的接地网和土壤，取相 同的接地阻抗，因铜的载流量比钢的大得多而且相对磁导率要小很多，故铜材得截面要比钢材 的小得多。 东南大学工程硕士学位论文 以往测量地网接地电阻，一般采用4 太电流法”及各种派生的测量方法，但均未从根本上 解决地网干扰电流和引线互感引入的误差等问题，同时放线的劳动强度大。文献( 6 ) 提出了“异 频测量法”，并研制出准确可靠、便于使用的大型地网接地电阻异频测量仪，能有效地消除地 网中的工频及高频干扰，并能将电阻和电抗分量分离开。可准确测出地网的接地电阻。采取合 适的布线方式可测出地网的接地电抗，从而解决了大型地网接地电阻测量的难题。 在大型变电站中，由于接地导体自身的电阻和电感的作用，使得接地导体上各点的电位不相 等。变电站内许多仪器的接地端或电缆外皮都接在接地网上，接地网的网内电位差可能产生严重 的电磁兼容问题。文献( 8 ) 采用接地网接地参数数值分析软件，计算了接地网的内部电位差。 提出了减小网内电位差的措施，得出大型钢材接地网存在较大的网内电位差，其值随地网面积的 加大、接地导体半径的减小和均压导体根数的减少而增加。得出了短路电流入地点越偏离地网 中心，网内电位差就越大的结论。 变电站的接地网对变电站的安全运行至关重要。随着电力系统容量的不断增大接地短路 电流也越来越大。近几年，由于一次设备接地、接地网发生问题造成高压窜入二次回路及操 作系统，使保护失灵，短路电流时间持续较长。进一步将地网多处烧断，使整个变电站多处出 现高电位差，造成许多主设备损坏的事故时有发生。文献( 1 0 ) 阐述了目前变电站接地网在设 计、安装、维护等方面存在的电压分布梯度大，地网腐蚀严重等主要问题，并提出应采取的措 施如对接电网应采取防腐蚀措施等。 在城市变电所的接地网设计中，尤为明显的特点和困难是：( 1 ) 由于城市规划寸土寸金，变电 所占地面积越来越小对于3 台主变，3 0 回出线这样规模的户内变电所，一般占地面积需2 0 0 0 2 5 0 0 m 2 左右；( 2 ) 变电所附近没有可以利用的空地，接地网不能外引，一般只能在围墙内这部 分面积采取措施；( 3 ) 1 2 1 3 接地网敷设在变电综合合楼的下面，在投产运行后，很难进行 再次开挖改造。所以如何通过优化地网的结构或者选择不同地网材料来使地网的各项指标( 地 网的电阻，接触电压，跨步电压) 满足要求具有重要意义。文献( i i ) 总结了城市变电站接地 网设计中一些经验，提出了降低接地电阻的几种方法：l 深井接地2 使用新型接地体3 埋设原 土层。 接地网的材料种类、截面积大小和导体连接方式的选择直接影响到接地系统的成本、品质 和寿命。文献( 1 2 ) 结合国内外的电力规范，介绍发电厂、变电站接地网常规做法上材料选择 的差异，比较其性能和价格上的不同，并按规范、通过计算说明不同的连接方式对材料截面积 的影响。得出结论：就接地材料而言，铜与钢相比，铜的导电性和耐腐性好，所需的最小截面 积小。造价低：就导体连接方式而言。火泥熔接法较其它接法节省铜材，且连接头品质较好。 通过以上分析，如何在众多的地网接地电阻计算方法中，找到适合实际工程应用，误差小、 2 东南大学工程硕士学位论文 简单实用的计算方法，以及如何选用合适的接地网主材，克服现在电网中均采用镀锌钢材作为 接地网主材所暴露出的缺陷，是电网工程建设中所面临的课题。本文介绍了几种接地电阻的算 法，采用常用简化公式和内插法计算的方法对徐州花园1 1 0 k v 变电站的地网接地电阻进行了计 算，并对两种计算结果与现场实测的电阻值进行了比较。接着针对当前电网中普遍采用的镀锌 钢材接地网在运行中存在腐蚀较为严重等问题，以及近来江苏电网中要求推广使用铜接地网的 呼声越来越高，本文对苏州2 2 0 k v 向阳变电站接地网采用钢材和铜材分别进行了计算，进行钢 材和铜材接地网的技术和经济方案比较。 结果表明：常用简化公式的计算精度满足工程设计要求：与钢接地体相比而言，铜接地体 具有导电性能、热稳定性能好，耐腐蚀能力强，施工方便，可加快工程进度，寿命长，投运后 减少了检验维护工作量，并对土壤无污染，但初期投资有所增加，但从长远利益考虑，采用铜 接地网是合理的；特别是对地处城区，设备组合程度高、占地面积小的变电站采用铜接地网更 有优势，现在江苏电网中的部分变电站已试点采用，取得经验后，将逐步推广使用。 3 东南大学工程硕士学位论文 第二章接地电阻的计算方法 接地电阻是接地装置性能的重要标志，接地电阻的计算对变电站设计起着十分重要的作用。 目前，在实际工程中对接地网接地参主要依据是电力部颁布的电力设备接地设计技术规程。 但这些终究只是在测量土壤等效电阻率的基础上，对接地参数进行的近似计算，对复杂结构接地 网和多层大地模型的设计计算无从着手。 自1 9 7 2 年以来，各国学者对接地系统接地参数的数值计算进行了大量的研究，将各种数值 计算方 去应用到接地参数的计算中，在一定程度上克服了采用解析公式计算变电站接地参数存 在的误差。这些工作的理论基础分别为有限差分法、有限元法、模拟电荷法、边界元法、多步 法等。应用这些方法能够比较全面地考虑地网的实际结构与故障电流流散的实际情况，考虑到地 网不同部分导体散流的非均匀性，对于结构比较复杂的接地网可得到比较精确的计算结果，解决 采用经验公式进行计算所不能解决的许多问题。 2 1 均匀土壤的接地电阻计算 2 1 1 内插法 圆形地网的接地电阻可以以圆盘和圆环的接地电阻为基础用内插法求出。 麟黼鼢毒肚等态， 4 圆环的计算娥r = 轰( 觑署+ o 4 8 ) 圆形地网的接地电阻的公式内插为下面的形式： 嘲鼬瑶1 咿p 一4 # a 8 倒 4 ( 2 一i ) k l 和k2 为待定系数，可根据圆环 东南大学工程硕士学位论文 k l 舡考。知毒 所以k l = l 当l = 2 a b = 2 石时，r 应等于圆环的接地电阻，即 等c + 走，+ 轰c 如等+ o 。s 蝎，2 轰c 如等+ o 4 s ， 畔：一扣去卜5 去， a4 将k i ，k 2 带入公式( i ) 。圆形地网的接地电阻为： r - o 2 2 寺( 1 + 功+ 卫2 ，r 2 , ( 如丝h a - 4 5 2 - 5 b ) ( 2 叫 其中 肛赢 ”面 下面讨论方形和矩形地网的情况。考虑到保持周长不变将圆环变为方框后，占地面积由原 来的a 缩小为爿，将( 2 - - 2 ) 式中第2 项的a 用 4 取代，再在第一项中考虑圆盘变为方 4正 板的修正后，可得方形地网的接地电阻公式为 r = o 2 1 3 寺( 1 + 占) + 轰( 如南棚) ( 2 吲 即方形地网的接地电阻等于方板接地电极的接地电阻o 2 1 3 告( 1 + 曰) 加上一个修正项 v a 置：旦一( 砌一5 b ) 2 花、9 h d 7 所以矩形地网的接地电阻也可写为矩形板接地电极的接地电阻和某一电阻增量之和。 当矩形板的长宽比a b 8 时，矩形板电极的接地电阻计算公式可以方板电极的计算公式为 r = ( 0 , 2 2 - o 0 0 7 争寺( 1 + 印 5 东南大学工程硕士学位论文 保留方形地网中a r ：? ；( 知一5 b ) 的函数形式，则矩形地网的接地电阻为 2 花、9 h d 。 r - ( 0 2 2 - 0 0 0 7 争寺( 1 + 卅盖似刍一5 功 ( 2 _ 4 ) 上式可用来计算帅8 的任何矩形地网的接地电阻。 2 1 2 常用简化计算公式 在实际的计算中常常采用简化公式 b = ：一 1 + 4 6 阜 ，= ( 3 如喏) - o 2 ) + 謦) 暖( 如( 南) 一5 国+ 0 2 1 3 砉s ( 1 + 剀( z - 5 ) 其中s ：接地网面积l ：接地体总长度 上，：接地网外缘长度 h ：水平接地体所埋深度d 等效半径 r 接地电阻 2 2 双层土壤 2 2 1 双层土壤中地网接地的简化公式 大量的计算和曲线表明，双层土壤中水平地网的k 值主要是随上层土壤的电阻翠 岛，下层土壤的电阻率p 2 ，上层土壤的厚度s ，地网的面积a 变化，也受地网网孔数目 m 的影响，可表达为 |i=ko-i-k(2-6) 式中是 兰，k ( = 旦 丑) 和a 的函数，可用曲线查得，也可用下面公式算出，即 l a p 2 + p 1 =(：tleb+k3)k4k,(2-7) 式中毛：o 4 5 3 + o 6 6 知羽g 苦0 2 0 4 ) 1 2 砰+ o 1 5 f s k 剖” 屯= o 1 8 6 + 0 1 3 2 t g 一1 【o 6 4 7 ( 1 9 睾+ o 1 5 6 ) p 2 、an 6 东南大学工程硕士学位论文 岛= 【- 0 2 6 6 ( k 3 4 s 1 2 + 0 6 0 8 i g ( 、3 a s ) - 0 5 3 5 1 ( 1 8 万3 8 一1 7 。) = 1 0 3 8 - 0 3 纠【1 ，( - s 万3 8 - o s s ) 屯= ( 9 6 3 1 0 4 = - ) 一 k 是网孔数m 的函数，由k i n ，i “两项组成，即 km=k。+k(2-8) 式中七。可由表查得，七“在丘 o 和善 2 d ，电压极用两根钢棒打入地面，电流极用四根钢捧打入地 面，电压极与电流极的夹角为3 0 度。 电压极 电流极 图3 23 0 度夹角法示意图 2 试验步骤： 电压线和电流线的走向和电压极、电流极位置的确定。 电压线、电流线的敷设及与电压极和电流极的的连接。 测量仪器的布置。 接地阻抗的溅量。 设备引下线导通测量 ( 5 ) 测量接线 测量接地阻抗的电气接线如图3 3 所示，2 2 0 v t 频电源经变频源变换频率后。送至升流变， 向接地网注入电流，进行测量。 2 1 东南大学工程硕士学位论文 按地网 图3 - - 3 测量回路电气接线图 测试用仪器设备 澳大利亚红相接地网测试系统。 型号：4 0 2 2 接地引下线导通仪 4 0 2 3 变频源 4 0 2 蚰升流变 4 0 2 5 选频万用表 ( 6 ) 测试数据及计算结果 测量结果如表3 4 所示。 图3 - - 4 测试数据表 频率 4 54 64 7 4 84 95 i 5 2 5 3 5 45 5备注 ( i z ) 电压 0 3 8 60 4 2 2o 4 1 8o 4 1 30 4 3 3o 3 4 5o 4 3 5o 4 2 5o 4 1 40 4 0 9 ( v ) 工频 总电流 接地 3 6 6 0 3 9 1 5 3 8 9 03 8 7 0 4 0 1 53 1 4 0 2 53 9 5 03 8 3 5 3 8 0 5 阻抗 ( a ) 阻抗0 1 0 7 0 1 0 50 1 惦0 1 0 70 1 0 7o 1 0 80 1 0 80 1 0 8o 1 0 80 1 0 80 1 0 7 ( q ) ( 7 ) 接地引下线导通检查 对全部接地引下线进行了导通测量，引下线与主接地网连接良好，未发现断线情况。 ( 8 ) 结论 东南大学工程硕士学位论文 接地网接地阻抗铡量值为o 1 0 7 欧。 接地引下线与接地网主网连接良好，导通检查未发现断线情况。 3 2 4 实测结果和计算结果的比较 表3 - 5 为使用两种不同的方法的计算结果。从和实测结果比较可以看出( 实测结果为0 1 0 7 ) ； 表3 - 5 使用不同方法的接地电阻计算结果 接地电阻误差 常用简化公式 0 1 0 7 50 4 7 内插法 0 3 9 1 6 2 6 5 9 8 计算值( 简化公式算法) 略大于实测值，两者间的误差约为0 4 7 ，可能因为计算报考虑 的架空地线的分流影响与实际测量时有一定误差。考虑到两者间的误差已经很小，足以说明模 型与实际情况是相符的，故没必要再做进一步工作。 由表可见，用常用简化公式所计算出的结果和测量结果相差无几，说明常用简化公式在这 种情况下是适用的，由于接地网是水平接地体和垂直接地体的复合地网，而内插法忽略了垂直 接地体，所以导致误差比较大。 东南大学工程硕士学位论文 4 1 概述 第四章钢材和铜材接地网的比较 随着电力系统的发展，短路容量越来越大，对接地的要求也越来越高。长期、可靠、稳定 的接地系统，是维持设备稳定运行、保证设备和人员安全的根本保障，接地系统长期安全可靠 的关键在于选择品质好的接地材料和可靠的连接。目前，江苏地区的变电所均使用镀锌扁钢作 为接地材料。而上海、浙江地区已开始选用热稳定性能好、导电性能强、耐腐性强的铜材做接 地，其连接采用先进的放热熔接技术。在国外，铜材作为接地材料已有超过1 0 0 年的历史，而 且是唯一的选择。 4 2 技术比较 4 2 1 截面选择 充分考虑电网的规划发展规模，一般2 2 0 k v 变电所中的主接地网采用一6 0 * 8 ( 截面4 8 0 f m 矿) 的镀锌扁钢，引下线采用- 8 0 * 8 ( 截面6 4 0 n 2 ) 的镀锌扁钢。 接地体热稳定校核中未考虑腐蚀时，变电所接地引下线的最小截面应满足下式： ， sg 芝每e 式中：s 。接地引下线的最小截面，m 击 ，。惋过接地引下线的短路电流稳定值，a ( 根据系统5 l o 年发展规划，按系统 最大运行方式确定) ； t 短路电流的等效持续时间，s ； c 接地引下线材料的热稳定系数，根据材料的种类、性能及最高允许温度和短路 前接地引下线的初始温度确定。 根据江苏省电力公司苏电生 2 0 0 3 11 0 9 7 号文关于明确变电站接地网部分技术问题的通 知，2 2 0 k v 单相短路电流取5 0 k a ，考虑避雷线的工频分流系数0 5 ，i x 取2 5 k a ；短路电流的 等效持续时间，l l o k v 、2 2 0 k v 系统取0 7 秒； 由规程d l t 6 2 1 - - 1 9 9 7 ( 交流电气装置的接地规程附录c 表c 1 查得铜的热稳定系数为2 1 0 ， 则铜接地引下线的截面计算如下( 单位：m 2 ) ： 东南大学工程硕士学位论文 s s 1 2 5 0 矿0 0 、f , 。- - - 7 = 9 9 6 0 接地体的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式，在多数情况下，这两种腐蚀同时存 在- 接地体在地下的腐蚀速度受土壤的电阻率、含水量、含氧量、酸碱度、电解质、杂散电流 及土壤的压实情况影响。钢材是逐层被腐蚀的，镀锌层有一定的抗腐蚀性，钢材经过热镀锌后 的抗腐蚀能力提高1 倍左右，但也无法避免接头部位经过高温电弧焊接加工后的点腐蚀情况， 一般只能保证1 0 年。铜腐蚀不存在点蚀情况，属表面均匀腐蚀，铜在土壤中的腐蚀速度大约是 钢材的l 5 1 l o 。铜的表面会产生附着性极强的氧化物( 铜绿) ，对内部的铜起了很好的保护 作用，阻断了腐蚀的形成，铜的年腐蚀率可取0 0 2 n m a 。 根据电缆厂提供的产品样本，一般选用的铜接地体规格有2 5 m 2 、5 0 n 甜、7 5 r m 2 、9 5 m 、1 2 0 m 2 、 1 5 0 m m 、2 4 0 l n 酽等多种不同型号的多股裸铜线和铜排。 考虑腐蚀因素，并留有充分的裕度，变电所铜接地引下线的截面取1 5 0 m 2 。 水平接地网截面按照交流电气装置的接地( d l t 6 2 1 - 1 9 9 7 ) 规定，取接地引下线的7 5 ，即水平接地体截面取1 2 0 m 。 材料的等效截面积： 根据热稳定条件，按上式计算可得出，选用钢材作接地材料时其截面积是选用铜材的3 倍。考 虑到电阻、腐蚀和连接等因素的影响，关于铜材与钢材的截面积关系可归纳如下： a ) 根据热稳定条件，避免接地线、接地体熔化铜材和钢材的截面积比为1 ：3 ： b ) 要使接地导体本身电阻相同，则铜材和钢材的截面积比为i ：8 ； c ) 考虑到腐蚀和连接头的影响，钢材截面积还要增大，而铜材可以不考虑此问题。 由以上可得出，选用钢作接地材料，其截面积至少是铜材的6 倍以上，因此铜和钢两种接 地材料的等效截面积比可取1 ：6 。 4 2 2 接地点布置 采用镀锌扁钢设计的接地网，考虑到扁钢会腐蚀锈断，为保障可靠的接地，按二十五项 “反措”要求( 参考文献9 ) 重要设备需采用双接地引下线，且应接入主接地网的不同网格。 采用铜接地网后，可以不考虑接地引下线的腐蚀，因此可以选用单接地引下线。 4 2 3 接地体连接方式 变电所的接地网金属导体存在着大量的连接，铜导体之间以及铜和扁钢之间如何连接，如 不能很好的解决这一问题，将大大制约铜材接地的使用和发展。目前主要有以下4 种连接方式： ( i ) 铜银焊连接法 东南大学工程硕士学位论文 扁铜条与扁铜条之间、扁铜条与裸铜绞线之问、裸铜绞线与裸铜绞线之间的连接都可以使 用铜银焊连接法，常用的铜银焊接有乙炔焊、电弧焊等，但焊接都只是表面搭接，内部并没有 熔合，接头不致密，性能只比压接和螺栓连接略好，焊接接头的性能还要取决于操作技术工的 熟练程度，特别是铜焊，即使是持有特殊工种上岗证，也比较容易出现一些焊接缺陷，无法从 表面观察合格与否。基于以上原因，铜银焊连接法在电力工程接地系统实际施工中很少应用。 ( 2 ) 压接线夹连接法 裸铜绞线与裸铜绞线之间的连接大多使用压接线夹连接法。但这种方法比较适用于两条裸 铜绞线一对一连接，无法做好十字交叉连接。如要十字交叉，则要求有特殊十字接线线夹，或 者要先形成接地铜排和接地线夹，处理好两者之间的接触面后，再使用螺栓连接法。 ( 3 ) 螺栓连接法 扁铜条与扁铜条之间、扁铜条与裸铜绞线之问、裸铜绞线与裸铜绞线之间的连接还可用螺 栓连接，它是和压接线夹连接法的相互补充。但螺栓连接处的接触标准应按现行国家标准电 气装置工程母线装置施工及验收规范的规定处理。压接线夹法和螺栓连接法在施工现场应用 最为广泛，这和我国的电力施工技术工人的认识和训练程度有着密切的关系。 ( 4 ) 放热焊接连接法 放热焊接也称为火泥熔接，放熟焊接利用活性较强的铝把氧化铜还原，整个过程需时很短 ( 仅数秒) ，反应所放出的热量足以使被焊接的导线端部融化形成永久性的分子合成。铜基放 热反应的一般公式是； 3 c u o + 2 a l 一 1 2 0 3 + 3 c u + 热量( 2 7 3 5 c ) 放热焊接的作业程序： 将导线和熔模清理干净，再将导线熔接处喷灯加热，然后把导线放入熔模内； 扣紧把手以固定模具，把金属盘放入模具内； 把焊接剂倒入模具内，将引燃剂撤在焊接剂及模具边上； 盖上盖子并点火，待金属凝固后，将模具打开，清除熔渣，便可进行下一个焊接。 放热焊接接头的特性： 外形美观一致； 连接点为分子结合，没有接触面，更没有机械压力，因此，不会松弛和腐蚀； 具有较大的散热面积，通电流能力与导体相同； 熔点与导体相同，能承受故障大电流冲击，不至熔断。 放热熔接连接法可以完成各种导线间不同方式的连接，如直通型、丁字型、十字型等：还可 以完成不同材质导线的连接，如普通钢铁、铜、镀锌钢、铜包钢等之间的连接：甚至可以实现导 体间不同形状的连接，如铜导线与铜包钢接地棒的连接、铜导线与铜板的连接、铜导线与接地 东南大学工程硕士学位论文 镀锌钢管的连接、导线与钢筋的连接以及导线与槽钢的连接。这种方法接头有着广泛的连接方 式，而且耐腐蚀性好h 接触电阻低，已逐步得到推广应用。 放热焊接的优点： 焊接方法简单，容易掌握： 无需外接电源或热源； 供焊接用的材料、工具很轻、搬动方便； 焊接速度快捷，节省人工： 从焊口的外观上便能鉴定焊接的质量； 可用于焊接铜、铜合金、镀铜钢、各种合金钢，包括不锈钢及高阻加热热源材料。 其缺点是价格贵，基层施工人员对其特性认识不足。 在国外，放热焊接已通过u l 标准严格论证。并被i e e es t d 8 0 大纲等规程中指定为接地系 统中埋地导体地连接方式。在国内，放热焊接技术已通过国家电力公司武汉高压研究所，浙江 电力试验研究所等部门产品质量监督检验中心地检验，并己应用在电力系统的重点工程。 4 2 4 性能比较 与热镀锌钢接地体相比，铜接地体在导电性能、耐腐蚀性和施工便利方面有很大的优越性。 ( 1 ) 铜接地体导电性能好 铜和钢在2 0 c 时的电阻率分别是1 7 2 4 x 1 0 1 ( q m ) 和1 3 8 x 1 矿( q m ) ，由此可见 铜的导电率是钢的8 倍。铜的熔点为1 0 8 3 。c ，短路时最高允许温度为4 5 0 。c ，而钢的熔点为1 5 1 0 c ， 短路时最高允许温度为4 0 0 c 。从热稳定性上看，截面相同时，铜材较好。 ( 2 ) 铜的耐腐性强 铜的表面会产生附着性极强的氧化物( 铜绿) ，对内部的铜起了很好的保护作用，阻断了 腐蚀的形成，对同在地下的其它金属( 钢结构、水管、气管、电缆护套等) ，铜作为阴极不会 受腐蚀，腐蚀的是后者。而钢材是逐层被腐蚀，镀锌层有一定的防腐能力，但