降阻劑的降阻機(jī)理一般有以下幾個(gè)方面:
?。?)由于降阻劑的擴(kuò)散和滲透作用,降低接地體周圍的土壤電阻率,關(guān)于擴(kuò)散和滲透作用,一般化學(xué)降阻劑強(qiáng)于其他型式的降阻劑,膨潤(rùn)土類的降阻劑擴(kuò)散和滲透作用較差,但降阻劑的穩(wěn)定性和長(zhǎng)效性與擴(kuò)散和滲透作用是矛盾的。擴(kuò)散和滲透好的降阻劑其穩(wěn)定性和長(zhǎng)效性都比較差,因?yàn)閿U(kuò)散和滲透性強(qiáng)的降阻劑容易隨雨水的流失而流失。
?。?)電解離子接地極同周圍施加降阻劑后,相當(dāng)于擴(kuò)大了接地體的有效截面,這機(jī)理對(duì)固體降阻劑和膨潤(rùn)土類降阻劑***為明顯,而化學(xué)降阻劑和樹指狀的降阻劑隨著時(shí)間的流失有效截面的增大則不太明顯,會(huì)越來越小。
(3)消除接觸電阻,離子接地極的接地電阻可以分為兩部分,一是接地體與周圍的大地所呈現(xiàn)的電阻Rd;二是接地體與周圍土壤的接觸電阻Rj,Rj=Rd+Rj,Rj的大小與接地極周圍的土壤有關(guān),一般土質(zhì)越密實(shí),接觸電阻越小,土壤越松散,接觸電阻越大;接觸電阻還與電極表面狀況有關(guān),接地極表面越光滑,接觸電阻越小,接地極表面越粗糙,接觸電阻越大。接地極生銹后,接觸電阻會(huì)逐漸增大。接地體施加降阻劑后,會(huì)減少或消除接觸電阻,但只有某些物理降阻劑和膨潤(rùn)土類降阻劑才具有這方面的功能,而化學(xué)降阻劑和流質(zhì)降阻劑則不具有這方面的功能,有些降阻劑由于腐蝕還會(huì)使接觸電阻變大。
(4)降阻劑的吸水性和保水性改善并保持土壤導(dǎo)電性能,土壤的導(dǎo)電性能除了與土壤所含金屬導(dǎo)電離子的濃度有關(guān)外,還與土壤的含水量有關(guān)。某些降阻劑具有較強(qiáng)的吸水性和保水性,如膨潤(rùn)土類降阻劑,具有較強(qiáng)的吸水性,吸水后體積膨脹并能長(zhǎng)期保持水分成為漿糊狀,使接地電阻一直保持穩(wěn)定不受氣候的影響。
目前對(duì)降阻劑在工程應(yīng)用中反應(yīng)***為強(qiáng)烈的有以下幾方面的問題:
(1)對(duì)電解離子接地極的腐蝕問題,這是電力系統(tǒng)中反映***為強(qiáng)烈的問題。一些品牌的無機(jī)降阻劑和火山灰降阻劑,以及一些礦渣降阻劑對(duì)鋼接地體具有強(qiáng)烈的腐蝕性。這些降阻劑雖然在剛施加后的短期內(nèi)起到了一走的降阻作用,但卻對(duì)鋼接地體造成嚴(yán)重的腐蝕,降阻效果隨著時(shí)間的推移會(huì)迅速下降,故此把鋼接地體改成電解離子接地極(屬銅材)。
(2)降阻穩(wěn)定性問題,這也是用戶的反應(yīng)較為強(qiáng)烈的問題,特別是一些化學(xué)降阻劑,流質(zhì)降阻劑,廠家追求短期的降阻效果,在降阻劑中加入了大量的無機(jī)鹽類,雖然能在短期內(nèi)有效降低接地裝置的接地電阻,但降阻效果是不穩(wěn)定的,因?yàn)樵谶@類降阻劑所含的無機(jī)鹽會(huì)隨著雨水迅速流失而使降阻劑失去降阻效果,使接地裝置的接地電阻迅速反彈回升。
?。?)降阻效果問題,降阻劑的降阻效果是降阻劑廠家和用戶共同追求的目標(biāo),一些降阻劑廠家宣揚(yáng)他們的降阻劑能把接地裝置的接地電阻降到多少、多少,這是不負(fù)責(zé)任的。對(duì)中小型接地裝置降阻劑的降阻效果是不可置疑的;對(duì)大型接地裝置,降阻劑的降阻效果要通過一定的設(shè)計(jì)和施工工藝體現(xiàn)出來。因?yàn)榇笮徒拥匮b置施加降阻劑同樣存在著相互屏蔽的問題,如何有效的減少屏蔽,發(fā)揮***大的降阻效果是設(shè)計(jì)者的事,不是僅靠某種牌號(hào)的降阻劑所能辦得到的。另外,降阻劑的降阻效果還與施工工藝有關(guān),只有通過正確的施工才能把降阻劑的降阻效果體現(xiàn)出來。
?。?)施工工藝問題,就是各項(xiàng)指標(biāo)都合格的降阻劑還要通過合理的施工和正確的施工工藝才行,如不能正確施工同樣會(huì)對(duì)接地體產(chǎn)生腐蝕,或不能發(fā)揮應(yīng)有的降阻效果。比如降阻劑的均勻施加問題,埋深問題,回填土問題,如果有一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生問題,就會(huì)影響降阻劑的降阻效果或?qū)拥伢w造成腐蝕。如河南省南陽(yáng)市電業(yè)局在線路杜塔接地中的降阻劑的使用中發(fā)現(xiàn):按要求均勻施加降阻劑,接地體被均勻包裹在降阻劑中間的就沒發(fā)生腐蝕;而降阻劑施加不均勻,中間有脫節(jié)現(xiàn)象的就會(huì)發(fā)生銹蝕。另外對(duì)降阻劑的埋深,上面的回填土不合要求時(shí)也會(huì)發(fā)生不良后果。
?。?)降阻劑對(duì)環(huán)境的污染問題,降阻劑由于直接埋在地下,降阻劑中如含有***等***物質(zhì)就會(huì)對(duì)地下水資源造成污染,尤其是一些變電所直接取井水作生活用水的就特別重要。關(guān)于降阻劑的毒性和污染問題正是一些廠家和用戶都容易忽略的問題,因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)人人講環(huán)保的時(shí)代,是不允許在任何一方面對(duì)我們的環(huán)境和資源造成污染的。
降阻劑的選擇,在選擇使用降阻劑時(shí)應(yīng)注意如下指標(biāo):
?。?)降阻劑的電阻率,要想獲得理想的降阻效果,首先降阻劑本身的電阻率ρ值要小。用戶在選擇降阻劑時(shí)首先要考慮的就是降阻劑自身的標(biāo)稱電阻率,一般情況下,降阻劑自身的標(biāo)稱電阻率越小越好。
?。?)降阻劑對(duì)鋼接地體的腐蝕率,降阻劑對(duì)鋼接地體的腐蝕率要低,一些降阻劑對(duì)鋼接地體有腐蝕作用,但也有一些降阻劑對(duì)鋼接地體有防腐保護(hù)作用。降阻劑是否具有防腐作用,一般要看其對(duì)鋼接地體的平均年腐蝕率是否低于當(dāng)?shù)赝寥缹?duì)鋼接地體的腐蝕率,一般土壤對(duì)鋼接地體的平均年腐蝕率為:扁鋼為0.05~0.2mm/a;圓鋼為0.07~0.3mm/a。如果降阻劑對(duì)鋼接地體的腐蝕率低于當(dāng)?shù)赝寥缹?duì)鋼接地體的腐蝕率就認(rèn)為降阻劑對(duì)鋼接地體具有防腐作用;否則就認(rèn)為具有腐蝕作用。
(3)降阻劑的穩(wěn)定性和長(zhǎng)效性,我們希望接地裝置的接地電阻一直穩(wěn)定在某個(gè)值以下,不希望其經(jīng)常變化,而某些降阻劑的降阻效果會(huì)隨土壤干濕度的變化而變化,特別是一些無機(jī)降阻劑,離子類降阻劑,一旦缺水就會(huì)析出顆粒狀的晶體,失去導(dǎo)電特性。
?。?)對(duì)環(huán)境有無污染,選擇降阻劑時(shí)一定要選無污染,***性,使用安全的降阻劑,對(duì)降阻劑要看其組分,要查有無環(huán)保部門的檢測(cè)報(bào)告。
?。?)使用是否方便,價(jià)格是否便宜,降阻劑的使用,特別是在山區(qū)送電線路桿塔接地使用時(shí),應(yīng)便于操作,方法簡(jiǎn)單,***后才是價(jià)格問題,要做綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,即要滿足性能上的要求,又要價(jià)格合理,經(jīng)濟(jì)。
(6)導(dǎo)電水泥和固體降阻劑導(dǎo)電水泥就是在水泥中加入導(dǎo)電的金屬離子,使其具有較低的電阻率,和固體降阻劑一樣,其降阻機(jī)理就是相當(dāng)于擴(kuò)大了接地體的有效截面,特別是在用導(dǎo)電水泥來做鋼筋混凝土基礎(chǔ)時(shí),或使用導(dǎo)電水泥鋪設(shè)路面或設(shè)備的基礎(chǔ)時(shí)相當(dāng)于***大限度的擴(kuò)大了接地體的有效截面。這在中小型水電站的接地、35kv及以下變電所和輸電線路桿塔基礎(chǔ)等小型接地裝置中使用能有效地降低接地裝置的接地電阻。降阻作用也較穩(wěn)定。但由于導(dǎo)電水泥和固體降阻劑不具有滲透和擴(kuò)散作用,不能改善周圍土壤的土壤電阻率,因而其降阻作用受局限,還由于在使用到一定量之后的屏蔽作用,限制了降阻效果,因而在大型地網(wǎng)的降阻時(shí)受到局限。因此,只能以導(dǎo)電水泥鋪路或做基礎(chǔ)作為輔助的降阻措施,不能用作主要的降阻措施。如用固體降阻劑施加在接地體的周圍降阻如固體降阻劑的膨脹系數(shù)與鋼接地體不一致時(shí),由于熱脹冷縮的作用,時(shí)間一久就會(huì)使鋼接地體與固體降阻劑之間產(chǎn)生逢隙,使其產(chǎn)生接觸電阻,還會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕。同時(shí),固體降阻劑如施加截面較小時(shí)接地電阻會(huì)受土壤干濕度的影響。