​离子接地极系统结构及工程的利用

离子接地极系统结构

   1）：离子接地极电极管：采用紫铜合金管材，极管内壁采用新陶瓷镀膜技术处理，具有的耐强酸、强碱性能;极管外壁喷涂一层高分子导电材料，具有能力和极低的电阻率.极管上端和下端分别设计了水分吸收孔和离子释放孔.

　2 )：离子接地极内部离子发生装置：填充在极管内部，具有的离子释放性能，并具备吸水保湿﹑电离导电﹑ 缓释功能.

  3 )：离子接地极外部填充料：非金属导电材料，环保，添加有吸水保湿、凝固、渗透以及土壤改良成分，与极管内释放出的电解离子相互作用，可以持续周围土壤的导电性能，达到接地降阻的效果.

离子接地极防雷工程使用的计算公式

　　尽管电解离子接地极已在不少工程中很好的应用，但由于现行设计标准中尚未对此项技术的计算给出标准算法，设计中主要使用生产厂家提供的经验公式进行估算，误差很大，限制了此项好的推广应用.经搜集整理，现在使用的估算公式主要有以下几种：

　　其中：ρ为土壤电阻率（Ω·m），L为离子接地系统的长度，δ为离子接地系统的初始离子扩散半径，γ为降阻剂回填料降阻率，k为离子接地系统效率，n为使用离子接地系统的组数，β为利用系数.

　　各个参数取值：

　　1）k值的选取为：假设单根离子接地极的长度为3米；如果每组1～4根电解离子接地极的系统效率是0.85；每组4～10根的效率是0.75；每组10～20根的电解离子接地系统的效率是0.65.即：随着电解离子接地系统长度的增加，其工频接地电阻值减小.

　　2） 值的选取与土壤电阻率ρ相关，当

　　3）δ值的选取与单根电解离子接地体长度L（m）相关，当L≤3，δ=0.8；3∠L≤6，δ=0.7；6∠L≤12，δ=0.6；12∠L，δ=0.5.

　　4）β的取值跟接地极的组数相关：n≤4；β=0.85；4∠n≤10；β=0.80；10∠n≤20；β=0.75；20∠n；β=0.65.

　　3 计算案例

　　计算案例一：广西某110kV变电站接地网状况如下：土壤电阻率1200Ω·m，改造前工频接地电阻实测为3.23Ω，使用20组电解离子接地系统，电解离子接地长度20m，接地极直径160mm，工程完工后实测值为0.83Ω[2].

　　计算案例二：某水电厂：平均土壤电阻率1000Ω·m，改造前工频接地电阻实测为2Ω，使用16组电解离子接地系统，电解离子接地极每根长3m，每组3根，接地极直径160mm，工程完工后实测值为0.98Ω[3].

　　计算算例三：某铝厂 ：平均土壤电阻率314Ω·m，改造前工频接地电阻实测为0.94Ω，使用13组电解离子接地系统，电解离子接地极每根长3m，每组3根，接地极直径160mm，工程完工后实测值为0.48Ω[4].

　　计算算例四：浙江某220 kV变电站：平均土壤电阻率150Ω·m，改造前工频接地电阻实测为0.94Ω，使用21组电解离子接地系统，电解离子接地极每根长3m，每组3根，接地极直径160mm，工程完工后实测值为0.167Ω[5].

　　根据前述计算公式，各算例实际计算结果如下表

　　4 结论

　　从验算结果来看，估算方法一和方法三仅在个别情况下与实测结果相近，大部分情况跟实测结果相差较大，不具有可用性.

　　估算方法二和方法四跟实测结果吻合较好，基本具备工程估算的适用条件，但个别情况下差别仍较大，建议两个公式同时使用，互相校核，以提高性.

　　每种估算方法都不是往保守方向偏离，因此实际应用中宜人为引入设计裕度，施工后的结果满足设计要求.