艾力高镀铜接地棒接地方案
一、概述
电力接地有两大基本要求：一是较低的接地电阻，电阻越低、雷电流、浪涌和故障电流就可越安全地消散到大地；二是较长的接地系统寿命。一般来讲， 接地系统寿命应当在50年以上。
我们知道镀铜钢接地材料有很多优点如：耐腐蚀能力强，能保证40年以上寿命，并且在其寿命期间不用开挖，不用检测；施工方便：镀铜钢绞线接头少，便于施工。镀铜钢接地棒可连接所需长度，从而能有效降低接地电阻；放热焊接的可靠工艺能有效避免传统地网的接头腐蚀问题。
因此，建立一个科学化，信息化，综合化的变电站，必须采用镀铜钢接地材料。
1．综合考虑地网的使用年限、地网材料、接地电阻、地质情况、湿度温度等自然因素的影响
2．接地电阻计算
3．接地导体热稳定性计算
5．材料选型:
5.1 垂直接地极
5.2 焊接工艺
三、放热焊接连接法
放热焊接工艺最早是由美国艾力高公司（ERICO）的查尔斯·卡特威尔博士1938年开发的，该工艺最早用于铁路信号线焊接。 艾力高公司为表彰卡特威尔博士（Dr. Charles Cadwell）的贡献，将该工艺的商标命名为CADWELD。目前数以千万计的CADWELD焊接在使用了五十多年后，性能依然良好。
放热焊接利用活性较强的铝把氧化铜还原，整个过程需时仅数秒，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：
3Cu2O+2Al→Al2O3+3Cu+热量（2735˚C）
放热焊接的作业程序：
准备工作： 将导线和模具清理干净，再将模具用喷灯加热以去除水分，然后把导线放入模具内，扣紧夹具以固定模具。
把杯状焊药放入模具内；
将电子控制器终端夹到点火条上；
盖上盖子持续按下电子控制器按钮5秒后点火；
打开模具并移去钢杯，就可见焊接好的接头。清除焊渣，等待下一次焊接。
四、放热焊接接头的特性
ü 外形美观一致；
ü 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；
ü 具有较大的散热面积，通电流能力与导体相同；
ü 熔点与导体相同，能承受故障大电流冲击，不至熔断。
放热焊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、铜镀钢等之间的连接；甚至可以实现导体间不同形状的连接，如铜导线与铜镀钢接地棒的连接、铜导线与铜板的连接、铜导线与接地镀锌钢管的连接、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，而且耐腐蚀性好卜接触电阻低，已逐步得到推广应用。
五、放热焊接的优点
ü 焊接方法简单，容易掌握；
ü 无需外接电源或热源；
ü 供焊接用的材料、工具很轻、携带方便；
ü 焊接点的载流能力与导线的载流能力相等；
ü 焊接是一种永久性的分子结合，不会松脱；
ü 焊接点像铜一样，耐腐蚀性能强。
ü 焊接速度快捷，节省人工；
ü 从焊口的外观上便能鉴定焊接的质量；
ü 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。
在国外，放热焊接已通过UL标准严格论证，并被IEEE Std80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，并已应用在电力系统的重点工程。
六、施工难易度
垂直地网采用铜镀钢接地棒，由于接地棒截面大大小于角钢，在作垂直接地施工方面工作量减小，并能垂直深入土壤，使通过加大垂直接地深度来降低接地电阻成为一种可能。
七、接地效果
对接地系统基本要求是满足接地电阻的指标。接地电阻具体来说，实质上包含三个部分：
1）接地导体本身电阻
2）导体和土壤的接触电阻
3）土壤的散流电阻
其中3）土壤的散流电阻最为重要，它是接地电阻的要组部分，这由土壤的电阻率决定。所以通常采用增大垂直接地极深度来减少土壤的散流电阻，从而降低接地电阻而不是增大垂直接地极深度来降低接地电阻。
镀铜接地网相对钢接地网来说，能够更好的泄放故障电流，保障线路安全。
八、铜镀钢与钢接地材料腐蚀性比较
1、铜材耐腐蚀能力原超过钢材十倍以上，并且由于铜绿的保护作用，随时间推移腐蚀速率越来越小。
2、在接地系统中，是点腐蚀速率而不是平均腐蚀速率决定接地网寿命。
土壤电阻率与点腐蚀的关系
点腐蚀 碳钢的腐蚀速率(mm/a) 土壤(W • m)
很大 >1 0 ~100
大 0.2 ~ 1 100 ~ 1000
中 0.05 ~ 0.2 1000 ~ 6000
小 < 0.05 >6000
假设根据热稳定要求得出所需垂直接地极截面积必须大于120mm2，钢材平均腐蚀速率为0.065mm，点腐蚀速率为0.3mm(土壤电阻率小于100 Ωm 时）。选择50×5角钢作为垂直接地极。
1、以平均腐蚀速率计算：
则30年腐蚀厚度为0.065×30 » 2mm，
30年后接地极截面积为（50－2）×（5－2）×2 » 300mm2>>120mm2， 从而满足要求。
2、以点腐蚀速率计算：
则30年腐蚀厚度为0.3×30＝9mm > 5mm，不满足所需截面积要求。
而10年腐蚀厚度：0.3×10＝3mm， 截面积（50－3）×（5－3）×2 » 200mm2>>120mm2 ，
而13年腐蚀厚度：0.3×13＝3.9mm， 截面积（50－3.9）×（5－3.9）×2 » 100mm2<<120mm2 ，不满足热稳定要求。
九、铜镀钢与钢接地材料技术比较
1、导电性能
以铜的导电率为100%， 镀锌钢的仅为8.6%。而镀铜钢接地棒导电率超过20%。
在雷电流等高频电流情况下，镀铜钢接地棒导流性能是镀锌钢的636倍。
2、热稳定性
接地体截面相同时，同等热稳定性能时，镀锌钢所需的截面积为镀铜钢接地棒所需的截面积2倍，是30％导电率镀铜钢绞线所需截面积的2.5倍。
3、耐腐蚀性能
铜材耐腐蚀性能是钢材的十倍以上，是镀锌钢的三倍以上。 铜的表面会产生附着性较强的氧化物(铜绿Cu(OH)2)，对内部的铜有很好的保护作用，阻断了进一步腐蚀的形成。
十、镀铜钢材与钢材接地的施工比较
1、615880镀铜钢棒重量小于3公斤，而50*5镀锌角钢则重达10公斤。
2、镀铜钢接地棒为微创式安装，无需开挖。而镀锌角钢需大量开挖。
3、镀铜钢接地棒可采用机械或人工安装，安装效率为镀锌角钢的5倍以上。
4、镀铜钢接地棒可根据实际接地电阻需要而采取多根接地棒连接成一组来降低接地电阻，最多能深入地下42米，从而有效降低接地电阻。而镀锌钢则受限只能打2.5米深。
220kV变电站地网的经济比较
假设条件：
1、接地网面积140×140m，
2、网格间距：10米，即14×14网格
3、短路电流：30kA，故障持续时间：0.6s.
4、选择导体：钢接地材料：80×8扁钢和60×6角钢
镀铜钢材料：120mm230％导电率的镀铜钢绞线和615880镀铜钢接地棒
从所需的总体材料数量上相比钢材料和镀铜钢材料二者的投入相差不多，但是由于铜的价格略高，所以镀铜钢材料在价格上比钢材料要贵，一次性成本比较镀铜钢材料比钢材料要多26%，但使用寿命上镀铜钢接地网是50年，而钢材料接地网是15年，铜镀钢材料在使用寿命上是钢材料1.5倍还多，故结合使用寿命综合成本比较镀铜钢接地网的成本仅相当于钢网的38%。
综上所述，可以看出镀铜钢接地棒不仅可以避免二次开挖，避免检测腐蚀情况等，而且相对于传统角钢接地方式而言，在综合成本上，无论一次投资还是考虑到保障电力设备的全寿命周期上，均有较优异的性能。即使仅考虑材料费用，镀铜钢接地棒也是费用相当经济的一种接地方式。如果考虑到高原地区开挖所涉及的人力物力的投入，则镀铜钢接地棒接地方案则是电网接地的最佳方式。
