新型金属接地网材料及应用.docx

??

?

??

新型金属接地网材料及应用

?

?

?

?

?

??

?

?

?

摘要：本文提供两种新型金属接地网材料，一种是以普碳钢和铝合金等金属为基体材料，采用化学置换镀预镀铜、化学镀锡和电镀锡方法制备铜锡复合镀层，将铜的正电位和耐蚀性与锡的耐氧化性能有机地结合为一体，性能优异和价格低廉，完全可以替代镀锌钢、铝合金和纯铜用于制作接地网；另一种是以碳钢、铝合金、镀锌钢等为基体材料，涂覆导电防腐涂层，将金属的导电性能与导电涂料的防腐性能结合为一体。

关键词：接地网，电镀锡，化学镀铜，导电涂料

NewKindofMetal-materialofGroundingSystemandApplication

Abstracts:Twokindsofnewmetal-matieralgroundingsystemwasgiven.OnekindisCu–Sncomplexcoatiingastheanti-corrosioncoatingpreparedbychemicalmethodsandusingsteelandaluminiumandothermetalasthesabstrate.ThisgroundingsystemiscombinedCu-highpaositivpotentialwithSnanti-oxiditionandpropertiesaregoodandcheap.Anotherkindispreparedbyconductingcoatingsastheanti-corrosioncoatingandalsousingsteelandaluminiumandothermetalasthesabstrate.Itcombinedmetal-conductivewithanti-corrosionoftheconducivecoatings.

Keywords:groundingsystem，platingSn，electrolessplating,conductivecoatings

0序言

近年来，随着我国电力容量的增大和电压等级的升高，经常发生因接地网腐蚀而引起的电力运行安全事故，交流接地网的腐蚀、烧毁和重建造成的直接经济损失是巨大的，大面积和长时间停电造成的间接损失也是难以估量的。为了保证电力系统的正常运行和安全，发电厂和变电站的电气设备都要做到可靠接地，接地网用金属包括钢铁、钢铁镀锌、铜包钢和纯铜等。采用热压方法将锌压覆到钢结构上代替热镀锌[1]，通过增加锌层的厚度来提高接地网的耐蚀性，不足之处是不适合结构复杂接地网和焊接或链接部位容易过早失效；采用化学镀镍磷合金可以提高接地网的耐蚀性能[2]，但是镍磷合金镀层脆性大和价格高，采用铝合金接地极网的缺点是不耐含氯离子土壤的腐蚀[3]。在金属接地网表面涂覆导电涂料既可以提高金属接地网的耐蚀性能，又能提高接地网的稳定性和延长使用寿命。文献[4]提供了一种防腐导电棒的制备方法，缺点是没有指明涂料性质和种类以及导电棒的性能，文献[5]供了一种导电涂料，缺点是采用纳米碳做导电填料，价格昂贵，应用受到限制。

1、现有接地材料性能特点

1.1钢铁接地材料

钢铁材料价格低廉，但是裸露钢铁材料的缺点是耐蚀性差，腐蚀产物使表面接触电阻增大至几百欧姆至几千欧姆，使地线泄放危险电流的能力大幅降低。钢铁接地网寿命一般为1~3年，需要经常更换。

1.2镀锌钢接地材料

钢铁镀锌网的耐蚀性能与镀锌层厚度有关，耐土壤腐蚀性能远不及耐大气腐蚀，土壤中有氯离子时尤为明显；镀锌钢接地接地材料的耐蚀性比纯钢铁好，用于地上部分效果明显，在地下优势不明显，但是价格明显高于纯钢铁材料。

1.3铜材料

铜接地材料本身具有耐酸腐蚀性能，但是很容易产生氧化，氧化亚铜和氧化铜等氧化产物电阻大，很容易导致断路；另外，铜材价格昂贵和铜离子严重污染环境。在变压器中，为了避铜导电材料（如导流排）氧化，表面电镀一层锡以防止通的表面氧化和保证铜的高导电性能。

1.4钢铁镀铜（铜包钢）接地材料

采用镀铜和铜包钢可以提高耐蚀性，缺点是容易氧化，一旦裸露钢铁基体很容易发生电偶腐蚀，加速接地网失效。铜包钢接地网的造价虽比纯铜材低，但是使用寿命比纯铜短。

1.5铝和铝合金接地网

铝和铝合金材料的导电性优于钢铁、镀锌钢和铜包钢，价格和密度大约分别是铜的1/3，同样规格导电网价格为铜的1/5左右。铝和铝合金耐大气腐蚀，但是不耐海水、含氯土壤腐蚀，应用地域受到极大限制。在变压器中，用铝或铝合金代替纯铜做导流排可以大大降低成本，在铝或铝合金表面电镀一层锡以防止通的表面氧化。

1.6导电涂料防腐金属接地网

采用导电涂料对钢铁导电网进行防腐处理以提高其耐蚀性，常用石墨粉、镍粉和纳米碳做导电做导电填料。采用石墨做填料的