长效物理降阻剂的应用

　一、.物理降阻剂的构成原理
　　.物理降阻剂是由强导电材料、防腐材料、固化材料及填充材料等组成，其成分中不含有任何具有腐蚀性的电解质。强导电材料用来降低接地电阻；防腐材料抗腐蚀，用于延长接地体使用寿命；固化材料起凝聚作用，一方面使降电阻剂不会被雨水冲掉或流失，另一方面，能使降阻剂与接地体紧密结合，形成一体，并起到吸水及保水作用。
　　二、.物理降阻剂的降阻原理
　　1、降电阻剂降低接触电阻的机理
　　将降电阻剂用于金属接地体周围后，其首先紧紧地包裹在接地体的周围，并与土壤层紧密连接，形成一个较大直径的导电体，而且此导电体会在大地中出现树枝状的延伸体，产生树枝效应（降电阻剂通过土壤缝隙向周围土壤里渗透），这样降阻剂成为一个媒体，其内层与金属接地体紧密相连，而其外层又与土壤紧密相连，从而大大地降低了接地体与土壤的接触电阻。
　　2、降阻剂增大了金属接地体的尺寸，从而降低了接地电阻
　　降阻剂本身的电阻率很小，.物理降阻剂的电阻率仅为0.56Ω。m，同土壤的电阻率相比，降阻剂的电阻率一般要小两个数量级，因此可忽略降阻剂的电阻，把降阻剂视为金属，降阻剂包在接地体周围，这就相当于接地体的尺寸增大了，与金属接地体紧密接触形成足够大的电流流通面，从而达到降低接地电阻的目的。
　　3、改善土壤环境，降低土壤的电阻率。
　　在接地体周围使用降阻剂敷设时，糊状降阻剂浆液会在土壤一定范围内发生渗透，并向外扩散，通过向周围土壤渗透，降低周围土壤的电阻率，在接地体周围形成一个变换平缓的低电阻区域。这也正是我们在施工过程中经常遇到的，越是土壤电阻率高，越是土质恶劣的风化岩等，用了降阻剂后降阻效果越显著的一个重要原因。
　　三、.物理降阻剂的防腐原理
　　"降阻剂暂行技术条件"中规定，在金属腐蚀试验中，表面平均腐蚀率不大于0.05mm/年，而.的腐蚀率为0.003mm/年。
　　金属接地体无论是在土壤中，还是在降阻剂中，经过长期变化，腐蚀是不可避免的。通常腐蚀强弱和金属接地体周围环境的物理和化学性质有很大的关系，影响土壤腐蚀性的因素有：酸性、氧、含水量、电阻率、含盐量、杂散电流、细菌等。降阻剂之所以能够大大降低腐蚀速度，除了防腐材料的作用外，还得益于它控制了腐蚀的环境，对上述诸多因素均有不同程度的改善作用，现重点讲述前两项：
　　氢离子（即酸性）的影响。
　　一般氢离子浓度越高，金属在电解质溶液中所形成的原电池的电动势愈大，如下式：
　　E=RI.Ln …… （2）
　　从式（2）中可以看出酸性愈强，电动势愈大，腐蚀电流亦增大，腐蚀速度随之加快。反之，碱性增大，电动势减小，对腐蚀有抑制作用。.降阻剂的PH值为9.6，呈弱碱性，故能降低腐蚀速度。
　　2、氧对金属接地体的腐蚀
　　氧对钢铁的腐蚀也是非常重要的因素：由式（2）同样可以看出氧的影响，但是，一般的土壤都比较松散，透气性好，金属接地体与土壤的接触面有很多空隙，氧气充足，这样必然加大腐蚀速率，而降阻剂对金属接地体包裹的很紧密，这样便隔离了金属表面的氧气，同时又能隔离土壤中腐蚀液体的侵入，因而给对金属接地体营造了一个密闭安全的环境。
　　四、物理降阻剂的稳定性及长效性
　　与化学降阻剂相比不同的是.物理降阻剂的主要导电材料是矿产碳元素，在通常的酸性或碱性土壤环境中其导电性能都不会受到影响，更不会受高低温、干湿度所限，使用后在24小时内能固化，不会被雨水冲走或流失。而化学降阻剂主要靠无机盐类电解质做导电材料，电离后在水溶液中以离子形式存在，在雨水季节里迅速流失；遇到干旱季节又会产生结晶析出，从而失去了降阻作用。从保湿性能方面来讲，.降阻剂的吸水性良好，其吸水性能可比沙质土壤高6倍，使其能随时补充干旱失掉的水分，其保水量在40%以上，这就为降阻剂的长期稳定地降低接地电阻创造了条件。同时，这一特性在我们北方多旱少雨的气候条件下最能体现出来。.物理降阻剂的理论有效期为50年。
　　从实践过程出发，可以充分看出.物理降阻剂的稳定性和长效性。在每年的春季检测中，通过对新老用户的跟踪调查发现：在众多类型的降阻剂中，物理降阻剂更表现出了它的性。不仅接地电阻值稳定，而且防腐性能良好，现举一例说明：2003年大连有线电视台在有线网络地网改造工程中，实施降阻剂招标。在选择使用液体降阻剂还是物理降阻剂时将两种不同类型的产品进行了比较。将八年前用过的液体降阻剂和固体粉沫状物理降阻剂开挖后进行了比较，结果发现液体降阻剂出现严重的腐蚀，并出现阻值大幅度反弹。而用物理降阻剂处理的接地却完好无损，且阻值稳定，最后决定今后的地网改造工程中，全部采用物理降阻剂。
　　五、.物理降阻剂性能指标
　　1、.物理降阻剂经能源部武汉高压研究所测试表明，主要性能指标均优于同类产品（详见列表）。
　　（1）降阻剂的测量试验值为0.56Ω。m，
　　（2）工频电流耐受试验值为-27%，
　　（3）理化性能试验
　　失水试验值为0.75Ω.m，
　　冷热循环试验值0.48Ω.m，
　　水浸泡试验值为0.41Ω.m。
　　2、.降阻剂使用起来比同类产品方便的多
　　（1）本产品可参照说明书自行施工，使用方便。
　　（2）产品包装可根据地理位置分为25kg和50kg不等，搬运特别方便。
　　（3）施工过程中，遇到缺水的情况下，可直接投放干粉。
　　六、物理降阻剂在工程建设中的应用
　　我国每年因雷击造成的经济损失在100亿元左右，给人民的生命和财产安全带来严重的威胁。随着防雷、防静电工程建设规模的不断扩大，解决工程的接地问题成了一个非常重要的环节，如何准确的控制降阻剂的用量，做到即能达到工程的设计要求，又能不造成材料的浪费，这是我们大家共同关心的一个问题。
　　不同的地理环境，不同地质条件，根据土壤电阻率高、低，我们可用下列方法来计算出接地电阻以及降阻剂的用量：
　　（一）使用.物理降阻剂接地电阻之计算
　　实际接地电阻的计算比较复杂，涉及因素较多，诸如土壤情况、气候条件等。以下计算公式是按照理论及实际工程运用中加以总结出的，仅供设计施工参考。
　　垂直接地体接地电阻值计算：
　　R=ρ/2πL·1n· 4L/dk（Ω）
　　式中：ρ--原土壤电阻率（Ω?m）
　　L--接地体长度（一般为2-3m）
　　d--接地体等效直径
　　当每米降阻剂用量10-15公斤时，系数K的取值如下：
　　ρ≤100Ω?m时，K=10； 100Ω?m＜ρ≤300Ω?m时，K=20；
　　300Ω?m＜500Ω?m时，K=25；500Ω?m＜ρ≤800Ω?m时，K=30；
　　800Ω?m＜ρ≤1000Ω?m时，K=35 。
　　水平接地体电阻之计算：
　　R=ρ/2πL·1n·L2/dk（Ω）
　　式中：ρ--原土壤电阻率（Ω?m）
　　L--水平接地体长度（m）（L≥20m）
　　d--接地体等效直径（m）
　　构成上述接地体时，埋入降阻剂中的金属接地件，如使用圆钢，直径d应大于10mm；使用扁钢时，应大于或等于40×4mm。
　　当每米降阻剂用量为9-12公斤时在上述ρ值为100、150、200、250、300 。
　　闭合均匀水平接地网（设施居于网内），当网面积S＞100m2时，则：R#=0.5ρ/（√s ·K ）
　　式中：R#--地网接地电阻（Ω）；
　　ρ--校正后的土壤电阻率（Ω?m）；
　　S--地网面积（m2）；
　　K--降阻系数取1.5 。
　　（二）.物理降阻剂用量之计算
　　垂直接地体：
　　G=1/4L?g?π（D2-d2）
　　式中：G--降阻剂用量（kg）
　　L--接地体等效直径（m）
　　g--降阻剂密度（g=1250kg/m3）
　　d--接地体等效直径（m）
　　D--接地体直径（m）
　　在土壤电阻率ρ≤500Ω?m时，取D=0.14m；500Ω?m＜ρ≤1000Ω?m时，取D=0.16m；1000Ω?m＜ρ≤2000Ω?m时，取D=0.19m；ρ＞2000Ω?m时，取D=0.22m 。
　　2、水平接地体：
　　G=（A2-S）. L . g
　　式中：G--降阻剂用量（kg）
　　S--接地体的横截面积（m2）
　　L--接地体的长度（m）
　　g--降阻剂密度（g=1250kg/m3）
　　A--投放降阻剂长方坑的边长（m）
　　在土壤电阻率ρ≤500Ω?m时，取A=0.1m；500Ω?m＜ρ≤1000Ω?m时，取A=0.13m；1000Ω?m＜ρ≤2000Ω?m时，取A=0.15m；
　　在ρ＞2000Ω?m时，取A=0.18m 。