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发表于：第四届中国国际防雷论坛

介绍了常见的地网构成及影响接地电阻的因素,地网施工中应考虑的地质、土壤情况和施工工艺,比较了常用接地材料的性能。

1. 概述

接地系统是防雷工程建设中施工难度最大也是最重要的一个分项，由于环境的不同接地网的设计也存在较大差异。系统的接地工程主要由接地体、连接线组成接地网络，其中影响接地效果的几个因素有土壤电阻率、接地体的选择.接地材料的防腐和合理的布划接地网络。本文通过以下几个段落简单的说明接地网的设计和工程实施。

2. 接地材料的选择

不同的行业，不同的地域使用的接地材料也不尽相同，目前市场上使用率最高的接地材料还是金属材料，主要有铜板、角钢和扁钢等；但是由于接地环境的不同和用户需求也不尽相同。在有些环境和情况下是不适合使用金属接地材料的，例如在高腐蚀土壤中金属接地材料在很短的时间就被腐蚀而丧失接地的功能。不同的接地材料有着不同的特点，根据其特点结合环境使用是接地工程前期应该考虑的问题。

2.1接地材料的种类

2.1.1金属接地材料

从80年代末到现在占领接地材料榜首的仍然是金属接地材料（这里主要指铜材和钢材），由于其具备良好的导电性和经济性是接地工程中最重要的材料之一，但是由于金属材料存在腐蚀问题，对接地电阻的影响也比较大，是安全生产中的一个大的隐患，这个问题一直困扰着用户。一般在电信系统中早期的地网每四年就重新改造一次，起主要原因就是因为金属材料的腐蚀问题，而在盐碱地区往往一两年就要重新改造。而近年生产资料价格猛涨造成接地成本增加，使得金属接地材料的缺点逐渐突显；

2.1.2非金属接地材料

非金属接地材料是目前行业里新生的一种金属接地体的替换产品，由于其特有的抗腐蚀性能和良好的导电性和较高的性价比被广大用户所接受。目前非金属接地产品主要是以石墨为主要材料，根据制作工艺不同主要有压制和烧制两种；

第一种是普通压制产品是石墨粉与导电水泥按照一定比例混合后，经过压力压缩定型后加少量水来达到整体固化，导电水泥起到增加整体强度的作用；这种工艺一般采用金属通心的连接方式，即把金属直接贯穿到两端作为接地体的连接电极，同时也起到骨架的作用，这样主要是利用金属的高通流能力。压制非金属接地的产品存在着很大的问题，其一是石墨体与金属电极的连接问题，由于压制后的石墨整体与金属材料之间的结合性不是很好，出现石墨整体与金属材料互相分离的现象，这对故障电流通过接地体扩散到土壤当中起着阻碍作用；第二，压制的产品整体强度性差，在施工的过程当中很容易破碎，在运输过程中更得小心谨慎。所以在施工运输应特别注意，压制产品吸水性较好，但是由于是少量导电水泥的作用时间长后（放到地下后）很快就粉蚀了，接地提体的整体性可想而知，第三，压制石墨体与金属电极之间的体电阻一般都不不低于3-5欧姆，如果石墨体与金属电极之间因为某种原因分离的话，其石墨体与金属电极之间电阻更是不可想象，但压制石墨接地体的生产工艺非常简单，在者其材料成本比较低廉，但不能因为其价格的因素而忽略了其性能和使用寿命，所以一般环境下不建议用压制的非金属接地体；

第二种是烧制的膨胀石墨非金属接地体是采用纯度在99%以上的鳞片石墨，经水洗、酸洗、烘干等数道工序后，经高温使其膨胀自身体积50倍以上的石墨蠕虫，这时石墨经氧化插层、高温膨胀，而使层间裂解形成具有发达孔结构的膨胀石墨蠕虫体，其表面及内部孔结构非常发达，表面积可达50～200m2/g。 它发达的网状孔结构，经分析结果表明，膨胀石墨蠕虫体表面形成了丰富的多边形网状孔结构，其孔径大小不等，主要分布范围为1～3μm。，在经高压定型制成膨胀石墨非金属接地体毛坯，这时的石墨体由于其发达的网状孔结构，经高压使每个蠕虫相互进入其自身非常发达的网状孔中，其相互已经为分子间的联接，所以膨胀石墨非金属接地体不需要用粘接剂来使用使石墨粘在一起的，每个石墨蠕虫联接的表面积已是最大化，石墨经膨胀后，不仅保留了天然鳞片石墨材料所固有的耐高、低温，耐酸、碱 腐蚀，导热，导电，自润滑和抗幅射等诸多优点，而且其特殊的网络状孔结构，还赋予它良好的压缩性、回弹性、低应力高松驰率、高吸水、吸油性，以及热、电导能力的高度异向性等许多独特的功能，其导电性也过到最大化，电阻率可达16.465*10-6Ω.m，产品长度直流电阻为50 mΩ（相当于铜的导电性），在通过不低于1000度的高温，不少于150小时的焙烧，去掉膨胀石墨体中最后剩余残存少量杂质，同时其结合更加牢固，其搞压强度不低于5.8Mpa，大减低产品在运输和施工过程中的难度。它特有的内部网状孔结构，使它有着很好的吸水和保湿性能，还有石墨本身良好的稳定性、抗腐蚀性、导电性、抗老化性、自身低电阻特性更是其它材料无法替代的，由于其本身对环境敏感度非常低，几乎不受外界因素的影响，所以接地电阻值能够在相当长的时间内保持不变的，这是传统接地材料无法比拟的，这对地网每年维护的好处是不言面喻的，石墨基本结构就是碳，它对环境没有任何污染，所以这种原料的产品属于环保型产品。

3.不同地质环境下的优选接地工艺

3.1高山地区的地网制作工艺

一般高山地区都是地网制作的难点，本文采用的是造井接地的方法；（主要针对岩石层面）

高山一般多岩石，在岩石上做地网并不是不可能的事情。在地表土层下采用钻孔方式打孔φ200*2000-3000mm（视环境而定），底部采用爆破方式捣碎地层岩石形成缝隙，浇注填充剂垂直放入非金属接地体（烧结型），之后加入高分子降阻剂后适当加水，在加水下沉3-4小时后加入无水状态的高分子降阻剂和适量填充剂后在距地表土层800mm处夯实，至此垂直接地体敷设完毕，开始敷设水平接地网；水平地网采用35平方以上铜缆拨皮后适当涂刷导电胶并在距地表500毫米处做水平地网线槽，线槽宽为200毫米，在线槽上施放无水状态高分子降阻剂和适量填充剂将刷好导电胶的电缆按照网格形状敷设好后埋土夯实；接地网的接地距离可以按照1.5*1.5/3.0*3.0m的距离敷设，每个十字型交叉点作为一个垂直接地体的连接点，最后把地网表层用细土填埋。

3.2盐碱风化石等地质条件下的地网制作

盐碱地区的土壤中含有较高的腐蚀性物质，所以在一般这种环境下是不采用金属材料作为接地体的，非金属材料非常适合在这里使用，这里介绍膨胀石墨体在盐碱风化石地质的埋植方法。风化石类的地质条件一类主要是由完全是风化石，另一类是由风化石和巨大花岗石混合物组成，土榱电阻率都在2000欧米以上，在这样的条件下制作地网是非常困难的，工人施工难度陡然增大，有很多同行对此望而却步。在这里我给大家介绍改善施工难度的方法，在施工前把要开挖浇灌充足的水，由于风化石组织结构较疏松，水分能渗透风化石内部当中，最好让其泡12小时以上，这时风化石强度只相当于沙子被压实的状态，很容易施工的，这时在挖深1.2米宽0.2米的沟槽，如遇到巨大花岗石可绕过其安装，这时在安装膨胀石墨接地体水平放置，外面包裹填充剂，接地体之间用扁钢连接，节点防腐处理，只需十数块膨胀石墨接地体就可达到技术要求。注意回填土最好使用细黑土，如无条件也可使用挖出来的风化石，但一定要注意在刚回填的时候不要用大块的风化石，尽量用细小的风化石土，一定要分层夯实。还有一类情况是土壤表面为10厘米厚的黑土，而在黑土下面完全是颗粒差不多的大小的铁板砂，这是制作地网非常头痛的事，把表层的黑土去掉，挖开下面的铁板砂，每个接地极挖1.5米深的坑，这时每个坑由于铁板砂的松散性很容易塌方的，如有挡板挡住周围的铁板砂最好，若无有挡板把坑挖的大一些即可，这时在坑的底部垂直于地面打一根长1.5-2米直径φ30毫米的镀锌铁管，在松散的铁板砂上施工是很容易的，在在安装好的铁管上垂直连接膨胀石墨接地体，在距地表0.5米处作横向扁铁连接，十字交叉点想互连接，节点防腐处理，直接回填铁板砂即可，接电阻值都可满足使用要求。