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????? HTJ-03物理降阻劑的原理特性

????? 一、HTJ-03型物理降阻劑的構(gòu)成原理HTJ-03型物理降阻劑是由強(qiáng)導(dǎo)電材料、
防腐材料、固化材料及填充材料等組成。強(qiáng)導(dǎo)電材料用來(lái)降低接地電阻；防腐材
料抗腐蝕，用于延長(zhǎng)接地體使用壽命；固化材料起凝聚作用，一方面使降電阻劑
不會(huì)被雨水沖掉或流失，另一方面，能使降阻劑與接地體緊密結(jié)合，形成一體，
并起到吸水及保水作用。

????? 二、HTJ-03型物理降阻劑的降阻原理為了說(shuō)明問(wèn)題，首先要給接地電阻下
一個(gè)定義，所謂接地體電阻，就是當(dāng)接地電流通過(guò)接地體向大地?cái)U(kuò)散時(shí)，對(duì)無(wú)限
遠(yuǎn)大的土地產(chǎn)生的電位升高與接地電流的比值，稱(chēng)為接地電阻，用數(shù)學(xué)形式表示
為：

????? R= U/I…………（1 ）

????? 式中：U ——接地電流通過(guò)接地體向大地?cái)U(kuò)散時(shí)，對(duì)大地所產(chǎn)生的電位升
高（伏）；

????? I ——流入接地體的接地電流（安）；

????? R ——接地電阻（歐）；

????? 接地電阻主要有下面三個(gè)方面構(gòu)成：

????? （1 ）接地線和接地極本身的電阻；

????? （2 ）接地極表面與土壤的接觸電阻；

????? （3 ）從電極開(kāi)始向遠(yuǎn)處擴(kuò)散的電流所經(jīng)過(guò)的路徑的電阻。

????? 因?yàn)榻拥貥O及其引線多為金屬材料，其阻值較小，所以（1 ）項(xiàng)可不考慮
其對(duì)接地電阻的影響?？梢哉f(shuō)（2 ）和（3 ）項(xiàng)幾乎占有全部的接地電阻值，因
此改善此二項(xiàng)的阻值，使之整體接地電阻值降低是很重要的方面。

????? 1 、降電阻劑降低接觸電阻的機(jī)理

????? 將降電阻劑用于金屬接地體周?chē)?，其首先緊緊地包裹在接地體的周?chē)?BR>并與土壤層緊密連接，形成一個(gè)較大直徑的導(dǎo)電體，而且此導(dǎo)電體會(huì)在大地中出
現(xiàn)樹(shù)枝狀的延伸體，產(chǎn)生樹(shù)枝效應(yīng)（降電阻劑通過(guò)土壤縫隙向周?chē)寥览餄B透），
這樣降阻劑成為一個(gè)最好的媒體，其內(nèi)層與金屬接地體緊密相連，而其外層又與
土壤緊密相連，從而大大地降低了接地體與土壤的接觸電阻。

????? 2 、降阻劑增大了金屬接地體的尺寸，從而降低了接地電阻

????? 降阻劑本身的電阻率很小，HTJ-03型物理降阻劑的電阻率僅為0.51Ω。m ，
把降阻劑包在接地體周?chē)?，同土壤的電阻率相比，降阻劑的電阻率一般要小兩個(gè)
數(shù)量級(jí)，因此可忽略降阻劑的電阻，把降阻劑視為金屬，這就相當(dāng)于接地體的尺
寸增大了，從而達(dá)到降低接地電阻的目的。

????? 3 、改善土壤環(huán)境，降低土壤的電阻率。

????? 在接地體周?chē)褂媒底鑴┓笤O(shè)時(shí)，糊狀降阻劑漿液會(huì)在土壤一定范圍內(nèi)發(fā)
生滲透，并向外擴(kuò)散，使?jié)B透區(qū)間的土壤電阻率大大降低。這也正是我們?cè)谑┕?BR>過(guò)程中經(jīng)常遇到的，越是土壤電阻率高，越是土質(zhì)惡劣的風(fēng)化巖等，用了降阻劑
后降阻效果越顯著的一個(gè)重要原因。

????? 三、HTJ —03型物理降阻劑的防腐原理“降阻劑暫行技術(shù)條件”中規(guī)定，
在金屬腐蝕試驗(yàn)中，表面平均腐蝕率不大于0.05mm/ 年，而HTJ-03型的腐蝕率為
0.0003mm/ 年。

????? 金屬接地體無(wú)論是在土壤中，還是在降阻劑中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期變化，腐蝕是不
可避免的。通常腐蝕強(qiáng)弱和金屬接地體周?chē)h(huán)境的物理和化學(xué)性質(zhì)有很大的關(guān)系，
影響土壤腐蝕性的因素有：酸性、氧、含水量、電阻率、含鹽量、雜散電流、細(xì)
菌等。降阻劑之所以能夠大大降低腐蝕速度，除了防腐材料的作用外，還得益于
它控制了腐蝕的環(huán)境，對(duì)上述諸多因素均有不同程度的改善作用，現(xiàn)重點(diǎn)講述前
兩項(xiàng)：

????? 氫離子（即酸性）的影響。

????? 一般氫離子濃度越高，金屬在電解質(zhì)溶液中所形成的原電池的電動(dòng)勢(shì)愈大，
如下式：

????? OH-1

????? E=RI.Ln …………（2 ）

????? 從式（2 ）中可以看出酸性愈強(qiáng)，電動(dòng)勢(shì)愈大，腐蝕電流亦增大，腐蝕速
度隨之加快。反之，堿性增大，電動(dòng)勢(shì)減小，對(duì)腐蝕有抑制作用。HTJ-03型降阻
劑的PH值為9.6 ，呈弱堿性，故能降低腐蝕速度。

????? 2 、氧對(duì)金屬接地體的腐蝕

????? 氧對(duì)鋼鐵的腐蝕也是非常重要的因素：由式（2 ）同樣可以看出氧的影響，
有人做過(guò)實(shí)驗(yàn)，在沒(méi)有氧氣的場(chǎng)合，飽和食鹽水在80-150oC的范圍內(nèi)，對(duì)鋼基本
上沒(méi)有腐蝕。

????? 但是，一般的土壤都比較松散，透氣性好，金屬接地體與土壤的接觸面有
很多空隙，氧氣充足，這樣必然加大腐蝕速率，而降阻劑密度很大，對(duì)金屬接地
體包裹的很緊密，這樣便隔離了金屬表面的氧氣，同時(shí)又能隔離土壤中腐蝕液體
的侵入，因而給對(duì)金屬接地體營(yíng)造了一個(gè)密閉安全的環(huán)境。

????? 四、物理降阻劑的穩(wěn)定性及長(zhǎng)效性在降阻劑的使用過(guò)程中，降阻劑使用后
在24小時(shí)內(nèi)能完全固化。不會(huì)被雨水沖走或流失；HTJ-03型降阻劑的保水量40%
以上，這就為降阻劑的長(zhǎng)期穩(wěn)定地降低接地電阻創(chuàng)造了條件。同時(shí)，降阻劑的吸
水性良好，其吸水性能可比沙質(zhì)土壤高6 倍，使其能隨時(shí)補(bǔ)充干旱失掉的水分，
這一特性在我們北方多旱少雨的氣候條件下最能體現(xiàn)出來(lái)。HTJ-03型物理降阻劑
的理論有效期為30-50 年。

????? 我公司從92年試生產(chǎn)降阻劑至今已有十多年，在新老用戶(hù)每年的春檢中，
反饋給我們的信息中可以看出：降阻劑在接地中起到了至關(guān)重要的作用，表現(xiàn)出
阻值穩(wěn)定，不反彈的良好狀況。現(xiàn)舉一例說(shuō)明：大連有線電視臺(tái)在有線網(wǎng)絡(luò)地網(wǎng)
改造工程中，實(shí)施降阻劑招標(biāo)，就大連本地一家液體降阻劑和我們生產(chǎn)的HTJ-03
型固體粉末降阻劑進(jìn)行比較。將大連電視臺(tái)八年前用過(guò)的液體降阻劑和固體降阻
劑挖開(kāi)進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)液體降阻劑出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕，并出現(xiàn)阻值大幅度反彈。
而固體降阻劑處理的接地卻完好無(wú)損，且阻值穩(wěn)定，最后決定今后三年的地網(wǎng)改
造工程中，全部采用我公司生產(chǎn)的降阻劑。

????? 五、HTJ-03型物理降阻劑與國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品的比較1 、HTJ-03型物理降阻劑
經(jīng)能源部武漢高壓研究所測(cè)試表明，主要性能指標(biāo)均優(yōu)于同類(lèi)產(chǎn)品。

????? （1 ）降阻劑的測(cè)量試驗(yàn)值為0.51Ω。m ，此項(xiàng)最重要的性能指標(biāo)，該數(shù)
值說(shuō)明我們的產(chǎn)品是處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位的。

????? （2 ）工頻電流耐受試驗(yàn)值為-27%，遙遙領(lǐng)先于其它廠家產(chǎn)品。

????? （3 ）理化性能試驗(yàn)

????? a.失水試驗(yàn)值為0.75Ω。m ，優(yōu)于其它所有廠家產(chǎn)品；

????? b.冷熱循環(huán)試驗(yàn)值0.48Ω。m ，優(yōu)于其它廠家產(chǎn)品；

????? c.水浸泡試驗(yàn)值為0.41，也優(yōu)于其它廠家產(chǎn)品。

????? （4 ）在腐蝕方面，腐蝕率低于其它廠家產(chǎn)品。

????? 綜上所述我公司開(kāi)發(fā)的HTJ-03型降阻劑，產(chǎn)品主要性能測(cè)試結(jié)果在同類(lèi)產(chǎn)
品中處于領(lǐng)先水平。

????? 2 、HTJ-03型降阻劑施工使用起來(lái)比同類(lèi)產(chǎn)品方便的多

????? （1 ）本產(chǎn)品可參照說(shuō)明書(shū)自行施工，其他廠家有幾種不同顏色產(chǎn)品配比
起來(lái)，施工技術(shù)要求比較強(qiáng)，使用不方便。

????? （2 ）產(chǎn)品包裝可根據(jù)地理位置分為25kg和50kg不等，搬運(yùn)特別方便。

????? （3 ）施工過(guò)程中，遇到缺水的情況下，可直接投放干粉。

????? 六、物理降阻劑在工程建設(shè)中的應(yīng)用隨著防雷、防靜電工程建設(shè)規(guī)模的不
斷擴(kuò)大，解決工程的接地問(wèn)題成了一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，如何準(zhǔn)確的控制降阻劑
的用量，做到即能達(dá)到工程的設(shè)計(jì)要求，又能不造成材料的浪費(fèi)，這是我們大家
共同關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題。

????? 不同的地理環(huán)境，不同地質(zhì)條件，根據(jù)土壤電阻率高、低，我們可用下列
方法來(lái)計(jì)算出接地電阻以及降阻劑的用量：

????? 1 、使用HTJ-03型物理降阻劑接地電阻之計(jì)算實(shí)際接地電阻的計(jì)算比較復(fù)
雜，涉及因素較多，諸如土壤情況、氣候條件等。以下計(jì)算公式是按照理論及實(shí)
際工程運(yùn)用中加以總結(jié)出的，僅供設(shè)計(jì)施工參考。

????? 1.1 直接地體接地電阻值計(jì)算：

????? R=ρ/2πL ？1n？ 4L/dk（？）

????? 式中：ρ——原土壤電阻率（？？m ）

????? L ——接地體長(zhǎng)度（一般為2-3m）

????? d ——接地體等效直徑

????? 當(dāng)每米降阻劑用量10-15 公斤時(shí)，系數(shù)K 的取值如下：

????? ρ≤100 ？？m 時(shí)，K=10； 100？？m ＜ρ≤300 ？？m 時(shí)，K=20；

????? 300 ？？m ＜500 ？？m 時(shí)，K=25；500 ？？m ＜ρ≤800 ？？m 時(shí)，K=30
；

????? 800 ？？m ＜ρ≤1000？？m 時(shí)，K=35 .

????? 1.2 平接地體電阻之計(jì)算：

????? R=ρ/2πL ？1n？L2/dk （？）

????? 式中：ρ——原土壤電阻率（？？m ）

????? L ——水平接地體長(zhǎng)度（m ）（L ≥20m ）

????? d ——接地體等效直徑（m ）

????? 構(gòu)成上述接地體時(shí)，埋入降阻劑中的金屬接地件，如使用圓鋼，直徑d 應(yīng)
大于10mm；使用扁鋼時(shí)，應(yīng)大于或等于40×4mm.

????? 當(dāng)每米降阻劑用量為9-12公斤時(shí)在上述ρ值為100 、150 、200 、250 、
300 .

????? 1.3 閉合均勻水平接地網(wǎng)（設(shè)施居于網(wǎng)內(nèi)），當(dāng)網(wǎng)面積S ＞100m2 時(shí)，則
：

????? R#=0.5ρ/ （√s ？K ）

????? 式中：R#——地網(wǎng)接地電阻（？）；

????? ρ——校正后的土壤電阻率（？？m ）；

????? S ——地網(wǎng)面積（m2）；

????? K ——降阻系數(shù)取1.5 .

????? 2 、 HTJ-03 型物理降阻劑用量之計(jì)算2.1 垂直接地體：

????? G=1/4L？g ？π（D2-d2 ）

????? 式中：G ——降阻劑用量（kg）

????? L ——接地體等效直徑（m ）

????? g ——降阻劑密度（g=1250kg/m3 ）

????? d ——接地體等效直徑（m ）

????? D ——接地體直徑（m ）

????? 在土壤電阻率ρ≤500 ？？m 時(shí)，取D=0.14m ；500 ？？m ＜ρ≤1000？？
m 時(shí)，取D=0.16m ；1000？？m ＜ρ≤2000？？m 時(shí)，取D=0.19m ；ρ＞2000？？
m 時(shí)，取D=0.22m .

????? 2.2 水平接地體：

????? G=（A2-S）。 L . g

????? 式中：G ——降阻劑用量（kg）

????? S ——接地體的橫截面積（m2）

????? L ——接地體的長(zhǎng)度（m ）

????? g ——降阻劑密度（g=1250kg/m3 ）

????? A ——投放降阻劑長(zhǎng)方坑的邊長(zhǎng)（m ）

????? 在土壤電阻率ρ≤500 ？？m 時(shí)，取A=0.1m；500 ？？m ＜ρ≤1000？？
m 時(shí)，取A=0.13m ；1000？？m ＜ρ≤2000？？m 時(shí)，取A=0.15m ；

????? 在ρ＞2000？？m 時(shí)，取A=0.18m .

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