随着电网建设和太阳能光伏电站的建设规模不断增加，已投运数年的电站防雷接地系统存在的问题逐渐被业主重视，主要是因为地网腐蚀引起的接地电阻升高、引下线断裂特别是沿海地区或化学污染较严重的地区的接地网腐蚀严重。

以镀锌扁钢主材的接地装置，由于电焊时的高温破坏镀锌层，导致地网接头腐蚀严重，接地电阻值升高，光伏组件、汇流箱等设备因雷击事故时有发生，因此有必要就目前市场上的接地网材料的种类和性能加以说明。

一、接地网主要材料

1、 热镀锌钢材，传统的接地网水平接地体一般设计采用规格为50X5 、60X6镀锌扁钢，镀锌扁钢制造长度为6米/根，垂直接地极采用50X5热镀锌角钢或Φ50镀锌钢管，接地极长度2.5米/根，连接方式：电焊；焊接点防腐处理：刷防锈漆两遍，水柏油一遍。

2、 镀铜钢接地材料，水平接地体通常采用Φ10-Φ12镀铜圆钢，制造长度通常为100米/盘；接地极采用Φ14、Φ17.2的镀铜钢棒。连接方式：放热焊接（无需电力或乙炔等外加能源），接头材料为紫铜，焊接点防腐处理：无需防腐措施。

                                          镀铜圆钢                             

二、材料性能比较

(一).防腐蚀性比较

1.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.

2. 钢材含有很多的杂质,除Fe以外,还含有C,S和P等. 所以在“微电池”和“宏电池”效应下,钢材是向内逐层腐蚀.镀锌钢有一定的防腐能力,但降低了导电性能和泄流速度,这对高频故障电流尤其明显.  

3.钢接地系统寿命往往达不到设计要求,一般在10年左右. 如天津电力公司调查表明,天津地区钢接地系统年腐蚀率为1mm/a.220kV变电站接地寿命仅为5年.而铜接地寿命可达到40年以上.

4. 由于锌层在不断腐蚀中,镀锌钢接地性能不稳定,因此相关规程规定了严格的检查,试验项目.如<<电力设备预防性试验规程>>要求钢接地每6年进行1次接地电阻测试,每8年开挖检查一次.对于大面积的地面电站和水面电站不太可能. 铜接地则运行维护工作量大大减少.

(二).电气性能比较

考虑到电阻,腐蚀和连接等因素的影响,其电气性能比较如下.

1. 根据热稳定条件,避免接地线,接地体熔化,铜材和钢材截面积之比为3:1。铜接地体铜的熔点为1083℃，短路时最高允许温度为450℃，而钢的熔点为1510℃，短路时最高允许温度为400℃。从热稳定性上看，截面相同时，铜材较好。

2.铜和钢在20℃时的电阻率分别是1.75×10^—8（Ω.m）和9.8×10^—8（Ω.m），铜的导电性能是钢的5.6倍。

3. 根据集肤效应,铜材泄流能力是钢材的4倍.

因此,综合各种因素比较,铜与钢两种接地材料的等效截面积之比为1:3-4左右。

                   放热焊接焊点

(三).经济性比较

1．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．施工效率的提升：水平接地线每卷100米，镀锌扁钢每根6米，焊接接头大量减少，可压缩施工周期。

通过以上的比较，镀锌钢材主材料费用较便宜，但焊接的接点多，施工效率不高，施工费用相对要增加，通过综合比较，镀铜钢的材料费用仅仅多出9.4%，另外镀锌钢材的防腐性能较差，在南方或沿海滩涂地区不能满足25年的运营要求。因此可建议在高腐蚀率地区，依据DT/T1312-2013《电力工程接地用铜覆钢技术条件》标准，土壤腐蚀性强度评价，选用不同规格的镀铜钢作接地网主材。

                     镀铜扁钢