降阻剂发展历程_泊头市惠丰防雷器材有限公司
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降阻剂发展历程

降阻剂的发展过程 早期使用的降阻剂有石墨粉或食盐加木炭。由于石墨、食盐属于易溶的电解质,在地下受到雨水、地下水的浸泡会逐渐流失。
 
目前降阻剂市场上品种繁多,厂商因利益而片面夸大产品的降阻性能。使用户无法选择。下面从几个方面就有关降阻剂的问题做一下阐述。
一、降阻剂的发展过程 早期使用的降阻剂有石墨粉或食盐加木炭。由于石墨、食盐属于易溶的电解质,在地下受到雨水、地下水的浸泡会逐渐流失,而且食盐中的氯离子对接地体还有腐蚀作用,因此使用不久就被淘汰。
 20 世纪70 年代初, 日本科学家研制出一种长效降阻剂, 它主要是化学合成树脂与电解质溶液组成的凝胶状物质, 具有一定的耐雨水及地下水冲刷的能力, 能较长时间地保持低电阻。但由于这种高分子化合物具有一定的毒性, 大量使用会造成环境污染, 对人体健康造成一定的威胁。 
20 世纪80 年代后期,美国的Jones 和南斯拉夫的Veleder 在IEEE 和CIGRE 先后报导了以膨胀土为基底的降阻剂改善接地装置性能的情况,这就是降阻剂由高导电率物质组成的混合物,发展到应用合成树脂加上适量的交联剂、固化剂组成有机化学降阻剂和由导电性能较好的无机化合物加上适当的水溶性电解质与固化剂组成无机化学降阻剂的发展过程。
我国的降阻剂研制始于20 世纪70 年代, 有关部门组织电力部、化工部下属的10 余个单位成立了降阻剂研制课题组, 1983 年前后列入“七五”重点攻关项目。以北京电力设计院、中试所和北京化工设计研究院为主, 研制出聚乙酰胺等合成树脂配制的有机化学降阻剂。以安徽中试所为主, 研制出以膨胀土为基底的无机化学降阻剂。同期还兴起一些民间组织从事开发生产, 至1988 年末有近30 家生产厂将不同种类的降阻剂推向市场。1997 年以后一种新型的物理降阻剂问世, 从而使降阻剂明显地分成了化学降阻剂和物理降阻剂两大类。近几年来共有生产降阻剂上百家之多,形成热潮,但良莠不齐,为此电力部门责成武高所编制《接地降阻剂暂行技术标准》开展产品质量检测、评定工作。
二、降阻剂的作用分析
(一)化学降阻剂目前降阻剂品种繁多,但大都属于化学降阻剂模式。从物态可分为液态和固态降阻剂;从物类则可分为有机和无机降阻剂。有机降阻剂又有尿醛型、酰胺型,无机的有膨润土、稀土和无机化学降阻剂等。几种典型的化学降阻剂名称产地电解质组分组分总含量(%)胶凝物尿醛型KCl、NaCl、MgCl2、NaHSO436尿醛树脂聚乙烯醇丙烯酰胺型NaCl、(NH4)2S2O464.7丙烯酰胺亚甲基双丙烯酰胺耐久性接地电阻降低剂日本 JP56014467出示有:K、Na、Ca、Mg、NH3等与Cl-、SO42-、NO3-所成的盐共12种 Ca2SiO6、Ca2SiO4、Al2(SO4)3 固体无机化学接地降阻剂 CN1030666ANa2SO4、NH4Cl、MgSO4、MnSO4.4H2O、K2SO4、和Zn、Al、Mn等金属及其氧化物粉末共32.5,其中电解质占25.8铝硅酸盐、水泥 化学降阻剂的共同特点主要是以 、 、 与碱性金属构成的电解质盐类为导电物,胶凝物对金属有叫较强的亲和力,胫骨后紧密附着与金属表面,形成多相立体结构。对储存电解质,减少初期流失有一定的效果。这种低电阻结构比土壤致密高度,可阻止空气中氧的导电机理相同,即只有在有水时电解质电离出带电离子才能成为导电主体,电解质浓度越高或电离度越大,电阻越低,降阻剂性越好,但这是阴离子对金属的腐蚀有饿越严重。季节性地下水位的起落,使得电解质流失,尤其当无水时电解质结晶或低温结冰,电阻率就会升高而失去降阻能力。这些不同的化学降阻剂同时具有不同的性能。
1、尿醛型、丙烯酰胺型有机降阻剂,导电主体是KCL、Nacl、Mgcl2等盐酸盐,以尿醛树脂、聚乙烯醇或丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺为胶凝物,以NaHSO4或(NH4)2SO8为固化剂,将这些物质分别包装。现场施工使用时将其导电物溶解胶液加入充分混合后,再加入用水溶解了的固化剂,使之成为胶状物,立即灌入接地体周围,否则固化后失去流动性或过早浇注又会带来无胶凝作用。这类降阻剂虽然初期对金属粘合力强,但使用过程复杂不易被非专业人员掌握。腐蚀和毒性都大,且有机物受地下生化作用易于老经而失去降阻作用,未能得到广泛应用。
2、膨润土降阻剂主要是强碱硅酸盐,氢离子浓度小, 腐蚀电位高, 使析氢腐蚀无法存在, 降阻剂内含有大量的钾、钙、镁、铝等元素, 具有较好的阴极保护作用,降阻剂结构密致,对金属腐蚀性小,吸水性和保水性强。膨润土类的降阻剂扩散和渗透作用较差,体膨胀与收缩过大,抗季节变化性差,尤其干旱及东北冻土带地区是不能应用的。
 3、无机化学降阻剂主要是以钾、钠、钙、镁的盐酸盐及硫酸盐为导电体,以硅酸盐为胶凝物。显然腐蚀性和流失性都大。说明白了点这类降阻剂只不过是在以往食盐加木炭降阻措施的改良。
(二)物理降阻剂物理降阻剂是以强碱弱酸盐为胶凝物,去掉了电解质的离子导电物,以非电解质的固体粉末为导电材料,主要是以炭素自由电子材料和防腐剂组成。其特性为耐酸碱盐,在干旱的沙漠应用具有明显优越性。
三、降阻剂的降阻机理:
(1)由于降阻剂的扩散和渗透作用,降低接地体周围的土壤电阻率,关于扩散和渗透作用,一般化学降阻剂强于其他型式的降阻剂,膨润土类的降阻剂扩散和渗透作用较差,但降阻剂的稳定性和长效性与扩散和渗透作用是矛盾的。扩散和渗透好的降阻剂其稳定性和长效性都比较差,因为扩散和渗透性强的降阻剂容易随雨水的流失而流失。
(2)接地体同周围施加降阻剂后,相当于扩大了接地体的有效截面[2],这机理对固体降阻剂和膨润土类降阻剂为明显,而化学降阻剂和树指状的降阻剂随着时间的流失有效截面的增大则不太明显,会越来越小。
(3)消除接触电阻,接地体的接地电阻可以分为两部分,一是接地体与周围的大地所呈现的电阻Rd;二是接地体与周围土壤的接触电阻Rj,Rj=Rd+Rj,Rj的大小与接地极周围的土壤有关,一般土质越密实,接触电阻越小,土壤越松散,接触电阻越大;接触电阻还与电极表面状况有关,接地极表面越光滑,接触电阻越小,接地极表面越粗糙,接触电阻越大。接地极生锈后,接触电阻会逐渐增大。接地体施加降阻剂后,会减少或消除接触电阻,但只有某些物理降阻剂和膨润土类降阻剂才具有这方面的功能,而化学降阻剂和流质降阻剂则不具有这方面的功能,有些降阻剂由于腐蚀还会使接触电阻变大。
(4)降阻剂的吸水性和保水性改善并保持土壤导电性能,土壤的导电性能除了与土壤所含金属导电离子的浓度有关外,还与土壤的含水量有关。
四、降阻剂的选择在选择使用降阻剂时应注意如下指标:
(1)降阻剂的电阻率,要想获得理想的降阻效果,首先降阻剂本身的电阻率ρ值要小。用户在选择降阻剂时首先要考虑的就是降阻剂自身的标称电阻率,一般情况下,降阻剂自身的标称电阻率越小越好。
(2)降阻剂对钢接地体的腐蚀率,降阻剂对钢接地体的腐蚀率要低,一些降阻剂对钢接地体有腐蚀作用,但也有一些降阻剂对钢接地体有防腐保护作用。降阻剂是否具有防腐作用,一般要看其对钢接地体的平均年腐蚀率是否低于当地土壤对钢接地体的腐蚀率,一般土壤对钢接地体的平均年腐蚀率为:扁钢为0.05~0.2mm/a;圆钢为0.07~0.3mm/a[2]。如果降阻剂对钢接地体的腐蚀率低于当地土壤对钢接地体的腐蚀率就认为降阻剂对钢接地体具有防腐作用;否则就认为具有腐蚀作用。
(3)降阻剂的稳定性和长效性,我们希望接地装置的接地电阻一直稳定在某个值以下,不希望其经常变化,而某些降阻剂的降阻效果会随土壤干湿度的变化而变化,特别是一些无机降阻剂,离子类降阻剂,一旦缺水就会析出颗粒状的晶体,失去导电特性。
(4)对环境有无污染,选择降阻剂时一定要选无污染,无毒性,使用安全的降阻剂,对降阻剂要看其组分,要查有无环保部门的检测报告。结束语 每种降阻材料都有其不同的降阻机理和特点,在使用中都会有有利的一面和存在一些问题,在使同中应结合一定的降阻措施,一定的设计,结合使用场所和使用目的合理的选择降阻材料。应尽量的用其所长,避其所短,经认真的技术经济分析后合理、正确的使用降阻材料,从而达到有效降低接地电阻的目的。
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