以鍍鋅扁鋼為主材的接地裝置，由于施工時的電焊高溫破壞了鍍鋅層，導(dǎo)致地網(wǎng)接頭非常容易腐蝕，從而導(dǎo)致接地電阻值升高，在雷擊發(fā)生時，光伏組件、匯流箱等設(shè)備常被雷擊損壞引起事故。因此有必要就目前市場上的接地網(wǎng)材料的種類和性能加以說明。

一、接地網(wǎng)主要材料

1、熱鍍鋅鋼材，傳統(tǒng)的接地網(wǎng)水平接地體一般設(shè)計采用規(guī)格為50X5 、60X6鍍鋅扁鋼，鍍鋅扁鋼制造長度為6米/根，垂直接地極采用50X5熱鍍鋅角鋼或Φ50鍍鋅鋼管，接地極長度2.5米/根，連接方式：電焊；焊接點防腐處理：刷防銹漆兩遍，水柏油一遍。

2、鍍銅鋼接地材料，水平接地體通常采用Φ10-Φ12鍍銅圓鋼，制造長度通常為100米/盤；接地極采用Φ14、Φ17.2的鍍銅鋼棒。連接方式：放熱焊接（無需電力或乙炔等外加能源），接頭材料為紫銅，焊接點防腐處理：無需防腐措施。

二、材料性能比較

(一).防腐蝕性比較

1.銅材耐腐蝕性能是鋼材的十倍以上,是鍍鋅鋼的三倍以上. 銅的表面會產(chǎn)生附著性較強的氧化物(銅綠Cu(OH)₂),對內(nèi)部的銅有很好的保護(hù)作用,阻斷了進(jìn)一步腐蝕的形成.

2. 鋼材含有很多的雜質(zhì),除Fe以外,還含有C、S和P等. 所以在“微電池”和“宏電池”效應(yīng)下,鋼材是向內(nèi)逐層腐蝕.鍍鋅鋼有一定的防腐能力,但降低了導(dǎo)電性能和泄流速度,這對高頻故障電流尤其明顯.

3.鋼接地系統(tǒng)壽命往往達(dá)不到設(shè)計要求,一般在10年左右.據(jù)天津電力公司的調(diào)查表明,天津地區(qū)鋼接地系統(tǒng)年腐蝕率為1mm/a，220kV變電站接地壽命僅為5年，而銅接地壽命可達(dá)到40年以上。

4. 由于鋅層在不斷腐蝕中,鍍鋅鋼接地性能不穩(wěn)定,因此相關(guān)規(guī)程規(guī)定了嚴(yán)格的檢查試驗項目，如《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》要求鋼接地每6年進(jìn)行1次接地電阻測試,每8年開挖檢查一次，這對于大面積的地面電站和水面電站則不太可能。用銅材做接地網(wǎng)運行維護(hù)工作量將大大減少。

(二).電氣性能比較

考慮到電阻、腐蝕和連接等因素的影響,其電氣性能比較如下：

1. 根據(jù)熱穩(wěn)定條件,避免接地線、接地體熔化,銅材和鋼材截面積之比為3:1。

2.根據(jù)導(dǎo)電電阻一致性條件,銅材與鋼材的截面積之比為8:1。

3. 根據(jù)集膚效應(yīng),銅材泄流能力是鋼材的4倍。

因此,綜合各種因素比較,銅與鋼兩種接地材料的等效截面積之比為1:6以下。

(三).經(jīng)濟(jì)性比較

1）鍍銅鋼棒重量小于3kg，而50x5鍍鋅角鋼則重達(dá)10kg。

2）施工效率的提升。水平接地線每卷100m，鍍鋅扁鋼每根6m，焊接接頭大量減少，可縮短施工周期。

三、應(yīng)用對比

我們通過一個30MW地面光伏電站接地網(wǎng)，來比較兩種接地材料的經(jīng)濟(jì)性。

表1 30MW地面光伏電站接地網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)比較

通過以上的比較，采用鍍鋅鋼材做接地主材料費用較便宜，但焊接的接點多，施工效率不高，施工費用相對要增加。另外，鍍鋅鋼材的防腐性能較差，在南方或沿海灘涂地區(qū)不能滿足25年的運營要求。通過綜合比較，鍍銅鋼的材料費用僅僅多出9.4%，因此可建議在高腐蝕率地區(qū)，依據(jù)DT/T1312-2013《電力工程接地用銅覆鋼技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)，土壤腐蝕性強度評價，選用不同規(guī)格的鍍銅鋼作接地網(wǎng)主材。