光伏电站接地网材料的选择-solarbe文库

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业务专线 400-660-8950 光伏电站接地网材料的选择随着太阳能光伏电站的建设规模不断增加，已投运数年的光伏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滩涂地区、鱼塘等项目的接地网腐蚀严重。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Φ 50 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Φ 10- Φ 12 镀铜圆钢，制造长度通常为 100米 /盘；接地极采用Φ 14、Φ 17.2 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。镀铜圆钢放热焊接接头二、材料性能比较业务专线 400-660-8950 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 CuOH2, 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 31 。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 13-4 左右。业务专线 400-660-8950 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。举例说明30MW 地面光伏电站接地网的经济比较材料类型热镀锌扁钢铜镀圆钢规格 60*6 Φ 10mm 数量 45Km 45Km 重量 2.8Kg/ 米 0.65Kg/ 米单价 16 元 /米 19 元 /米材料小计 72 万 85.5 万焊接接头 7500 个 450 个焊接接头费用 7500*107.5 万 450*351.58 万材料费用合计 79.5 万 87 万1MW 的施工周期 10 天以上 4 天寿命 7-10 年 30 年以上业务专线 400-660-8950 一次成本比较 100％ 109.4 ％备注此为初略计算，不含引上线，跨接线等接点。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。