物理降阻劑降阻機理研究
通過理論推算,降阻劑的降阻效果一般在20%~30%左右,。但經(jīng)查閱眾多文獻和廠家提供的試驗數(shù)據(jù)都表明,,接地極敷設(shè)降阻劑后,常會比單獨埋設(shè)接地極的接地電阻低70%~80%,。兩者的差別為何會如此之大,?本文從接地極與土壤的接觸電阻、降阻劑與土壤之間的滲透層以及接地極尺寸方面對此進行了探討,,并就如何在實際應(yīng)用中合理科學(xué)利用降阻劑降低接地電阻給出了幾點建議,。本文僅對物理型長效降阻劑進行討論。雖然化學(xué)降阻劑有可能在降阻劑附近形成大面積的滲透層,,但滲透層的厚度及滲透層的電阻率的測量計算均不具操作性,且滲透層越厚,,則降阻劑可持續(xù)時間必然越短,,還容易對包覆的接地電極產(chǎn)生腐蝕,因此本文對降阻劑降阻效果的討論僅限于物理型長效降阻劑,。
降阻劑降阻效果的理論推導(dǎo)
降阻劑廠家說接地極長度對降阻劑降阻效果的影響
在接地電阻中包含以下3種電阻:接地電極本身的導(dǎo)體電阻,,接地電極的表面和與之接觸的土壤之間的接觸電阻,接地電極周圍土壤所具有的電阻,。這三者當(dāng)中,,前二者影響很小,后者影響是最主要的,。一般在計算接地電阻時只考慮接地體周圍土壤所具有的電阻。本文對降阻劑降阻效果的理論推導(dǎo)中,,也僅考慮了接地體周圍的土壤電阻,,而忽視了接觸電阻和接地電極本身所具有的電阻。降阻劑實測降阻效果分析
1,、產(chǎn)生降阻劑降阻效果過高的原因雖然從理論上,,降阻劑的降阻率一般也就20%~30%左右,但在實際眾多的廠家試驗和工程應(yīng)用中常常會得出比理論高得多的降阻效果,,本文分析如下,。降阻劑的降阻效果與接地極的形狀和尺寸緊密聯(lián)系。接地體尺寸越大,,形狀越復(fù)雜,包覆降阻劑的降阻效果越不明顯,尺寸越小,,包覆降阻劑的降阻效果則越發(fā)明顯,。例如上文提到的半徑0.02m、長1m水平接地極,,埋深1m,,包覆降阻劑后降阻效果則達到70%多,而實際應(yīng)用中不可能僅用如此小尺寸的接地體進行降阻,,也就只能考慮20%~30%的降阻效果,。本文作者查閱過大量有關(guān)降阻劑的試驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)很多試驗所用的接地體都是小尺寸接地極,,因此得出很高的降阻效果很正常。相當(dāng)多的資料顯示在求證降阻劑降阻效果時基本上采取了同樣的試驗方式:先在地里埋設(shè)一接地體,,測出其接地電阻,,然后將接地極包覆降阻劑,再測其接地電阻,。將2次測出的接地電阻相比較,,然后得出降阻劑的降阻效果,再推廣到實際應(yīng)用中去,。而事實上,,降阻劑的降阻效果與接地極形狀、尺寸以及包覆降阻劑的厚度緊密聯(lián)系,,而眾多的相關(guān)學(xué)者根本不具備相應(yīng)的接地電阻理論,直接從降阻劑本身性能和土壤電阻率大小去估算降阻劑降阻效果,,并將其推廣應(yīng)用到施工設(shè)計中,,這樣很容易過高估算降阻劑的降阻作用從而導(dǎo)致接地電阻降不下來。
2,、降阻劑降低接觸電阻有著極為顯著的作用
試驗得出的接地電阻降阻率往往比理論高得多的另一個原因是因為降阻劑在消除高電阻率土壤接觸電阻方面確實有著較好的效果,。但在實際應(yīng)用中,測試出來的接地電阻往往比理論值偏高,。因為在理論推算時考慮的是接地極與周圍土壤之間呈連續(xù)緊密的面接觸,,電流直接由接地極過渡到土壤中去。但實際上,,接地電阻跟土壤間很難密實接觸,,土壤稀松、土壤跟接地極間隔著石塊,,都有可能在接地極跟土壤之間產(chǎn)生間隙,,這樣就相當(dāng)于縮小了接地極跟土壤的接觸面積,,接地極的接觸電阻自然會跟著升高。國內(nèi)不少文獻將其稱為接觸電阻,。
本文將接觸電阻定義如下:接地體未能跟周圍土壤間保持密實的面接觸產(chǎn)生點接觸和空隙,,導(dǎo)致接地體實際接地電阻要高于接地體跟土壤間保持面接觸的理論接地電阻,實際電阻跟理論電阻的差值稱為接地體的接觸電阻,。接觸電阻的大小與土壤的致密性、土壤與接地體的緊密程度,、土壤的電阻率以及接地極本身的形狀都有關(guān),。接觸電阻隨著時間的推移而逐漸減少,低電阻率區(qū)可以忽略不計,,而高電阻率區(qū)則難以忽略,。高電阻率區(qū),往往石塊也多,,如果在水平接地極下面擱置一石塊,,很可能導(dǎo)致擱置石塊的一段完全被架空,則接地體的接觸電阻自然會大幅度提高,。換句話說,,因為接觸電阻的存在,接地體實際接地電阻會比理論計算要高,。但施用降阻劑后,,由于降阻劑在施工時呈糊狀,很容易與接地極和土壤密實地磨合在一起保持面接觸狀態(tài),,接觸電阻基本被消除,,此時的接地電阻則接近于同等尺寸接地電極的理想接地電阻。在實際試驗中,,由于接觸電阻的存在,常常會得出降阻劑的降阻率高于理論計算的情況,。特別是土壤電阻率越高,,接地極的接觸電阻越大,施用降阻劑后降阻效果就越發(fā)明顯,。但是,,用接觸電阻的降阻率去衡量降阻劑的性能不正確。只要符合國家標(biāo)準(zhǔn)的降阻劑,,在消除接觸電阻方面都有很好的效果,,事實上,對于高電阻率區(qū),,即使將高電阻率土壤換成細(xì)土都會有相當(dāng)?shù)慕底栊Ч?,在?840Ω?m的高電阻率區(qū),埋設(shè)水平接地體,采用70%的泥土和30%的碎石進行回填時,,測量得到的接地電阻為32Ω,而采用30%的泥土和70%的碎石進行回填時,,得到的接地電阻為45Ω,。即將30%的泥土和70%的碎石換成70%的泥土和30%的碎石作為回填土,接地電阻下降了1?32/45=29%,。
雖然降阻劑在高電阻率區(qū)有著很好的消除接觸電阻的效果,,其降阻率往往也會比理論值高一些,但這只能證明:在高電阻率區(qū)由于存在接觸電阻,,一些形狀簡單的中小接地體如果不包覆降阻劑,,實際接地電阻可能比理論計算的高。包覆降阻劑后,,會接近于同等形狀尺寸的理論值,。而在實際接地施工設(shè)計時,,接地極與土壤之間均以理想的密實接觸來計算接地電阻,,因此使用降阻劑后的接地電阻只能根據(jù)包覆降阻劑后的形狀和尺寸來計算,?! 『颖敝胁捶览灼鞑挠邢薰荆╤ttp://www.zbflqc.com/)的產(chǎn)品為接地模塊,接地降阻模塊,,降阻模塊主要是接地模塊廠家的生產(chǎn)廠家,接地模塊的主體材料與土壤的物理結(jié)構(gòu)相似,,能與土壤結(jié)合為一體,。使接地體與土壤的有效接觸面積比金屬接地體大許多倍,增大了接地體的有效散流面積,。