HTJ-03物理降阻剂的原理特性

      一、HTJ-03型物理降阻剂的构成原理HTJ-03型物理降阻剂是由强导电材料、
防腐材料、固化材料及填充材料等组成。强导电材料用来降低接地电阻；防腐材
料抗腐蚀，用于延长接地体使用寿命；固化材料起凝聚作用，一方面使降电阻剂
不会被雨水冲掉或流失，另一方面，能使降阻剂与接地体紧密结合，形成一体，
并起到吸水及保水作用。

      二、HTJ-03型物理降阻剂的降阻原理为了说明问题，首先要给接地电阻下
一个定义，所谓接地体电阻，就是当接地电流通过接地体向大地扩散时，对无限
远大的土地产生的电位升高与接地电流的比值，称为接地电阻，用数学形式表示
为：

      R= U/I…………（1 ）

      式中：U ——接地电流通过接地体向大地扩散时，对大地所产生的电位升
高（伏）；

      I ——流入接地体的接地电流（安）；

      R ——接地电阻（欧）；

      接地电阻主要有下面三个方面构成：

      （1 ）接地线和接地极本身的电阻；

      （2 ）接地极表面与土壤的接触电阻；

      （3 ）从电极开始向远处扩散的电流所经过的路径的电阻。

      因为接地极及其引线多为金属材料，其阻值较小，所以（1 ）项可不考虑
其对接地电阻的影响。可以说（2 ）和（3 ）项几乎占有全部的接地电阻值，因
此改善此二项的阻值，使之整体接地电阻值降低是很重要的方面。

      1 、降电阻剂降低接触电阻的机理

      将降电阻剂用于金属接地体周围后，其首先紧紧地包裹在接地体的周围，
并与土壤层紧密连接，形成一个较大直径的导电体，而且此导电体会在大地中出
现树枝状的延伸体，产生树枝效应（降电阻剂通过土壤缝隙向周围土壤里渗透），
这样降阻剂成为一个最好的媒体，其内层与金属接地体紧密相连，而其外层又与
土壤紧密相连，从而大大地降低了接地体与土壤的接触电阻。

      2 、降阻剂增大了金属接地体的尺寸，从而降低了接地电阻

      降阻剂本身的电阻率很小，HTJ-03型物理降阻剂的电阻率仅为0.51Ω。m ，
把降阻剂包在接地体周围，同土壤的电阻率相比，降阻剂的电阻率一般要小两个
数量级，因此可忽略降阻剂的电阻，把降阻剂视为金属，这就相当于接地体的尺
寸增大了，从而达到降低接地电阻的目的。

      3 、改善土壤环境，降低土壤的电阻率。

      在接地体周围使用降阻剂敷设时，糊状降阻剂浆液会在土壤一定范围内发
生渗透，并向外扩散，使渗透区间的土壤电阻率大大降低。这也正是我们在施工
过程中经常遇到的，越是土壤电阻率高，越是土质恶劣的风化岩等，用了降阻剂
后降阻效果越显著的一个重要原因。

      三、HTJ —03型物理降阻剂的防腐原理“降阻剂暂行技术条件”中规定，
在金属腐蚀试验中，表面平均腐蚀率不大于0.05mm/ 年，而HTJ-03型的腐蚀率为
0.0003mm/ 年。

      金属接地体无论是在土壤中，还是在降阻剂中，经过长期变化，腐蚀是不
可避免的。通常腐蚀强弱和金属接地体周围环境的物理和化学性质有很大的关系，
影响土壤腐蚀性的因素有：酸性、氧、含水量、电阻率、含盐量、杂散电流、细
菌等。降阻剂之所以能够大大降低腐蚀速度，除了防腐材料的作用外，还得益于
它控制了腐蚀的环境，对上述诸多因素均有不同程度的改善作用，现重点讲述前
两项：

      氢离子（即酸性）的影响。

      一般氢离子浓度越高，金属在电解质溶液中所形成的原电池的电动势愈大，
如下式：

      OH-1

      E=RI.Ln …………（2 ）

      从式（2 ）中可以看出酸性愈强，电动势愈大，腐蚀电流亦增大，腐蚀速
度随之加快。反之，碱性增大，电动势减小，对腐蚀有抑制作用。HTJ-03型降阻
剂的PH值为9.6 ，呈弱碱性，故能降低腐蚀速度。

      2 、氧对金属接地体的腐蚀

      氧对钢铁的腐蚀也是非常重要的因素：由式（2 ）同样可以看出氧的影响，
有人做过实验，在没有氧气的场合，饱和食盐水在80-150oC的范围内，对钢基本
上没有腐蚀。

      但是，一般的土壤都比较松散，透气性好，金属接地体与土壤的接触面有
很多空隙，氧气充足，这样必然加大腐蚀速率，而降阻剂密度很大，对金属接地
体包裹的很紧密，这样便隔离了金属表面的氧气，同时又能隔离土壤中腐蚀液体
的侵入，因而给对金属接地体营造了一个密闭安全的环境。

      四、物理降阻剂的稳定性及长效性在降阻剂的使用过程中，降阻剂使用后
在24小时内能完全固化。不会被雨水冲走或流失；HTJ-03型降阻剂的保水量40%
以上，这就为降阻剂的长期稳定地降低接地电阻创造了条件。同时，降阻剂的吸
水性良好，其吸水性能可比沙质土壤高6 倍，使其能随时补充干旱失掉的水分，
这一特性在我们北方多旱少雨的气候条件下最能体现出来。HTJ-03型物理降阻剂
的理论有效期为30-50 年。

      我公司从92年试生产降阻剂至今已有十多年，在新老用户每年的春检中，
反馈给我们的信息中可以看出：降阻剂在接地中起到了至关重要的作用，表现出
阻值稳定，不反弹的良好状况。现举一例说明：大连有线电视台在有线网络地网
改造工程中，实施降阻剂招标，就大连本地一家液体降阻剂和我们生产的HTJ-03
型固体粉末降阻剂进行比较。将大连电视台八年前用过的液体降阻剂和固体降阻
剂挖开进行比较，结果发现液体降阻剂出现严重的腐蚀，并出现阻值大幅度反弹。
而固体降阻剂处理的接地却完好无损，且阻值稳定，最后决定今后三年的地网改
造工程中，全部采用我公司生产的降阻剂。

      五、HTJ-03型物理降阻剂与国内同类产品的比较1 、HTJ-03型物理降阻剂
经能源部武汉高压研究所测试表明，主要性能指标均优于同类产品。

      （1 ）降阻剂的测量试验值为0.51Ω。m ，此项最重要的性能指标，该数
值说明我们的产品是处于国内领先地位的。

      （2 ）工频电流耐受试验值为-27%，遥遥领先于其它厂家产品。

      （3 ）理化性能试验

      a.失水试验值为0.75Ω。m ，优于其它所有厂家产品；

      b.冷热循环试验值0.48Ω。m ，优于其它厂家产品；

      c.水浸泡试验值为0.41，也优于其它厂家产品。

      （4 ）在腐蚀方面，腐蚀率低于其它厂家产品。

      综上所述我公司开发的HTJ-03型降阻剂，产品主要性能测试结果在同类产
品中处于领先水平。

      2 、HTJ-03型降阻剂施工使用起来比同类产品方便的多

      （1 ）本产品可参照说明书自行施工，其他厂家有几种不同颜色产品配比
起来，施工技术要求比较强，使用不方便。

      （2 ）产品包装可根据地理位置分为25kg和50kg不等，搬运特别方便。

      （3 ）施工过程中，遇到缺水的情况下，可直接投放干粉。

      六、物理降阻剂在工程建设中的应用随着防雷、防静电工程建设规模的不
断扩大，解决工程的接地问题成了一个非常重要的环节，如何准确的控制降阻剂
的用量，做到即能达到工程的设计要求，又能不造成材料的浪费，这是我们大家
共同关心的一个问题。

      不同的地理环境，不同地质条件，根据土壤电阻率高、低，我们可用下列
方法来计算出接地电阻以及降阻剂的用量：

      1 、使用HTJ-03型物理降阻剂接地电阻之计算实际接地电阻的计算比较复
杂，涉及因素较多，诸如土壤情况、气候条件等。以下计算公式是按照理论及实
际工程运用中加以总结出的，仅供设计施工参考。

      1.1 直接地体接地电阻值计算：

      R=ρ/2πL ？1n？ 4L/dk（？）

      式中：ρ——原土壤电阻率（？？m ）

      L ——接地体长度（一般为2-3m）

      d ——接地体等效直径

      当每米降阻剂用量10-15 公斤时，系数K 的取值如下：

      ρ≤100 ？？m 时，K=10； 100？？m ＜ρ≤300 ？？m 时，K=20；

      300 ？？m ＜500 ？？m 时，K=25；500 ？？m ＜ρ≤800 ？？m 时，K=30
；

      800 ？？m ＜ρ≤1000？？m 时，K=35 .

      1.2 平接地体电阻之计算：

      R=ρ/2πL ？1n？L2/dk （？）

      式中：ρ——原土壤电阻率（？？m ）

      L ——水平接地体长度（m ）（L ≥20m ）

      d ——接地体等效直径（m ）

      构成上述接地体时，埋入降阻剂中的金属接地件，如使用圆钢，直径d 应
大于10mm；使用扁钢时，应大于或等于40×4mm.

      当每米降阻剂用量为9-12公斤时在上述ρ值为100 、150 、200 、250 、
300 .

      1.3 闭合均匀水平接地网（设施居于网内），当网面积S ＞100m2 时，则
：

      R#=0.5ρ/ （√s ？K ）

      式中：R#——地网接地电阻（？）；

      ρ——校正后的土壤电阻率（？？m ）；

      S ——地网面积（m2）；

      K ——降阻系数取1.5 .

      2 、 HTJ-03 型物理降阻剂用量之计算2.1 垂直接地体：

      G=1/4L？g ？π（D2-d2 ）

      式中：G ——降阻剂用量（kg）

      L ——接地体等效直径（m ）

      g ——降阻剂密度（g=1250kg/m3 ）

      d ——接地体等效直径（m ）

      D ——接地体直径（m ）

      在土壤电阻率ρ≤500 ？？m 时，取D=0.14m ；500 ？？m ＜ρ≤1000？？
m 时，取D=0.16m ；1000？？m ＜ρ≤2000？？m 时，取D=0.19m ；ρ＞2000？？
m 时，取D=0.22m .

      2.2 水平接地体：

      G=（A2-S）。 L . g

      式中：G ——降阻剂用量（kg）

      S ——接地体的横截面积（m2）

      L ——接地体的长度（m ）

      g ——降阻剂密度（g=1250kg/m3 ）

      A ——投放降阻剂长方坑的边长（m ）

      在土壤电阻率ρ≤500 ？？m 时，取A=0.1m；500 ？？m ＜ρ≤1000？？
m 时，取A=0.13m ；1000？？m ＜ρ≤2000？？m 时，取A=0.15m ；

      在ρ＞2000？？m 时，取A=0.18m .

      青岛方雷降阻材料有限公司