一、项目描述
拟建站址位于郑州市新密市龟山东坡南，北距国道343约150米。现站址处为废弃采石场，场地内无高大建筑物，地下无管网设施，陡坎边坡较多，高差较大。新建变电站占地面积约为6420平方米（长107米、宽60米）。
该项目建设区域覆土层较浅，土壤干燥，覆土层下方为风化岩结构，层位不定，土壤电阻率较高，地下水位较深，随着开挖深度的增加，阻值出现上升的趋势。根据《新密密南220千伏输变电工程：岩土工程部分 第二卷》土壤电阻率测试报告中看出：土壤电阻率最高达到8533Ω，最低点为108Ω。站区内的电性结构横向和纵向变化均较大，从反演计算成果看出一般测点纵向上均反映为多个电性层，大致规律是上部低阻，大部分测点的下部显示高阻，阻值可达数千Ω•m，推测为下部基岩的反映，个别没有高阻显示的测点说明该点低阻层较厚或者该点的最大AB/2太小。
按照地勘报告降阻措施设计中，土壤电阻率按2500Ω•m考虑。因本工程土壤电阻率较高，阻值分布不均，变电站采用普通的接地方式无法满足接地电阻要求，需要采用降阻措施，使接地网接地电阻目标值小于0.35Ω。
二、方案设计引用的标准
1、DL/T 380 接地降阻材料技术条件
2、GB/T 21698 复合接地体技术条件
3、GB 15618 土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准
4、GB 6566 建筑材料放射性核素限量
5、GB/T 16927 高电压试验技术
6、NY 5010 无公害农产品 种植业产地环境条件
7、GB/T 50065 交流电气装置的接地设计规范
8、GB50057 建筑物防雷设计规范
9、GB50169 《电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范》
10、GB 50260 《电力设施抗震设计规范》
11、国家能源局 《防止电力生产事故的二十五项重点要求及编制释义》
12、《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（修订版）（2018）
三、设计参数
1、根据现场土质情况，土壤电阻率推荐平均值为2500Ω•m。
2、土壤环境为弱腐蚀性；
3、根据水文气象资料查询，本地区最大冻土深度小于60cm；
4、接地电阻目标值：≤0.35Ω；
5、地网使用寿命＞30年。
四、优质降阻材料必须达到的要求
在土壤电阻率较高的情况下，采用传统的金属接地的方式，虽然有时能够达到接地设计要求，但其有限的使用寿命会造成后期地网维护费用的增加，该项目区域土壤，随着开挖深度的增加而出现阻值上升的趋势，采用离子接地极或垂直接地钢管，在施工难度上比较大，而水平接地极在降阻中起到关键作用，垂直接地极更多的是起到尖端放电、预防跨步电压的作用，如采用金属接地体作为主要降阻材料时，由于其与土壤的金属堡垒及接触性不好，在降阻要求1Ω以下时会力不从心，材料的数量会成几何倍增，所以该项目建议采用金属材料、非金属碳凝接地电极和零欧复合接地体降阻相结合的降阻方式，利用超低阻值的碳凝接地电极和零欧复合接地体人工接地体来增大接地面积，提高泄流通路，延长地网使用年限。为使全场接地电阻达到接地设计值，并且保持阻值的稳定，项目中使用的接地材料应具备以下几个条件：
4.1、 导电率要优秀(越低越好)；
4.2、 本体特性稳定，不受任何外在因素而改变自身的物理及化学特性(如高电压冲击等)；
4.3、 须具备无腐蚀性，不生锈，对接地网的其它构成物也不构成侵略性的腐蚀；
4.4、 要具有无污染性，不对大地土壤及地下水造成污染；
4.5、 本体强度及韧性要强(确保突波放泄时的效果)；
4.6、 具备额外的降阻性，且此降阻性需长效不劣化(方可确保接地网阻值的长期稳定，去除不必要的整改费用)；
4.7、 除了适合一般标准要求阻值地网外，更适合施作于小电阻地网(金属接地体施作小电阻地网相当困难)；
4.8、 适应各种地质；
4.9、 成本低廉，施工简单确实，工程性价比高；
由上可知，一般使用的铜包钢、钢管、角铁及石墨型模块等皆无法完全符合上述条件，唯有高强度环保型新型复合式碳凝接地电极才能完全符合，所以该项目全场接地网设计施工，最好的接地体选择就是选用高强度环保型新型复合式碳凝接地电极和零欧复合接地体。
什么是零欧复合接地体
零欧复合接地体的研发方法科学缜密，材料选用石油提炼物、碳、高纯石墨、铜材等为主材，结合传统产品的优缺点，经过六年进行步步钻研，打破传统金属部件连接模块，实现复合材料的直接连接，解决了金属制品发生腐蚀后与降阻模块出现空隙、导致石墨接地网中断失效的问题。产品优点：质轻、低电阻率、力学性能优良、防腐性能好、环保无污染、使用寿命长、适用范围广、占地面积小。土壤主要以离子导电为主，金属分子电子导电为辅。金属接地材料只有电子导电通道，所以接地电阻要求降到10Ω 以下时，其使用材料会不成比例的大量增加且不一定能降下来，阻值要求越低就会越显优越性。
五、降阻材料的现状
发达国家和国内大型、特种企业和变电站基本采用新型离子接地装置，国内其余企业和变电站仍然采用普通金属接地装置和普通石墨接地模块，随着电力系统的发展，对接触电压和跨步电压的分析成为电力系统地网设计中的关键，地网的降阻要求也越来越高。
长期以来，人们开发出许多种装置，其应用状况不甚理想，装置上的缺陷、设计上的不足，生产工艺落后、售后服务跟不上，甚至是因为没有将其作为接地保护装置来对待。这些因素都直接或间接的导致了该类装置的良莠不齐。以前的接地装置都是基于导流和泄流，如：普通钢管接地、钢筋接地、角钢接地等。其施工难度较大，容易遭受土壤酸碱腐蚀，降阻效果不佳。
后期我公司研究开发出新型复合接地装置，采用高导电碳结晶和含电解质导电物的硅酸盐高压压制而成，其施工难度小，降阻效果较好，不容易遭受土壤酸碱腐蚀，不易破损，对其施工工艺要求较低。
六、高阻值变电站降阻材料使用零欧复合接地体的原因
为了确保变电站内各种设备不受雷击，必须要有一个稳定，可靠的接地网，而变电站接地电阻值一般要求是在0.5Ω以下，而施工地质差异不同，因此在做地网之前就务必要考虑到施工地区的土壤电阻率及地质特征，季节因素和温度因素，远期增加设备因素等，否则等到营建基础完成之后再做接地网才发现困难度，这样将会造成增加费用，耽误工期等不良结果，并造成施工方及使用方的困扰，由此可知，施工前的积极了解将有助于整体工程的进行；因为土壤电阻率是地网设计及施工的方式的基础参数，所以本公司对该项目所了解情况，采用高强度、长寿命、低电阻的碳凝接地电极和零欧复合接地体作为降阻材料，简要提出接地网设计施工方案。
地网的寿命要想达到30年以上，首先要解决的是腐蚀问题。接地的腐蚀不光是氧化腐蚀，更多的是电化学腐蚀（原电池效应），高电位差的金属能够腐蚀低电位差的金属。捷力通碳凝接地电极的电位差比金属材料低很多，当它和金属材质构成地网时，能起到保护地网的作用。目前防止电化学腐蚀常用的方法是采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。而捷力通碳凝接地电极和零欧复合接地体本身电位差较低，不但起到降阻释放电流的功效，还可以把金属的腐蚀降低到最小限度。由于捷力通碳凝接地电极和零欧复合接地体在制造过程中添加了降低金属的电化学反应速度的介质，如：硅酸盐阴极防护、阳极缓蚀剂、混合缓蚀剂、有机缓蚀剂等，所以它材料本身不会出现腐蚀情况。
碳凝接地电极采用碳结晶体与天然矿石等以硅酸盐水凝而成，做为接地装置埋设在潮湿的土壤中，除了碳组份的电子导电通道外，自身基材的离子导电和隧道效应也会变的很强。利用电子导电通道+离子位移+隧道效应形成完美的泄流网络。零欧复合接地体的研发方法科学缜密，材料选用石油提炼物、碳、高纯石墨、铜材等为主材，结合传统产品的优缺点，经过六年进行步步钻研，打破传统金属部件连接模块，实现复合材料的直接连接，解决了金属制品发生腐蚀后与降阻模块出现空隙、导致石墨接地网中断失效的问题。产品优点：质轻、低电阻率、力学性能优良、防腐性能好、环保无污染、使用寿命长、适用范围广、占地面积小。土壤主要以离子导电为主，金属分子电子导电为辅。金属接地材料只有电子导电通道，所以接地电阻要求降到10Ω 以下时，其使用材料会不成比例的大量增加且不一定能降下来。捷力通的完美泄流网络，阻值要求越低就会越显优越性。
七、产品特性
1、密度比重高，是相同于国内其它品牌产品的1.43倍（2383㎏/ m3）
2、抗压强度大，能达到19.6mpa (192Kg/cm2)
3、导电性能佳，室温电阻率低0.0098Ω·m（9.8×10-3）
4、阻值稳定，寿命长（不受季节环境影响，100年）
5、体积小，重量轻，运输方便
6、对周围金属的腐蚀率为仅为0.00122 mm/年
7、环保性能好，经国家专业实验室检测确认不含有害重金属。
8、制作工艺精良（获得接地模块专利、高压制程专利、螺纹电极接头专利三项专利技术）
9、本体含水率﹤3﹪，吸水率﹤5﹪，材质非常稳定。
10、独特的多种导电率的物质点状结合，形成网状的喷雾结构，当大电流通过时，将其细化分散成细小电流向土壤里喷射散流，尤其在电磁波的接地上更能体现其特性。
八、产品优势
1、采用波浪型设计，增大了泄流面积。
2、抗压强度大，能达到19.6mpa (192Kg/cm2)，远大于国内其它品牌模块，极具抗挤压性，可防止施工回填和大地应力对电极的破裂。
3、二次水化，持续释放碱离子形成钟乳石效应强化周围土壤的导电性能，增加散流体积保证阻值恒久稳定及良好的散流效果。这是“捷力通”的独特特点，硅酸盐在干燥时是绝缘体（>1×105），但在潮湿时会成为导体（1×10-2）
4、体积小，重量轻，人性化及环保性的包装设计便于运输和施工，提高施工效率。
5、“捷力通”产品是新型复合材料，无污染，避免金属材料的腐蚀，污染问题，适用于任何环境地点。
6、寿命长，在金属电极接头用1：1水泥砂浆良好的封装防腐条件下可达到100年，本体材质在土壤中是永久不会腐蚀的，会腐蚀的是金属电极接头部分，确实做好水泥砂浆封装防腐免除了后续维护。
7、本产品经过国家认证实验室实验检测，由于采用非金属材料，不含重金属，是一种绿色材料。
8、不具有强腐蚀性物质。
9、电阻率低，极好的导电能力，具有很强的抗冲击电流能力。
10、“捷力通”产品经过国家绝缘子检测中心实验室试验证明，本电极与铜金属的测试值相比有更好的降阻效果。
11、316不锈钢螺旋极芯设计，一方面能更好的适应强酸强碱的土壤环境，体积小容易封装防腐不易被腐蚀，保证了长期有效的良好导电能力。另一方面也可增加了极芯与本体的握裹力，降低了接触电阻。
