[科普中国]-离子接地极

离子接地极又名电解离子接地系统或中空式接地系统，以占地面积小、施工难度低、降阻效果持久稳定等为技术突破点。

简介离子接地极又名电解离子接地系统或中空式接地系统，以占地面积小、施工难度低、降阻效果持久稳定等为技术突破点。其独特的离子缓释技术与抗腐蚀性能，使接地降阻效果不断提升并在最佳值趋于稳定，适用于不同的地质条件，尤其适用于各类较高接地要求，接地工程难度较大的场所，具有优越的性能价格比。广泛应用于通讯行业、电力系统、建筑系统、军事设施、交通系统、银行系统、计算机系统、广电系统等行业领域的设备地、交、直流工作地、安全保护地。

组成离子接地系统由先进的由缓释接地极（内含可逆性缓释填充剂）、引发剂和增效电解离子填充剂组成。电极外表是紫铜合金，以确保最高导电性能及较长使用寿命，并配以内外两大种类填充剂，填充剂为无毒化合物，对环境无污染。经实验证明，土壤电阻率 过高的直接原因是因为缺乏自由离子的辅助导电作用。接地导体外部的填充剂是以具有强吸水力，强吸附力和阳离子交换性 能高的材料为主体，配以长效、降阻、防腐功能强、膨胀系数高不受温度变化影响、耐高电压冲击的多种化学材料为辅料。主要用于解决接地导体周围的湿度、离子生成含量、防腐保护等问题，使导体与大地紧密结合，从而降低了电极与土壤的接触电阻，改善了周边土壤的电阻率，有效地增强了雷电导通释放能力。导体内部填充材料含有特制的电离子化合物，能充分吸收空气中的水分。通过潮解作用，将活性电离子有效释放到土壤中，与土壤及空气中的水分作用，更加促进导体外部缓释降阻，且保持阻值长期稳定。导体内部的化合物，随时间的延长逐步化合成胶质透明状态。我们利用胶质化合物的导电性能， 使整个系统能够长期处于离子交换的状态中，从而构成了理想的电解离子接地系统。工程施工简单，当室外不具备施工条件时，在楼房最底层的室内也可安装使用，单极占地只需0.1平方米，对施工条件的宽容性尤其适用于在建筑物密集的城市内使用。工程附加费用小，使用寿命长，导体内的缓释填充剂埋设后，接地电阻会逐渐下降，半年至一年内达到稳定值，埋设缓释过程可以长达30年。产品完全符合UL、NEC、ANS、IEC、BS等国际标准对接地设备保护的要求1。

系统原理接地装置的接地电阻通常由三部分组成。

第一部分：接地体本身的电阻，通常接地电极都是用金属做成，这部分电阻只占接地电阻的1%~2%，可以忽略；

第二部分：接地电极与土壤接触部分的接地电阻，在一般土壤中这部分占接地电阻的20~60%；

第三部分：电流流经接地极流入土壤后散流时的电阻，这部分散流电阻由土壤电阻率决定。

工作原理1、缓释（离子）接地极的工作原理

土壤中活性离子的含量是影响接地电阻的因素之一，许多土壤中含有活性电解离子的化合物较为稀少，单纯的接地体不会达到接地要求。经过实验比较，在接地极中加入可逆性缓释填充剂。这种填充剂具有吸水、放水、可逆的特点。这种可逆的反应，有效的保证了壳层内环境的有效温度，保证了接地电阻的稳定。该填充剂无毒副作用，在与金属电极长期配合作用中，在离子生成及对铜合金防止腐蚀两方面都达到了较好的效果。通过这种方式产生的离子吸收大地水分后，可以通过潮解作用，将活性电解离子有效释放到周围的土壤中，使接地极成为一个离子发生装置，从而改善周边土质使之达到接地要求。

2、引发剂与增效电解离子填充剂的工作原理

通过引发剂与增效电解离子填充剂的相互作用产生针对壳层土壤的化学处理，降低壳层土壤的电阻率。同时在缓释接地极与大地土壤之间，形成一个过渡带，其化学物质的选择及化学成分的组成标准为：

（1） 作为连接接地电极与大地之间的载体，具备膨胀性好，亲和力强的特点，增大了接地极的等效截面积和土壤的接触面积；

（2） 良好的吸附性能，消除了接地极与土壤之间接触电阻，改善了地中的电场分布；

（3） 良好的渗透性能，深入到泥土及岩缝中，形成树根网状，增大了地中的泄流面积；

（4） 吸收水分，保持壳中水分内平衡，不流失；

（5） 通过脉冲电流后，不发生电离；

（6） 保护接地极免遭土壤中的各种腐蚀与侵害，对电极有防腐作用；

（7） 独特的负阻特性，降低了接地体在瞬间泄流时，地表面装置之间的电位分布梯度，提高了对人身、设备和设施的安全保护性和可靠性；

（8） 无毒、副作用。

通过缓释接地极与增效电解离子填充剂的共同作用，形成了一个壳层内环境，这一内环境内外融合渐向四周扩散，共同完成了壳层土壤化学处理作用。从而有效解决了接地技术中的诸多难题，成为一种良好的技术替代方案2。

离子接地棒施工说明1、钻孔

在选好施工场地钻出ф155mmX3155mm垂直地面的孔洞。

2、配制填充剂

在容积大于150L的容器内放入50KG淡水，加入引发剂，搅拌至全部溶解，加入增效离子填充剂，搅拌至糊状。

3、植入接地极

拆开接地极两端密封胶带，将1：4配制好的填充剂填入孔洞底部，将接地极植入孔洞中，接地极顶部与地平面平行；接地引出线，将其余填充剂填在接地极周围至接地极顶端100mm时止。盖上防护帽，测量接地电阻，用土壤填盖防护帽周围，帽顶高出地面100mm。

安装方式水平安装、垂直安装。

注意事项钻孔不宜大于155mm，以免填充剂填充不足；盖防护帽时注意棒上的通气孔不得被泥土或填充剂堵塞，帽上通气孔在回填土之上，不得堵塞。当一套接地极达不到地阻要求时，可用二套或几套并联使用，棒与棒之间的间隔不宜小于5m。引出线宜采用95mm2多股铜线，引出线与接地极采用放热焊接进行连接。

将安装完的离子接地棒电极用裸铜缆连接起来，形成主环，其连接点用放热焊接。对于其它电解离子接地极的安装重复第一至第五步即可。按以上步骤安装完成後， 即可投入使用。

注意：避雷针的引下线必须直接接到接地系统的接地主环上，其它设备的接地线则要求连接到接地主汇流排上3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学