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Φ50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Φ10-Φ12镀铜圆钢，制造长度通常为100米/盘；接地极采用Φ14、Φ17.2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                             放热焊接点

二、材料性能比较

(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Cu(OH)2),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<<电力设备预防性试验规程>>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3:1。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1:3-4左右。

(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

    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。