发电厂接地网火泥熔接工艺应用

摘要：随着电力事业的发展，对接地系统提出了运行可靠、长期稳定的要求。目前，国内核电站及部分火电厂的主接地网开始选用热稳定性能好、导电性能好、耐腐蚀性强的铜材做接地。铜材之间的连接一般采用机械压接、专用铜焊条焊接、火泥熔接。火泥熔接技术具有高导电性、耐腐蚀、稳定性好、便捷、易操作等特点。将先进的火泥熔接技术应用到发电厂接地网施工中，满足系统安全、稳定运行的要求。

关键词：接地网火泥溶接工艺应用

Abstract: with the development of power industry, the operation is reliable, the long-term stability of the requirements for earth system is proposed. At present, the main grounding grid of domestic nuclear power plants and thermal power plant to use good thermal stability, good electrical conductivity, strong corrosion resistance of copper grounding. Connection between copper generally use mechanical crimping, brazing welding, special exothermic welding. Exothermic welding technology has the characteristics of high conductivity, corrosion resistance, good stability, convenient, easy operation etc.. The exothermic welding technology is used to power plant grounding grid construction, meet the requirements of system safety, stable operation.

Keywords: grounding grid exothermic welding technology application

中图分类号：U264.7+4文献标识码： A 文章编号：

1 引言

随着发电厂机组容量的快速提升和电力系统的发展，对接地系统的要求也越来越高。运行可靠、长期稳定的接地系统，是维持发电厂设备稳定运行、保证设备和人员安全的根本保障，接地系统长期安全可靠运行的关键在于选择品质好的接地材料和可靠的施工工艺。目前，国内核电站及部分火电厂的主接地网开始选用热稳定性能好、导电性能好、耐腐蚀性强的铜材做接地。铜材之间的连接一般采用机械压接、专用铜焊条焊接、火泥熔接。采用机械压接方式，其接触面小、易腐蚀、长期通电易氧化，随着时间的推移容易造成接地网接地不良、断点甚至损坏进而造成事故发生。采用专用铜焊条焊接方法对焊接技术要求高，工艺复杂，材料损耗大，焊点两端变脆变硬存在受力断裂隐患。火泥熔接技术具有高导电性、耐腐蚀、稳定性好、便捷、易操作等特点。将先进的火泥熔接技术应用到发电厂接地网施工中，并在实践中不断探索、优化，逐步形成了发电厂火泥熔接铜接地网施工工艺，满足系统安全、稳定运行对接地网的要求。

2 工艺特点

2.1通过三步清洁法、三步烘烤法、辅助密封法，保证模具、导体的洁净度、干燥度和结合紧密度，熔接合格率基本达到100%。

2.2熔接头稳定性好。反应温度2500℃以上,接点在高温液态冷却形成分子结合, 内部无气孔和瑕疵，接点牢固可靠，接地网使用寿命长。

2.3熔接头电导率、载流能力不变。接头生成物为铜合金,载流能力、耐高温能力、耐腐蚀能力与同等规格铜材相同，能经受反复多次的大浪涌（故障）电流而不退化。

2.4从熔接头外观便能核查焊接质量，采用模具铸造制造，同等规格焊点外形美观一致，质量优良。

2.5连接材质种类多。可用于铜、铜合金、钢材、镀锌钢材、铜包钢、不锈钢等多种金属的连接。

2.6环境适应性强。熔接设备体积小，重量轻，单人即能携带，熔接施工无需外接电源，适合各种复杂的施工环境。

2.7熔接方法简单，易于学习掌握，施工速度快，工作效率高。

3 工艺适用范围

适用于发电厂、变电站特别是核电站等接地要求较高的采用铜质接地网的接地系统施工。

4 工艺原理

火泥熔接亦称放热焊接，原理是利用粉末状的单质铝和氧化铜加入催化剂，进行置换反应，放出热量，产生熔化的单质铜和氧化铝（焊渣），高温金属铜熔液在特制模具的包裹下，将需要焊接的两种金属熔接在一起，形成分子结合，相比传统的金属连接工艺具有更强的耐腐蚀能力、过载能力以及热稳定性，同时还具有焊接速度快，施工效率高，能够连接多种金属类型等技术特点。

5 操作要点

5.1 接地敷设

依据设计要求及规程规范，按照图纸敷设接地导体，在导体需要搭接、T接及十字交叉连接为一体时，按照要求进行火泥熔接。

5.2 模具、焊药选型

根据裸铜导体规格型号和接头的形式选择与之匹配的模具和焊药。模具主要分为“一”“T”、“X”、“V”、“G”型五种。焊药的型号与模具相匹配，主要有120#，150#及200#等。

5.3 三步清理法，进行模具和导体清洁

用断线钳将待熔接导体的端部剪齐，并用细铁丝扎紧，防止散股，绑扎位置应留在模具的外侧1.5公分左右。

模具及待熔接导体表面上的尘土、油脂、氧化物或其他附着物必须完全清除，否则将造成熔接头表面不平滑、不光亮，甚至影响导电性能及机械性能。我们分三个步骤分别用模具专用刷（待熔导体使用钢丝刷）、干净的粗布、细绸布清理模具和导体，直至模具内部和导体外表面发亮为止，彻底清除杂质和氧化物，保证了模具和待熔接导体的洁净度。

5.4 三步烘烤法，进行模具及导体干燥

模具及待熔导体的干燥非常重要，干燥不彻底会造成熔接点出现气孔，极大的影响熔接质量。我们采取以下措施保证模具、导体的干燥：

第一步，首先充分烘烤模具，使模具温度不低于150℃，保持30秒，烘烤完毕合上模具上盖，维持模具内部温度。

第二步，烘烤待熔接导体，使导体温度不低于150℃，保持30秒，将导体水平放入模具中。

第三步，对模具和导体再次进行烘烤。

5.5调整导体

相互熔接的导体之间不能完全接触，留有1～3mm的间隙，以保证熔液能充分渗透至导体中。调整导体之间的间距、位置，无问题后合上模具并夹紧，观察模具的闭合情况，模具与导体之间不得有缝隙。若有缝隙时，需重新调整导体的位置，使导体和模具完全接触，确保熔接过程中无熔液流出。不能在导体受拉力的情况下进行熔接工作。

5.6放入隔片、焊药

模具夹紧后，将与模具配套的金属隔离片放入模腔，堵住模孔以托住焊粉；隔片应放置在模具的正中位置，隔片与模具之间不得有缝隙。