早在.3-2004年,就有“542.2.5在接地配置中使用不同材料时应注意电解腐蚀问题”的规定。
《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010进一步要求:“5.4.5敷设在土壤中的接地体与混凝土基础中起基础接地体作用的钢筋或钢材连接时,土壤中的接地体应由铜或镀铜或不锈钢导体制成。”
《民用建筑电气设计标准》GB 51348-2019“12.5.6当接地导体从埋入混凝土基础的接地极引出时,埋在土壤中的外导体不应采用热浸镀锌钢;”
最后,《建筑电气与智能化通用规范》-2022总结了上述规定,并规定:“7.2.8.4接地装置采用不同材料时,应考虑电化学腐蚀的影响;” 在该条文的说明中表示:“为防止电化学腐蚀,使用建筑物基础作为接地装置时,埋在土壤中的外导体应采用铜或不锈钢材质,热浸镀锌钢材质应采用铜或不锈钢材质。”不被使用。
从上述标准可以看出,接地装置的电化学腐蚀问题早已是国际国内公认的普遍要求。 直到最近,它才因为纳入了强有力的规定,才受到社会和图纸评审者的重视。 这种电化学腐蚀的原理如下图所示:


建筑物外安装室外独立接地极和接地线后,根据相关标准,这部分接地装置必须连接到建筑物的等电位连接端子上。 当建筑物本身也使用地基中的钢筋作为接地极时,就会产生自然电位。 这种差异会导致阳极发生电化学腐蚀。
这篇文章实施的时候,很多人心里都存有疑问。 为什么相同的钢材,埋在基础混凝土中和埋在建筑物外的土壤中被认为是“不同的材料”? 其实这是大家普遍认识造成的误区。 在接地装置中,一般按照埋入混凝土中的钢、热镀锌钢、电镀铜包钢、不锈钢、铜、铅等几类来考虑。由于这些材料具有典型的自电位,需要考虑材料。 整体潜在表现。 一般来说,以铜/硫酸铜为基础的各种材料的相对电位如下:(第4部分P1409)


因此,执行GB 55024时,“接地装置采用不同材料时”所指的情况包括基础钢筋和室外接地,因为两者电位之一为-0.1~-0.3,另一个为-0.7~- 1.0。 电位差可达0.4~0.9之间,电化学腐蚀明显。 据粗略估计,1A的腐蚀电流一年可以腐蚀9公斤的钢材,这无疑是巨大的。
如图1所示,电化学腐蚀的机理是两种不同的材料埋在土壤中。 电解质土壤可形成腐蚀电流回路。 两个导体之间的连接是否埋在地下或空中连接都无关紧要,因此很多人认为使用外部连接电缆穿过管道或架设在空中是没有意义的。
但有一个例外,即当建筑物的地基被绝缘防水层覆盖,不能接触土壤,不能传导电流时,不认为发生电化学腐蚀。
一般在我国普通地区,当建筑规模较大时钢材镀锌的作用,大多数接地电阻测量都能达到满意的水平。 因此,仍然建议您优先采用建筑基础钢筋、埋入基础混凝土中的水平接地极等作为接地装置。 同时,设计阶段应根据地质勘察报告中提供的土壤质量检测,提前估算可能出现的接地电阻,通过调整接地网的尺寸和范围钢材镀锌的作用,提前使接地电阻合格。 。
根据GB/T 16895.3附录C:“任何钢制接地极不应从混凝土基础直接进入土壤,除非接地极采用不锈钢材料或采取适当的防潮措施。表面可热浸镀。经发现,其防腐效果不够好,应在该建筑物周围或附近采用非热镀锌钢材作为附加接地装置,以保证该部分有足够的使用寿命。接地装置。”
因此,埋在室外土壤中的接地电极或外部接地线可选用不锈钢(铬≥16%、镍≥5%、钼≥2%、碳≤0.08%、316L)。 基本上不锈钢的潜力稍高一些。 接地电极采用铜质或嵌入混凝土中。 如果可行的话,覆铜或镀铜产品也是更好的选择。 据文献记载:“应注意埋入混凝土中的普通钢(裸露或热镀锌)与埋入土壤中的铜的电化学电位“相等”,因此铜材料是非常合适的,但也应该注意到,为了防止建筑物内埋设的铜水管等裸铜制品发生电化学腐蚀,常见的是增加塑料绝缘段,下图为热镀锌扁钢与不锈钢经过处理后的对比状态。埋藏2.5年:

根据材料各自的级别,有以下可关联的结论可供项目中参考:

另外,如上表所述,腐蚀速率与其面积有关。 Sk是阴极面积,Sa是阳极面积。 根据计算,如果Sk/Sa<100:1,腐蚀可能不会那么明显。 对于大于100:1的情况,腐蚀问题往往更加明显。 因此,室外接地电极越小,腐蚀越明显。
在基础中放置镀锌扁钢作为接地电极也很常见。 虽然此时湿混凝土会在镀锌钢筋和普通钢筋之间产生腐蚀电流,但这种情况一般可以在几个月内溶解镀锌层。 ,或者由于混凝土凝固且含水率低,腐蚀稳定,因此不会在使用中造成问题。
综上所述,大家在设计中一定要注意使用建筑物基础钢筋作为接地装置,这就导致了建筑物室外接地装置的材料选择问题。
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