电力行业接地材料是保障电力系统安全运行、保护人身和设备安全的关键组成部分。以下是对其用途、常用材料、执行标准以及主要测试项目的详细介绍:

一、主要用途

接地材料的核心目的是为故障电流、雷电流、静电以及杂散电流提供一条低阻抗、可靠、持久的泄放通道，最终导入大地。具体作用包括:

1.人身安全防护:

防止设备外壳因绝缘故障而带电，避免人员触电。降低雷击或操作过电压时地电位升高和跨步电压/接触电压，保护人员安全。

2.设备安全防护:

泄放雷电流和操作过电压，保护电气设备(如变压器、开关柜、二次设备)免受损坏。

提供工作参考电位，保障继电保护、自动化装置、通信设备的正确动作和稳定运行。

防止静电积累，避免放电损坏精密设备或引发火灾爆炸。

3.系统稳定运行:

维持系统中性点电位稳定，保障电能质量。为防雷保护装置(避雷针、避雷器)提供有效的泄流通道。抑制电磁干扰。

4. 防雷:是防雷接地系统的主体，将雷电流迅速引入大地消散。

二、常用接地材料类型

电力系统根据应用场景、土壤腐蚀性、成本等因素，主要使用以下几类接地材料:

1. 传统金属材料:

①镀锌钢:最常用，成本低，机械强度高。常用形式:圆钢、扁钢、角钢、钢管。但耐腐蚀性相对较差，尤其在酸性、高盐分或高电阻率土壤中。

②纯铜:导电性极佳(约是钢的8倍)，耐腐蚀性优异，寿命长。常用形式:铜绞线、铜排、铜棒。成本较高。

③铜覆钢:在钢芯外层冶金包覆一层铜。结合了铜的高导电、耐腐蚀性和钢的高强度、低成本优点。是主流高性能接地材料之一

④锌包钢:在钢芯外层包覆一层锌。耐腐蚀性优于镀锌钢，成本低于铜覆钢。常用形式:圆线。⑤不锈钢:耐腐蚀性非常好，机械强度高。成本最高，常用于腐蚀性极强的局部环境或关键连接点。

2.新型复合材料/长效降阻材料:

①石墨基柔性接地体:由导电石墨线束与金属电极或耐腐载体复合而成。特点:耐腐蚀、免维护、施工便捷(柔性可弯曲)、降阻效果好(尤其在高土壤电阻率地区)、无电化学腐蚀问题。是近年发展迅速的材料。

②离子接地极:由金属电极(常用铜或铜覆钢)填充在含有无机盐类等电解离子的降阻材料中构成。通过缓慢释放离子改善周围土壤导电性，降低接地电阻，并保护电极。适用于高土壤电阻率、干早地区。

③导电防腐涂料/包覆带:涂覆在接地体(尤其是钢质)表面，既提供导电性又增强防腐保护。常与阴极保护结合使用。

④放热焊粉/焊模:虽然不是“埋地”材料，但用于接地体之间的放热焊接，形成分子级熔接，连接电阻极小且耐腐蚀，是关键的连接材料。

三、执行的产品标准

接地材料的生产、检验和验收需遵循一系列国家和行业标准:

常用的接地材料产品标准:

DL/T 1312-2023电力工程接地用铜覆钢技术条件

DL/T 1314-2013电力工程用缓释型离子接地装置技术条件

DL/T 1315-2013电力工程接地装置用放热焊剂技术条件

DL/T 1918-2018电力工程接地用铝铜合金技术条件

DL/T 1457-2015电力工程接地用锌包钢技术条件

GB/T 21698-2022复合接地体

四、主要测试项目

接地材料的测试旨在验证其满足标准要求，确保在土壤环境中长期可靠工作。测试通常分为型式试验(新产品鉴定、材料/工艺重大变更时)和出厂试验(每批次产品)。

1.外观与尺寸检查:

检查表面是否光滑、均匀、无裂纹、无毛刺、无结瘤、无漏镀/漏包覆。测量直径、厚度、长度、截面积、节径比(绞线)等是否符合标准公差。(石墨基柔性体)检查石墨线束均匀性、包裹层完整性。

2.电气性能测试:

①直流电阻率/电阻测试:测量单位长度材料的直流电阻(Ω/km)。这是衡量材料导电能力的最核心指标(铜覆钢、锌包钢、铜、钢等)。

②工频电流耐受试验(热稳定试验):模拟短路故障时的大电流冲击。给材料施加规定幅值和持续时间的工频电流，测试后材料不应熔断，温升不超过标准限值，外观无明显损伤。验证材料的通流能力和热稳定性。

③冲击电流耐受试验:模拟雷电流冲击。施加规定波形和幅值的冲击电流，测试后材料不应熔断、爆裂，连接点不应损坏。验证材料泄放雷电流的能力。

④连接电阻测试(放热焊接点):测量焊接点(或其它连接方式)的直流电阻，要求远小于等长导体的电阻或满足标准规定的上限值。这是保证接地网低阻抗的关键。

3.机械性能测试:

①抗拉强度与断裂伸长率:对材料试样进行拉伸试验，测量其最大拉断力(换算成抗拉强度MPa)和断裂时的伸长率(%)。验证材料的强度和韧性，保证施工和运行中能承受拉力(如回填土压力、冻胀力、施工牵引力)

②弯曲试验:将材料绕规定直径的圆棒弯曲一定角度，检查表面镀层/包覆层是否开裂、剥落，材料本体是否断裂。验证材料的柔韧性和镀层结合力。(石墨基柔性体)抗压/抗剪切试验:模拟土壤压力，测试其结构稳定性。

4.耐腐蚀性能测试(至关重要):

①镀层/包覆层厚度测量:使用磁性法(Fe基+非铁磁镀层如Zn/Cu)、涡流法(Cu基+非导电层)或金相显微镜法精确测量镀锌层、铜层、锌层的厚度，需满足标准最小值要求。

②镀层/包覆层结合强度测试:弯曲试验:(见机械性能)也是检验结合力的重要方法。

锉刀试验/划格试验:定性检验结合力。

热震试验:将试样加热后淬入冷水，检查镀层是否剥落。

(铜覆钢/锌包钢)扭转-挤压试验:专用方法，模拟施工受力，严格检验冶金结合质量。

③加速腐蚀试验:

中性盐雾试验:将试样置于50g/L  NaCl溶液形成的盐雾环境中(如35°C士2°C)，持续规定时间(如500h，1000h，2000h)。试验后检查腐蚀等级(起泡、锈蚀面积)、计算腐蚀失重、测量残余镀层厚度。最常用的加速腐蚀评价方法(GB/T 10125)

铜加速醋酸盐雾试验:比中性盐雾更严酷的试验(GB/T 10125)。

循环腐蚀试验:模拟干湿交替、盐雾、干燥、潮湿等更接近实际土壤环境的复杂循环条件(如GB/T 20854，ASTMG85)，结果更具参考价值。

土壤模拟加速腐蚀试验:将试样埋入模拟实际土壤成分的介质中，通电加速腐蚀或长期浸泡观察。

④自然腐蚀电位测量:测量材料在模拟土壤电解液中的开路电位，用于评估与其他金属(如钢筋)连接时的电偶腐蚀风险。要求与被连接金属电位差尽量小

⑤(离子接地极)离子析出速率及寿命评估:测试填充料中有效成分的析出速度和总量，评估其长效降阻能力和使用寿命。

5.化学成分分析:

对金属基材(钢、铜、铝)进行化学成分分析确保符合相应材料标准。

总结:

电力接地材料是电力安全的“生命线”。选择合适的材料需综合考虑导电性、耐腐蚀性、机械强度、成本、土壤环境及使用寿命。严格的标准化生产和全面的测试(特别是电气性能、机械性能和耐腐蚀性能)是确保接地系统长期可靠运行的关键。新型复合材料(如石墨基柔性体、高性能铜覆钢/锌包钢、离子接地极)在耐腐蚀、降阻、施工便利性等方面具有优势，应用日益广泛。