接地線路中的熱熔焊接施工分析

龍福剛

摘 要：近些年，熱熔焊接技術(shù)成為一種新型的焊接方式，其化學(xué)反應(yīng)非常迅速，在使用時，無需外加熱能和電源，此種方式比較適用于室外接地線路工程以及金屬導(dǎo)體連接方面。因此，本文通過對接地線路中的熱熔焊接施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行深入分析，以期為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：熱熔焊接;接地線路;施工技術(shù);要點(diǎn)分析

熱熔焊接又被稱為火泥焊接，其工作原理是：使銅氧化物在高溫條件下發(fā)生還原反應(yīng)，生成金屬銅的高溫溶液，再利用特制的模具進(jìn)行包裹，然后將需要焊接的金屬材料熔接在一起，這種金屬連接工藝較傳統(tǒng)的方式更具有熱穩(wěn)定性、過載能力以及超強(qiáng)的耐腐蝕力，在焊接方式上較傳統(tǒng)連接快速，具有較高的施工效率，可以對多種類型的金屬材料進(jìn)行熔接，此外，還能避免傳統(tǒng)的釬焊、電焊等在連接過程中出現(xiàn)的氧化、焊渣、易腐蝕以及連接強(qiáng)度不高等缺點(diǎn)。因此，對接地線路中的熱熔焊接施工技術(shù)進(jìn)行深入分析，對提高相關(guān)技術(shù)操作人員施工水平具有重要的意義。

相關(guān)工程概況及作用分析

以興義市110Kv荷竹線接地改造為例，110KV荷竹線由220Kv荷城變到110kv竹林變，102座桿塔。線路桿塔大都修建在石頭山上，土壤少，土壤電阻力高，施工、交通不便。平均海撥1100左右。施工用電設(shè)備的搬運(yùn)極不方便，桿塔的接地裝置使用了熱熔焊接技術(shù)，既減少了沉重發(fā)電設(shè)備在山間的搬運(yùn)，又保證了接地體的焊接質(zhì)量。又如：常州市某化工廠位于常州市濱江化學(xué)工業(yè)園區(qū)內(nèi)，廠區(qū)內(nèi)有工藝裝置、冷卻塔、成品包裝、控制室以及變電所等多個單體，廠內(nèi)還放置了較多的工業(yè)設(shè)備。在這樣復(fù)雜的化工廠區(qū)內(nèi)，對接地網(wǎng)的施工質(zhì)量具有較高的要求，還需滿足設(shè)備接地的安全可靠性以及防雷效果等基本條件，在整個過程中，熱熔焊接質(zhì)量能否達(dá)標(biāo)起著決定作用。如何確保熱熔焊接的質(zhì)量，有效避免焊接過程中的不規(guī)范操作對防雷接地系統(tǒng)在接地質(zhì)量上帶來的影響值得我們思考。因此，熱熔焊接成為整個施工過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。在施工階段需嚴(yán)格按照規(guī)范流程進(jìn)行操作，同時需要考慮各方面因素的影響，以確保在今后的使用過程中熱熔焊接點(diǎn)能夠達(dá)到長期穩(wěn)定的效果[1]。

熱熔焊接技術(shù)原理分析

熱熔焊接技術(shù)是一種新型的焊接方式，近些年才出現(xiàn)，其原理屬于鋁熱分子焊接技術(shù)，是利用鋁對金屬氧化物進(jìn)行還原的一種化學(xué)反應(yīng)，用這種放熱反應(yīng)來生成烙融的混合物，從而實(shí)現(xiàn)對不同類型金屬的焊接。在焊接過程中，熱熔焊接產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的速度極快，所產(chǎn)生的熱量能夠達(dá)到2600℃～3400℃左右的高溫，這種瞬間產(chǎn)生的高溫能夠有效傳導(dǎo)到熔接部位上，使需要焊接的金屬材料形成液態(tài)分子并融為一體[2]。

熱熔焊接工藝的特點(diǎn)分析

熱熔焊接技術(shù)施工操作過程方便簡單，其可靠的機(jī)械性能和電氣性能被廣泛應(yīng)用于電力、化工、石油、建筑、核電以及鐵路等行業(yè)。其焊接工藝特點(diǎn)是：載電能力和導(dǎo)體相等，散熱面積較大;焊接過程容易操作，無須外部焊接設(shè)備和能源，在室內(nèi)及野外，只需要配備模具便可以進(jìn)行獨(dú)立焊接操作;焊接過程中使用的模具較為輕巧，方便攜帶，且熔焊速度非?？?，節(jié)省人力物力;放熱焊接的連接點(diǎn)因?yàn)槭欠肿咏Y(jié)合，具有永久性，沒有機(jī)械性壓力，不會松弛和老化;焊接方法簡單快捷，在幾秒鐘內(nèi)就能快速完成焊接，整個過程不需要特定焊接技工進(jìn)行放熱焊接，這種焊接技術(shù)對導(dǎo)體和絕緣體的破壞影響極小，因而不需要進(jìn)行長期維護(hù);焊接點(diǎn)的熔斷電流和導(dǎo)體相同，其抗拉力也較導(dǎo)線強(qiáng)，在遇到故障時，熱熔焊接點(diǎn)能夠反復(fù)多次經(jīng)受住大強(qiáng)電流，且不會被熔斷，也不易退化。

熱熔焊接技術(shù)施工過程分析

施工步驟分析

在接地線和接地網(wǎng)的安裝過程中，需要用到熱熔焊接技術(shù)。在接地線路安裝設(shè)計(jì)過程中，需要使用Φ20銅包鋼作為垂直接地體，使用Φ10銅包鋼作為水平接地線，再根據(jù)施工現(xiàn)場接地線的布置情況來選用不同類型的模具，然后加入熔粉進(jìn)行熱熔焊接。在施工過程中，需要根據(jù)施工圖紙上的布置情況在相應(yīng)的區(qū)域使用鉆孔機(jī)和勾機(jī)等設(shè)備。

首先，需要把銅包鋼作為接地極埋入地下，并按照要求露出30厘米左右作為熔接的部位，敷設(shè)銅包鋼水平接地線，然后利用三通模具把銅包鋼裝入模具內(nèi)的對應(yīng)位置，把模具扣關(guān)上并鎖緊。在模具的上端位置注入熔粉的地方放置一塊小鐵片，然后注入火藥和熔粉，蓋好蓋子，用點(diǎn)火槍將火藥點(diǎn)燃，利用火藥起火來引燃熔粉，瞬間便可產(chǎn)生鋁熱熔反應(yīng)，在高溫環(huán)境作用下將熔粉融化為液態(tài)狀，然后進(jìn)入模具中的小孔，流入銅包鋼所在的模具內(nèi)，在高溫條件下，銅包鋼表面部位也會熔化一部分，并和液態(tài)狀的熔粉進(jìn)行混合，通過空氣進(jìn)行冷卻，使該接點(diǎn)的銅包鋼需要焊接的部位熔合為一體，等待幾秒后，將模具打開，再用小錘子將熔接部位周邊多余的焊渣敲掉，整個施工過程就完成了[3]。

施工要點(diǎn)分析

接地網(wǎng)在設(shè)計(jì)過程中，穿插連接的接地線較多且密集。線路連接主要有水平十字交叉、一字型和T字型的垂直交叉連接方式，所以，在施工過程中使用模具需根據(jù)現(xiàn)場的接地線網(wǎng)布置情況進(jìn)行分析，而后再考慮選用三通、四通和直通三種類型的模具。在三種模具當(dāng)中，三通模具適用于水平接地線與垂直接地體的連接，四通模具適用于十字型交叉線的連接，而直通模具適用于水平接地體的連接。在施工過程中使用熱熔焊接技術(shù)，不僅有效提高了接地網(wǎng)的安裝效率，還增強(qiáng)了接地網(wǎng)接地的效果，使接地電阻值小于0.3Ω，最大限度滿足了設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。傳統(tǒng)接地線和接線網(wǎng)的安裝使用鍍鋅角鋼作為垂直接地體，或者使用建筑物基礎(chǔ)筋作為接地體，用鍍鋅扁鋼作為水平接地線，并采用搭接焊接進(jìn)行連接，這種焊接技術(shù)的缺點(diǎn)是長度過長，至少要進(jìn)行三面焊接，對搭接處要做防腐除銹處理。使用這種方法，時間長了會導(dǎo)致搭接處的焊接點(diǎn)容易被腐蝕，導(dǎo)致接地體電阻增大，降低傳導(dǎo)效果。另外，在進(jìn)行野外作業(yè)時，如果采用電焊搭接，還需要為電焊機(jī)配備臨時電源，并且，對大范圍接地線進(jìn)行施工時，需要將電焊機(jī)和電源跟著施工路線進(jìn)行搬移，這對施工作業(yè)極為不便。通過綜合對比得出，在進(jìn)行接地線及接地網(wǎng)的安裝中，采用熱熔焊接技術(shù)更為耐用和便捷。

常見問題和解決辦法

在熱熔焊接施工過程中，通常會出現(xiàn)焊點(diǎn)部位有殘留物堆積，并帶有氣泡，或者焊接過程不到位等問題，導(dǎo)致缺焊，造成這類問題的主要原因是：模具帶有水氣、塵土或者其他附著物，另外，模具和接地體之間如果有縫隙，會導(dǎo)致熔焊過程中的金屬液體外流現(xiàn)象，進(jìn)而造成焊點(diǎn)不夠飽滿。針對這類問題，具體的解決方法是：及時做好相關(guān)材料如電纜、模具、導(dǎo)體等的表面清潔工作，避免材料表面附著氧化物、油脂及氣泡的產(chǎn)生;做好模具的預(yù)熱和干燥工作;施工過程中嚴(yán)格按照要求調(diào)配焊劑，根據(jù)導(dǎo)體直徑、材料和模具形狀確定焊劑用量;施工中嚴(yán)禁人體接觸模具，需帶好隔熱手套，并配備滅火器材。施工結(jié)束后，將熔模及焊接件置于安全的空地上，待冷卻后方可收回。

結(jié)語

綜上所述，通過接地線路中熱熔焊接技術(shù)的應(yīng)用，使接地線路的安裝更加簡單和便捷，使技術(shù)工人很容易進(jìn)行施工操作，其安裝效果較傳統(tǒng)的安裝技術(shù)更有成效。在施工過程中，相關(guān)技術(shù)人員需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行作業(yè)，施工前做好清理維護(hù)工作，施工中認(rèn)真仔細(xì)對待每一個環(huán)節(jié)，施工后還需及時進(jìn)行檢修觀察。技術(shù)人員還應(yīng)該提早防范施工過程中出現(xiàn)的各類問題，并對接地線路中的熱熔焊接技術(shù)原理進(jìn)行深入研究，挖掘其價值效用，使熱熔焊接技術(shù)能夠廣泛運(yùn)用到更多的領(lǐng)域中。

【參考文獻(xiàn)】

[1]朱付鎖，馬成才，申珺飛，楊文科，劉強(qiáng)，周少博.熱熔焊接技術(shù)在管線陰極保護(hù)中的應(yīng)用[J].電世界，2016，57（10）.

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[3]岳慧.對配電線路施工中接地裝置施工技術(shù)的分析[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2018，29（18）.

論文課題：輸電線路接地射線圓鋼的連接方式研究