陳永超一、 選擇接地材料時關鍵要考慮導體的熱穩定性；導體在土壤中的腐蝕情況；導體的導電性能及材料的**等因素。下面我對較常用的接地材料從這幾方面來進行分析比較：
1、熱穩定性能
在有效的接地系統中，流入接地網的短路電流一般在幾千安培到幾十千安培的範圍，這樣強大的短路電流流過接地網導體向地中流散，將在導體中產生很高的熱量，另外短路電流時間很短，一般只有零點幾秒，在這樣短的時間內產生的熱量來不及散入周圍的土壤介質中，幾乎全部熱量都用來使導體公升溫：
式中為短路電流產生的能量；為接地導體的體積；和分別為導體的電阻率及吸收能量後的溫公升；為導體的定壓比熱。
當溫度超過一定值以及在土壤中自然冷卻後，導體的機械效能就會劇烈下降，特別是在導體之間的連線處，如果再遇到短時大電動力作用，導體就會遭到破壞，地網材料之間的連線將直接關係到地網執行的穩定性，（採用熱熔焊接連線是最佳選擇，熱熔焊接是通過鋁熱還原反應，瞬間產生2800——3200度的高溫，將須連線兩端的材料完全融合在一起，達到完全的分子結合的效果，且熔接部位截面大於導體，截流量比原導體大）。當短路電流很大，導體溫度很高，達到金屬材料的熔點時，導體將被熔斷，這兩種原因都有可能使接地網導體斷裂、接地網解體，大大降低地網的可靠性。每一種導體材料都具有它自己的熔點，允許最高溫度及熔點溫度愈高，是熱穩定性能愈好，銅的短時最高允許溫度為300℃，熔點為1083℃；鋼的短時最高允許溫度為400℃，熔點為1550℃，因此鋼的熱穩定性比銅好。
1、 導體在土壤中的腐蝕率
埋在土壤中的金屬將被腐蝕，這種腐蝕，屬於電化學腐蝕的範疇。溶有鹽和其他礦物質的土壤水起電解質溶液的作用，但土壤腐蝕比電解質腐蝕更複雜，由於腐蝕的作用導體直徑不斷減小，接地網的熱穩定性能及導電性能都會不斷降低，超過一定的年限導體就會被腐蝕斷裂，接地網形同虛設造成事故，因此，在選擇導體材料時，應考慮選用耐腐蝕的材料。據有關文獻表明，鍍鋅鋼在土壤中的腐蝕率為銅的2～3倍，可見銅的耐腐蝕比較好。
2、 導體的導電性
在大型接地網中，當強大的短路電流經接地網導體流散到土壤中時，由於導體本身電阻的存在，使得接地網各部分電位不相同。據文獻記載，接地網尺寸愈大，土壤電阻率愈低，導體電阻率愈高，各部分導體的電位差就愈大。此外，由於鋼的電阻率約為銅電阻率的8倍，在同樣大的短路電流作用時，鋼發熱要嚴重得多，導體公升溫也要高得多，對熱穩定性不利，銅的導電性要好得多。
3、 接地材料
①、銅導體
裸銅是常用的接地導體，除了具有很好的導電性外，銅導體還具有耐地下腐蝕的優點，因為相對於其他可能的埋在地下的金屬，銅是陰極，但是銅接地體的熱穩定性較差，還會造成重金屬汙染。在北美，電鍍銅的鋼棒用作垂直接地體或接地網的導體。
②、鍍鋅扁鐵
鍍鋅鋼用作接地網材料，在國內很常見，主要是其造價相對較低，熱穩定性較好，且受傳統思維束縛。當然我們應該充分注意接地網本身的腐蝕，地網的導電性及後期帶來的維護費用。據有關文獻表明，銅材和鋼材的截面積比為1：
3。電阻率比為1：8。
③、電鍍銅導體
單獨的銅接地導體比較昂貴，同時鋼性差（熱穩定性差）用於垂直接地極時，只能採用鑽機鑽孔的方式施工（施工麻煩）。目前國際上採用特殊工藝製成的電鍍銅的鋼導體廣泛作用於接地裝置及變電站垂直接地極接地線。
過去由於加工工藝問題，只能將銅層壓扎在鋼導體上形成銅包鋼導體，這種銅包鋼導體雖比鍍鋅鋼耐腐蝕，但由於工藝問題使得銅層和鋼導體之間存在縫隙，（在通電情況下會產生原電磁反應）因而銅包鋼接地導體已被電鍍銅的鋼接地體逐步取代，相比銅包鋼接地導體，電鍍銅的鋼接地體具有很好的防腐效能，但其加工工藝要求很高，英國bs7430和美國的ul467標準規定電鍍銅接地導體的銅鍍層要求至少為0，25公釐。目前國內只有為數不多的幾家公司能達到這一要求，如新昌縣雷鷹科技發展****，波蘭的galmar公司等。
電鍍銅接地極是用特殊的電鍍技術將99.9%的純銅均用覆蓋到低碳鋼芯上，使銅與鋼完全分子結合。它具有銅層厚，粘合度好，不剝離等特點。
它的優點是抗拉強度大，耐腐蝕性強，有穩定的低電阻及良好的可塑性，既有銅等同的效能又兼有鋼材特性。
電鍍銅接地極深埋地下後無論是自然腐蝕或是電化學反應都有極強的保護性。接地棒與接地線連線採用熱熔焊接，使接地裝置完全處在銅的保護之下，成為真正的免維護接地裝置。
4. 奈米碳扁鋼
接地裝置施工及驗收規範(gb50169—2006)3.2.5規定：
接地裝置應採用熱鍍鋅鋼材，或適當加大截面。由於鋅的標準還原電極電勢（－0.7630v）比鐵的標準還原電極電勢（－0.
0360v）低，在鋅和鐵構成的腐蝕原電池中，鋅作為犧牲陽極保護了地網。熱鍍鋅鍍層厚度有限，對碳鋼的防腐年限較短。為解決地網的防腐問題，國內外採取多種方案都不理想：
加大鋼材截面仍不能滿足地網30年有效執行壽命的要求，即使成倍增大扁鋼截面積，地網壽命也不可能成倍增加。使用銅材則會造成土壤重金屬汙染。另外，犧牲陽極保護地網**監測難度很大。
根據犧牲陽極的發電量和碳鋼在特定土壤腐蝕環境中的最佳保護電流密度，可方便地計算出地網被保護的年限。該工藝廣泛應用於石油管道、鋼樁碼頭和大壩閘門等重防腐工程。其缺點是電流密度**監測麻煩。
保護電流密度太小，地網腐蝕依然存在；保護電流密度太大（即所謂過保護），地網在過電流作用下將發生電解腐蝕！其他陰極保**存在同樣的問題。
奈米碳防腐導電塗料，它是在石墨防腐導電塗料及鎳粉防腐導電塗料掛網執行多年經驗基礎上推出的第二代產品。奈米碳防腐導電塗料具有優良的導電性、防腐性、耐衝擊性和熱穩定性。奈米碳與高分子以幾乎同一數量級的粒徑相互滲透，二者無明顯介面，因此奈米碳能提高塗料的導電性能和封閉效能。
塗料固化後，電解質溶液無法滲透到塗層內部，因而奈米碳塗料的防腐效能優於一般塗料。在中性點直接接地的交流輸電系統中，故障時會有數十千安的短路電流經地網入地（持續時間0.1s左右）。
由於奈米碳材料的耐高溫效能優異，因而奈米碳防腐導電塗料順利通過了30ka、2s的熱穩定性試驗。一旦地網遭受雷電或短路事故形成的大電流衝擊，奈米碳防腐導電塗層不會被燒毀。有較高的安全可靠性。
5、材料的綜合比較
目前，銅的**約為鋼材的10倍，銅和鋼接地網各有優缺點，鋼的熱穩定性比銅好，且更經濟，一般使用壽命為10～15年，但要考慮後期維護和地網的執行安全。銅的導電和抗腐蝕性比鋼強，採用銅接地時接地導體不用考慮腐蝕，因此，接地導體只要滿足熱穩定性要求就可以，另外，採用銅接地網無後期維護費用，但是造價較高。
從效能上分析，銅材的導電率約為鋼材的8倍，因此，銅截面可選得比鋼材小，銅材的抗腐蝕效能優於鋼材，在同等條件下，其使用壽命比鋼材長，從長遠利益看採用銅導體減少了由於接地材料腐蝕引起的接地電阻公升高，更換接地材料等不利因素和費用最加，年平均費用低，但是**高和熱穩定性差。目前國內普遍採用的接地網材料是銅和鋼兩種，而國外大部分採用銅及電鍍銅的鋼導體，尤其是鍍銅鋼棒因其綜合性能能好而被廣泛用於接地材料。
從經濟技術比較，我們不難看出鍍銅棒，奈米碳扁鋼是最佳的防雷接地材料。鍍銅棒和奈米碳扁鋼在地網建設中現已被廣泛使用，他們的綜合特性也決定了國內越來越多的地網建設中受到歡迎。
參照文獻
1． 電力系統接地技術
2． 實用電力接地技術
3． 高電壓技術
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