選擇接地材料時關鍵要考慮導體的熱穩(wěn)定性;導體在土壤中的腐蝕情況;導體的導電性能及材料的價格等因素。下面對較常用的接地材料從這幾方面來進行分析比較：

一、熱穩(wěn)定性能

在有效的接地系統(tǒng)中，流入接地網(wǎng)的短路電流一般在幾千安培到幾十千安培的范圍，這樣強大的短路電流流過接地網(wǎng)導體向地中流散，將在導體中產(chǎn)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(nèi)產(chǎn)生的熱量來不及散入周圍的土壤介質(zhì)中，幾乎全部熱量都用來使導體升溫：ΔΤ=E/(ν*ρ*Cp)

式中E為短路電流產(chǎn)生的能量;ν為接地導體的體積;ρ和ΔΤ分別為導體的電阻率及吸收能量E后的溫升;Cp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后，導體的機械性能就會劇烈下降，特別是在導體之間的連接處，如果再遇到短時大電動力作用，導體就會遭到破壞，地網(wǎng)材料之間的連接將直接關系到地網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，(采用熱熔焊接連接是最佳選擇，熱熔焊接是通過鋁熱還原反應，瞬間產(chǎn)生2800-3200度的高溫，將須連接兩端的材料完全融合在一起，達到完全的分子結合的效果，且熔接部位截面大于導體，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(wǎng)導體斷裂、接地網(wǎng)解體，大大降低地網(wǎng)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(wěn)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(wěn)定性比銅好。

二、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，屬于電化學腐蝕的范疇。溶有鹽和其他礦物質(zhì)的土壤水起電解質(zhì)溶液的作用，但土壤腐蝕比電解質(zhì)腐蝕更復雜，由于腐蝕的作用導體直徑不斷減小，接地網(wǎng)的熱穩(wěn)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(wǎng)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(jù)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。

三、導體的導電性

在大型接地網(wǎng)中，當強大的短路電流經(jīng)接地網(wǎng)導體流散到土壤中時，由于導體本身電阻的存在，使得接地網(wǎng)各部分電位不相同。據(jù)文獻記載，接地網(wǎng)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，由于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(fā)熱要嚴重得多，導體升溫也要高得多，對熱穩(wěn)定性不利，銅的導電性要好得多。

四、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(yōu)點，因為相對于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(wěn)定性較差，還會造成重金屬污染。在北美，電鍍銅的鋼棒常用作垂直接地體或接地網(wǎng)的導體。

2.鍍鋅扁鐵

鍍鋅鋼用作接地網(wǎng)材料，在國內(nèi)很常見，主要是其造價相對較低，熱穩(wěn)定性較好，且受傳統(tǒng)思維束縛。當然我們應該充分注意接地網(wǎng)本身的腐蝕，地網(wǎng)的導電性及后期帶來的維護費用。據(jù)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(wěn)定性差)用于垂直接地極時，只能采用鉆機鉆孔的方式施工(施工麻煩)。目前國際上采用特殊工藝制成的電鍍銅的鋼導體廣泛作用于接地裝置及變電站垂直接地極接地線。

過去由于加工工藝問題，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，但由于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(chǎn)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性能，但其加工工藝要求很高，英國BS7430和美國的Ul467標準規(guī)定電鍍銅接地導體的銅鍍層要求至少為0.25毫米。目前國內(nèi)只有為數(shù)不多的幾家公司能達到這一要求，如河南凱威電氣公司，美國的艾力高公司等。

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(yōu)點是抗拉強度大，耐腐蝕性強，有穩(wěn)定的低電阻及良好的可塑性，既有銅等同的性能又兼有鋼材特性。

電鍍銅接地極深埋地下后無論是自然腐蝕或是電化學反應都有極強的保護性。接地棒與接地線連接采用熱熔焊接，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。

我國普遍使用的接地材料有鍍鋅鋼、純銅、銅覆鋼等,其中鍍鋅鋼使用范圍達到90%以上。這是由于我國銅資源不豐富和沿用前蘇聯(lián)技術體系造成的,而歐美等西方國家則普遍使用銅質(zhì)接地網(wǎng)或銅覆鋼接地網(wǎng)。隨著技術進步及對電網(wǎng)服役可靠性要求提高,我國目前一些重點或大型項目也逐步開始采用銅質(zhì)或銅覆鋼接地材料鋪設接地網(wǎng)。銅質(zhì)或銅覆鋼接地材料的連接普遍采用的方法是放熱焊(即熱劑焊,在電力行業(yè)內(nèi)沿用直譯為放熱焊)。放熱焊是通過引燃劑(或電火花)引燃焊劑,焊劑發(fā)生氧化還原反應放出大量熱量并同時還原出填充金屬的焊接方式,填充金屬最終在模腔里冷卻形成接頭,屬于自蔓延高溫合成技術的一種。放熱焊焊接速度快、操作簡便、設備簡單,是野外施工高效、簡便的連接方式。電氣連接用放熱焊技術在國內(nèi)系統(tǒng)研究較少,目前高端產(chǎn)品均為引進國外品牌,如Erico、Gamma等，國產(chǎn)的如凱威熱熔焊KAIWEIWELD。

五、材料的綜合比較

目前，銅的價格約為鋼材的10倍，銅和鋼接地網(wǎng)各有優(yōu)缺點，鋼的熱穩(wěn)定性比銅好，且更經(jīng)濟，一般使用壽命為10～15年，但要考慮后期維護和地網(wǎng)的運行安全。銅的導電和抗腐蝕性比鋼強，采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(wěn)定性要求就可以，另外，采用銅接地網(wǎng)無后期維護費用，但是造價較高。

從性能上分析，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，銅材的抗腐蝕性能優(yōu)于鋼材，在同等條件下，其使用壽命比鋼材長，從長遠利益看采用銅導體減少了由于接地材料腐蝕引起的接地電阻升高，更換接地材料等不利因素和費用最加，年平均費用低，但是價格高和熱穩(wěn)定性差。目前國內(nèi)普遍采用的接地網(wǎng)材料是銅和鋼兩種，而國外大部分采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于接地材料。

從經(jīng)濟技術比較，我們不難看出鍍銅棒是最佳的防雷接地材料。鍍銅棒在地網(wǎng)建設中現(xiàn)已被廣泛使用，他們的綜合特性也決定了國內(nèi)越來越多的地網(wǎng)建設中受到歡迎。

參考文獻：

[1].《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010

[2].《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》GB50169-2006

[3].《交流電氣裝置的接地設計規(guī)范》GB/T50065-2011

[4].《電氣工程接地用銅覆鋼技術條件》國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準(Q/GDW 466-2010)