一、HTJ-03型物理降阻劑的構(gòu)成原理
HTJ-03型物理降阻劑是由強(qiáng)導(dǎo)電材料、防腐材料、固化材料及填充材料等組成。強(qiáng)導(dǎo)電材料用來降低接地電阻；防腐材料抗腐蝕，用于延長(zhǎng)接地體使用壽命；固化材料起凝聚作用，一方面使降電阻劑不會(huì)被雨水沖掉或流失，另一方面，能使降阻劑與接地體緊密結(jié)合，形成一體，并起到吸水及保水作用。
 
二、HTJ-03型物理降阻劑的降阻原理
為了說明問題，首先要給接地電阻下一個(gè)定義，所謂接地體電阻，就是當(dāng)接地電流通過接地體向大地?cái)U(kuò)散時(shí)，對(duì)無限遠(yuǎn)大的土地產(chǎn)生的電位升高與接地電流的比值，稱為接地電阻，用數(shù)學(xué)形式表示為：
R= U/I    …………（1）
式中：U——接地電流通過接地體向大地?cái)U(kuò)散時(shí)，對(duì)大地所產(chǎn)生的電位升高（伏）；
I——流入接地體的接地電流（安）；
R——接地電阻（歐）；
接地電阻主要有下面三個(gè)方面構(gòu)成：
（1）    接地線和接地極本身的電阻；
（2）    接地極表面與土壤的接觸電阻；
（3）    從電極開始向遠(yuǎn)處擴(kuò)散的電流所經(jīng)過的路徑的電阻。
因?yàn)榻拥貥O及其引線多為金屬材料，其阻值較小，所以（1）項(xiàng)可不考慮其對(duì)接地電阻的影響。可以說（2）和（3）項(xiàng)幾乎占有全部的接地電阻值，因此改善此二項(xiàng)的阻值，使之整體接地電阻值降低是很重要的方面。
1、降電阻劑降低接觸電阻的機(jī)理
將降電阻劑用于金屬接地體周圍后，其首先緊緊地包裹在接地體的周圍，并與土壤層緊密連接，形成一個(gè)較大直徑的導(dǎo)電體，而且此導(dǎo)電體會(huì)在大地中出現(xiàn)樹枝狀的延伸體，產(chǎn)生樹枝效應(yīng)（降電阻劑通過土壤縫隙向周圍土壤里滲透），這樣降阻劑成為一個(gè)最好的媒體，其內(nèi)層與金屬接地體緊密相連，而其外層又與土壤緊密相連，從而大大地降低了接地體與土壤的接觸電阻。
2、降阻劑增大了金屬接地體的尺寸，從而降低了接地電阻
降阻劑本身的電阻率很小，HTJ-03型物理降阻劑的電阻率僅為0.51Ω.m，把降阻劑包在接地體周圍，同土壤的電阻率相比，降阻劑的電阻率一般要小兩個(gè)數(shù)量級(jí)，因此可忽略降阻劑的電阻，把降阻劑視為金屬，這就相當(dāng)于接地體的尺寸增大了，從而達(dá)到降低接地電阻的目的。
3、改善土壤環(huán)境，降低土壤的電阻率。
在接地體周圍使用降阻劑敷設(shè)時(shí)，糊狀降阻劑漿液會(huì)在土壤一定范圍內(nèi)發(fā)生滲透，并向外擴(kuò)散，使?jié)B透區(qū)間的土壤電阻率大大降低。這也正是我們?cè)谑┕み^程中經(jīng)常遇到的，越是土壤電阻率高，越是土質(zhì)惡劣的風(fēng)化巖等，用了降阻劑后降阻效果越顯著的一個(gè)重要原因。
 
三、HTJ—03型物理降阻劑的防腐原理
“降阻劑暫行技術(shù)條件”中規(guī)定，在金屬腐蝕試驗(yàn)中，表面平均腐蝕率不大于0.05mm/年，而HTJ-03型的腐蝕率為0.0003mm/年。
金屬接地體無論是在土壤中，還是在降阻劑中，經(jīng)過長(zhǎng)期變化，腐蝕是不可避免的。通常腐蝕強(qiáng)弱和金屬接地體周圍環(huán)境的物理和化學(xué)性質(zhì)有很大的關(guān)系，影響土壤腐蝕性的因素有：酸性、氧、含水量、電阻率、含鹽量、雜散電流、細(xì)菌等。降阻劑之所以能夠大大降低腐蝕速度，除了防腐材料的作用外，還得益于它控制了腐蝕的環(huán)境，對(duì)上述諸多因素均有不同程度的改善作用，現(xiàn)重點(diǎn)講述前兩項(xiàng)：
氫離子（即酸性）的影響。
一般氫離子濃度越高，金屬在電解質(zhì)溶液中所形成的原電池的電動(dòng)勢(shì)愈大，如下式：
 
OH-1
 
E=RI.Ln             …………  （2）
   
從式（2）中可以看出酸性愈強(qiáng)，電動(dòng)勢(shì)愈大，腐蝕電流亦增大，腐蝕速度隨之加快。反之，堿性增大，電動(dòng)勢(shì)減小，對(duì)腐蝕有抑制作用。HTJ-03型降阻劑的PH值為9.6，呈弱堿性，故能降低腐蝕速度。
2、氧對(duì)金屬接地體的腐蝕
氧對(duì)鋼鐵的腐蝕也是非常重要的因素：由式（2）同樣可以看出氧的影響，有人做過實(shí)驗(yàn)，在沒有氧氣的場(chǎng)合，飽和食鹽水在80-150oC的范圍內(nèi)，對(duì)鋼基本上沒有腐蝕。
但是，一般的土壤都比較松散，透氣性好，金屬接地體與土壤的接觸面有很多空隙，氧氣充足，這樣必然加大腐蝕速率，而降阻劑密度很大，對(duì)金屬接地體包裹的很緊密，這樣便隔離了金屬表面的氧氣，同時(shí)又能隔離土壤中腐蝕液體的侵入，因而給對(duì)金屬接地體營(yíng)造了一個(gè)密閉安全的環(huán)境。
 
四、物理降阻劑的穩(wěn)定性及長(zhǎng)效性
在降阻劑的使用過程中，降阻劑使用后在24小時(shí)內(nèi)能完全固化。不會(huì)被雨水沖走或流失；HTJ-03型降阻劑的保水量40%以上，這就為降阻劑的長(zhǎng)期穩(wěn)定地降低接地電阻創(chuàng)造了條件。同時(shí)，降阻劑的吸水性良好，其吸水性能可比沙質(zhì)土壤高6倍，使其能隨時(shí)補(bǔ)充干旱失掉的水分，這一特性在我們北方多旱少雨的氣候條件下最能體現(xiàn)出來。HTJ-03型物理降阻劑的理論有效期為30-50年。
我公司從92年試生產(chǎn)降阻劑至今已有十多年，在新老用戶每年的春檢中，反饋給我們的信息中可以看出：降阻劑在接地中起到了至關(guān)重要的作用，表現(xiàn)出阻值穩(wěn)定，不反彈的良好狀況。現(xiàn)舉一例說明：大連有線電視臺(tái)在有線網(wǎng)絡(luò)地網(wǎng)改造工程中，實(shí)施降阻劑招標(biāo)，就大連本地一家液體降阻劑和我們生產(chǎn)的HTJ-03型固體粉末降阻劑進(jìn)行比較。將大連電視臺(tái)八年前用過的液體降阻劑和固體降阻劑挖開進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)液體降阻劑出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕，并出現(xiàn)阻值大幅度反彈。而固體降阻劑處理的接地卻完好無損，且阻值穩(wěn)定，最后決定今后三年的地網(wǎng)改造工程中，全部采用我公司生產(chǎn)的降阻劑。
 
五、HTJ-03型物理降阻劑與國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的比較
1、HTJ-03型物理降阻劑經(jīng)能源部武漢高壓研究所測(cè)試表明，主要性能指標(biāo)均優(yōu)于同類產(chǎn)品。
（1）降阻劑的測(cè)量試驗(yàn)值為0.51Ω.m，此項(xiàng)最重要的性能指標(biāo)，該數(shù)值說明我們的產(chǎn)品是處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位的。
（2）工頻電流耐受試驗(yàn)值為-27%，遙遙領(lǐng)先于其它廠家產(chǎn)品。
（3）理化性能試驗(yàn)
a.       失水試驗(yàn)值為0.75Ω.m，優(yōu)于其它所有廠家產(chǎn)品；
b.      冷熱循環(huán)試驗(yàn)值0.48Ω.m，優(yōu)于其它廠家產(chǎn)品；
c.       水浸泡試驗(yàn)值為0.41，也優(yōu)于其它廠家產(chǎn)品。
（4）在腐蝕方面，腐蝕率低于其它廠家產(chǎn)品。
 綜上所述我公司開發(fā)的HTJ-03型降阻劑，產(chǎn)品主要性能測(cè)試結(jié)果在同類產(chǎn)品中處于領(lǐng)先水平。
2、HTJ-03型降阻劑施工使用起來比同類產(chǎn)品方便的多
（1）本產(chǎn)品可參照說明書自行施工，其他廠家有幾種不同顏色產(chǎn)品配比起來，施工技術(shù)要求比較強(qiáng)，使用不方便。
（2）產(chǎn)品包裝可根據(jù)地理位置分為25kg和50kg不等，搬運(yùn)特別方便。
（3）施工過程中，遇到缺水的情況下，可直接投放干粉。
 
六、物理降阻劑在工程建設(shè)中的應(yīng)用
隨著防雷、防靜電工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，解決工程的接地問題成了一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，如何準(zhǔn)確的控制降阻劑的用量，做到即能達(dá)到工程的設(shè)計(jì)要求，又能不造成材料的浪費(fèi)，這是我們大家共同關(guān)心的一個(gè)問題。
不同的地理環(huán)境，不同地質(zhì)條件，根據(jù)土壤電阻率高、低，我們可用下列方法來計(jì)算出接地電阻以及降阻劑的用量：
 
1、使用HTJ-03型物理降阻劑接地電阻之計(jì)算
實(shí)際接地電阻的計(jì)算比較復(fù)雜，涉及因素較多，諸如土壤情況、氣候條件等。以下計(jì)算公式是按照理論及實(shí)際工程運(yùn)用中加以總結(jié)出的，僅供設(shè)計(jì)施工參考。
1.1    直接地體接地電阻值計(jì)算：
   R=ρ/2πL·1n· 4L/dk（Ω）
式中：ρ——原土壤電阻率（Ω∙m）
L——接地體長(zhǎng)度（一般為2-3m）
d——接地體等效直徑
當(dāng)每米降阻劑用量10-15公斤時(shí)，系數(shù)K的取值如下：
ρ≤100Ω∙m時(shí)，K=10； 100Ω∙m＜ρ≤300Ω∙m時(shí)，K=20；
  300Ω∙m＜500Ω∙m時(shí)，K=25；500Ω∙m＜ρ≤800Ω∙m時(shí)，K=30；
  800Ω∙m＜ρ≤1000Ω∙m時(shí)，K=35 。
1.2    平接地體電阻之計(jì)算：
     R=ρ/2πL·1n·L2/dk（Ω）
式中：ρ——原土壤電阻率（Ω∙m）
L——水平接地體長(zhǎng)度（m）（L≥20m）
d——接地體等效直徑（m）
構(gòu)成上述接地體時(shí)，埋入降阻劑中的金屬接地件，如使用圓鋼，直徑d應(yīng)大于10mm；使用扁鋼時(shí)，應(yīng)大于或等于40×4mm。
當(dāng)每米降阻劑用量為9-12公斤時(shí)在上述ρ值為100、150、200、250、300 。
1.3    閉合均勻水平接地網(wǎng)（設(shè)施居于網(wǎng)內(nèi)），當(dāng)網(wǎng)面積S＞100m2時(shí)，則：
R#=0.5ρ/（√s ·K ）
   式中：R#——地網(wǎng)接地電阻（Ω）；
ρ——校正后的土壤電阻率（Ω∙m）；
S——地網(wǎng)面積（m2）；
K——降阻系數(shù)取1.5 。
 
2、 HTJ-03型物理降阻劑用量之計(jì)算
2.1  垂直接地體：
G=1/4L∙g∙π（D2-d2）
 式中：G——降阻劑用量（kg）
L——接地體等效直徑（m）
g——降阻劑密度（g=1250kg/m3）
d——接地體等效直徑（m）
D——接地體直徑（m）
   
在土壤電阻率ρ≤500Ω∙m時(shí)，取D=0.14m；500Ω∙m＜ρ≤1000Ω∙m時(shí)，取D=0.16m；1000Ω∙m＜ρ≤2000Ω∙m時(shí)，取D=0.19m；ρ＞2000Ω∙m時(shí)，取D=0.22m
 。
2.2  水平接地體：
  G=（A2-S）.  L  .  g
式中：G——降阻劑用量（kg）
      S——接地體的橫截面積（m2）
      L——接地體的長(zhǎng)度（m）
g——降阻劑密度（g=1250kg/m3）
A——投放降阻劑長(zhǎng)方坑的邊長(zhǎng)（m）
在土壤電阻率ρ≤500Ω∙m時(shí)，取A=0.1m；500Ω∙m＜ρ≤1000Ω∙m時(shí)，取A=0.13m；1000Ω∙m＜ρ≤2000Ω∙m時(shí)，取A=0.15m；
在ρ＞2000Ω∙m時(shí)，取A=0.18m 。