变电站地网腐蚀原因分析及改进措施

１１阳极 。 ． １ ． ２阴极 。
４土壤含水量 ．
水分是使土壤成为 电解质 ． 构成电化学腐蚀 的基本要素 。土壤含 水量不仅随含水量的增加而变大 ． 达到某一含水量再增加含 水量 ， 其腐蚀速度反而下降 。图 ７ 土壤含水量与变 电站接地 网腐蚀 是 速度 的关系 图 含水量在 １％以下的平均腐 蚀速度都不大 ． ０ 含水量高 于 １％以后 ， ０ 平均腐蚀 率开始增 加 ， 高腐蚀 速率 ７ ８ｇ ｍ ａ 最 ． ／ ２ 对应 ０ ｄ 含水量为 １． ％． ４８ 含水量高于 ２％以后 ， ４ ５ 平均腐蚀率又开始下降 。含 水量与最大腐蚀速度的关系 ． 与含水量和最 大腐 蚀速度的关系具有类 似的规律。
黑棕色 而带 有难 闻气味 的硫 化物 ， 用手 即可轻易掰开 ， 接地体上漏 出 腐蚀坑 。
３影 响接 地 网 腐蚀 的关 键 因素 ．
对变 电站进行开挖取样进行腐蚀调查同时 ． 对影响土壤腐蚀性 的 土壤 电阻率、 含水量 、 含气率 、 壤容重 、Ｈ值 、 土 ｐ 电导率 、 含盐量 、 氧化
１ 用于连接 阳极和 阴极 的导 电金属通道ｆ 管线本 身） ． ３ 金属 １ ． ４阳极和 阴极必须处在导 电的电解质溶液（ 潮湿 的土壤１ 。 “ 阳极 ” 是金属表 面被腐蚀 的那一部分 ． 属溶解以离子形式进入 金 土壤 电解质 ． 并把 当量 的电子 留在 金属上 ． 电流 由此离 开金属进入 土 壤． 发生 阳极氧化反应 “ 阴极 ” 电流离开 土壤 电解质并且 由此返 回 是 金属 的那部分金属表 面． 阳极 流过去 的电子被 阴极 表面溶液 中能够接 受 电子 的物质所吸收 ， 即发生 阴极还原反应 。 阳极被腐蚀 ． 而阴极得到 保护 。
２变电站接 地网腐蚀基本 类型 ．
微 电池腐 蚀 、 电池腐 蚀 、 宏 电偶腐 蚀及微生 物腐蚀在变 电站接地
网中是较为常见 的腐蚀类型 ２１ 电池 腐 蚀 ．微
５变 电站 接 地 网的 防 腐 蚀 措 施 ．
金属 镀层保 护 、 阴极保 护和扩 大接地体截 面是 变电站接地网 目前 国际及国内最常采用的防腐蚀 措施 金属镀层保 护很早 就开始用来控 制钢的腐蚀 ． 热镀锌是最常见 的 微 电池 腐蚀是 由于金属表 面微 观的化学成 分不均或应 力状况不 金属镀层 ． 我国电力 系统普遍 采用 热镀锌钢作 为防腐蚀接地材料 热 均等 电化学 不均匀引起 的 ． 造成遍 布于金属表 面的均匀腐蚀 ． 其表面 镀 锌钢因环境阻隔作用及 锌对 钢牺牲 阳极保护使具 有耐腐 蚀能力 ． 其 各处腐蚀速度基本相 同。由均匀腐蚀引起 的腐蚀事故较为少见 表 面的非 导电性 的氧化膜将钢 与土壤 电解质 隔离 ． 阻碍腐蚀电流 的流 ２２宏 电池 腐 蚀 ． 动从 而控 制腐蚀 而锌 相对 于钢的电偶序更低 ． 成为 阳极 ． 钢成为 阴极 宏 电池腐 蚀主要与 变电站接地 网各处土壤成 分不均匀 造成 的盐 得 到保护 这种方 法的保护有效程 度主要取决 于锌层 的厚度 及完整 浓差电池以及各处土壤通气性差异造成的氧浓差 电池有关 ． 这种腐蚀 性 。 前 已发 现锌层遭 到破坏 的热镀锌钢并未控制腐蚀甚至使腐蚀更 目 通常称为局部腐蚀或点腐蚀 ．在接地体表面上形成 凸凹不平 的小坑 。 加严重 的现象 。 因此 ， 热镀锌并 非防腐蚀 措施 中可靠 的手段 。 国金属 美 大部分接地 网腐蚀事故是 由于这类腐蚀造成的 ． 在少 数强腐 蚀性土壤 学会 在《 金属手 册》 中也不 推荐碳钢在土壤 中的防腐采用镀锌 中． 接地体甚至会腐蚀断裂 。 阴极保 护通过对受保 护的金属设施ｆ 电站 的接地 网１ 如变 进行阴极 ２ ＿ ３电偶腐蚀 极化 ， 之变成一个大 阴极 ， 使 从而 防止金属腐蚀 。 牺牲 阳极法和强制电 当两种不 同的金属材料 连接时 ． 两材料之间 的电位差 ． 电流从 流法是 阴极保护最基本 的两种方法 因为变 电站 中大量地下电缆和 使 但 电偶 序较低的金属（ 阳极） 电解质 ， 流人 导致腐蚀 。 这类腐蚀在铜接地网 钢构架 等的存在 ． 并且 与接地 网相连 ． 对变 电站钢 接地 网实施经 济可 中较为常见 ，铜接地网附近有很 多混凝 土和钢构及地下 电缆管 道等 ． 靠 的阴极保护是很 困难 的 此外 ． 强制电流保护也可能会 导致其 他未 这些 钢材电极成为阳极 ， 铜为阴极 。 形成腐蚀 电池 。 因而加速构架钢 材 采取 防护措施的金属严重腐蚀 和混凝 土内钢筋及 地下管道电缆 的腐蚀 。此外 ， 在地 网改造 中， 、 新 旧 接地 网设 计 中截 面和材料 的选择要保 证接地 网在变 电站设计 寿 接地 网相互 连接时 ， 新接地体 因表 面尚未形成 腐蚀产物 的保护层 ． 新 命 内。要想达到这一要求 ， 综合考虑接地网平均腐 蚀（ 下转第 １ ５页 ） ８
旧接地体之 间构成 电偶腐蚀 ． 新接地体成为 阳极而腐蚀较快。
２４微生物腐蚀 ． 土壤 中微生物对 金属的腐蚀是微 生物 的生命 活动参与下所 发生 的腐蚀过 程 ． 微生物 自 对金属并不直 接具有侵蚀作 用 ． 身 而是其 生命 活动 的结果 参与腐蚀 的间接过程 这 类腐蚀在污染性 土壤 中较 为常 见， 以硫酸盐还原菌（ Ｂ引起的腐蚀最 为常见 。 Ｒ ｓ ） Ｒ Ｓ Ｂ引起的腐蚀 生成
１电化学腐蚀基本理论 ． 还原 电位 、 腐蚀 电位 、ｌ Ｓ ４． 因素进 行 了现 场测量及 实验室分 ｃ一 ０２等 和 － 金属土壤腐蚀 主要属 于电化学腐蚀 ． 腐蚀原 电池是其最基本 的形 析 统计学 中主 因子分析法提取影响变电站接地网的腐 蚀因素中关键 式 。腐蚀 电池 由四个必须部分组成 ： 因子为土壤 电阻率 。
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变 电站地网腐蚀原 因分析及改进措施
徐 航 刘 丽娟 （ 索凌 电气有限公司 河南 郑州
４００ ） ５ ０ ０
【 摘 要】 变电站接地 网腐蚀与土壤性质密切相关。 本文从 电化 学腐蚀基本理论 出发 ， 首先介 绍了变电站接地 网腐蚀的基本类型。 为调查 变 电站接 地网腐蚀状况． 对分布在广 东佛山不 同地 区 ２ １个变电站的钢 质接地网进行 了开挖 取样及 腐蚀测量． 同时对影 响土壤 腐蚀 的相关 因素进 行 了 场测量及实验室分析 接地 网腐蚀速度数据表 明． 现 电缆沟 内接地体和接地 引下线 比主接地 网的腐蚀更严重 通过土壤 电阻率、 Ｈ值、 ｐ 含 水量及 含盐量与变电站接 地网腐蚀之 间的 关系分析表 明 ． 这些 因素与接 地 网腐蚀之 间都具有 一定的规 律 ． 但单项土壤腐蚀 因素无法决定变 电 站接地 网的腐蚀 ． 必须考虑 多种因素的交互作用。 最后讨论 了国际及 国 内变电站钢接地 网采用的防腐蚀措施 ， 综合考虑接地体全 面腐蚀和局部 腐蚀 数 据基 础 上进 行 接 地 体 截 面 选择 是 有 效 的 防 腐 蚀 方 法 【 关键 词】 变电站： 地网： 电化腐蚀
变 电站接地网对电力系统 的安全 运行至关重要 。虽然 Ｉ Ｅ ０ Ｅ Ｅ８ — ２ ｏ ＜ 流变电站安全 接地导则》 ００交 ＜ 中指出 ， 材是变 电站接地 网材 料的 铜 首选 ． 对铜接地 网的设计进 行了详尽 的探讨 ． 由于铜材资源 匮乏 并 但 致其价格 昂贵 ， 中国以及许 多其他 国家 ， 在 钢接地网被广泛采用。 接地 网长期处 于地 下 ， 腐蚀不 可避 免 。 这种腐蚀 属于典 型的电化学腐蚀 。 虽 然镀锌钢被用来减缓接地 网腐蚀 ． 目 由于接地体腐蚀造成 的接地 但 前 网事故 屡有发生 ． 不仅 造成 巨大的经济损失 ． 还成为 电力 系统安全 运 行 的重大 隐患 。随着我 国电力容量 的增 大和电压等级的升高 ． 这一 问 题也更 为突 出 因此 ， 接地网腐蚀 问题 ， 长接地网的使用寿命 ， 解决 延 确保 电网的 安全运行 ， 为 目 电力 系统安全 生产所 迫切需要 解决 的课题 。 已成 前