35kV变电站抗腐蚀性机理及方案分析

35kV变电站抗腐蚀性机理及方案分析

作者：周嶙

来源：《科学与财富》2011年第06期

[摘 要] 通过对35kV变电站及其周围地区的地质情况进行实地勘查与测试，并结合相关的规章制度以及施工现场的地质条件，对35kV变电站的抗腐蚀性机理及方案设计进行探讨。 [关键词] 35kV变电站 抗腐蚀机理 方案分析 一、变电站腐蚀机理

变电站的接地网长期处在地下遭受腐蚀的影响在所难免，所以对变电站的抗腐蚀性研究直接关系到接地网以及整个电力系统的安全运行。35kV变电站抗腐蚀性机理及方案设计如果仍然按照常规的设计方案进行地网铺设，虽然在接地電阻方面能够满足有关的设计要求，但是根据对变电站周边地区的地质腐蚀勘测情况显示，采用常规材料设计的地网抗腐蚀性较弱，不能够有效地保证使用年限。目前，在我国由于接地网受腐蚀造成的电网事故频繁发生，不仅造成了巨大的经济损失，而且还为电力系统的安全运行埋下了巨大的隐患。因此，解决变电站抗腐蚀性机理问题，延长接地网的使用寿命，确保整个电网的安全运行就成为了现阶段变电站电力系统安全生产亟待解决的首要问题。

35kV变电站的腐蚀类型主要可以分为大气腐蚀、土壤腐蚀以及电化学腐蚀三种。大气腐蚀主要是大气中的水合氧气对接地引下线和水平地沟内的水平地网的腐蚀；土壤腐蚀主要是由于土壤当中的酸性物质，例如硫酸盐、氯离子等对垂直和水平接地体的腐蚀；电化学腐蚀的机理实际上就是原电池原理，在酸性土壤当中形成原电池。一般情况下，容易发生腐蚀的部位有设备接地引下线及其连接螺丝、各焊接头部位和电缆沟内的均压带、水平接地体。除此之外，变电站接地装置要承受雷电流以及电网不平衡电流的泄流作用，所以还会造成杂散电流的电解腐蚀。

现就电化学腐蚀进行细致研究，金属土壤腐蚀主要属于电化学腐蚀，腐蚀原电池是最基本的形式，其中的原电池是由阳极、阴极、用于连接阳极和阴极的导电金属通道以及阳极和阴极必须处在导电的电解质溶液四部分组成。阳极是金属表面被腐蚀的部分，金属以离子形式溶解，进入土壤电解质，并把一定量的电子留在金属上，电流也由此离开金属进入土壤，发生阳极氧化反应。阴极是电流离开土壤电解质并且由此返回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。这种反应使得阳极被腐蚀，而阴极则得到了保护。 二、变电站抗腐蚀措施分析

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35kV变电站抗腐蚀性措施具体包括：增强35kV变电站地网抗腐蚀性机理方面目前国内普遍采用的方法有：采用一些合金钢和有色金属，防止腐蚀。热镀锌钢，在我国的使用比较广泛，但是在市场上一般的热镀锌钢镀锌层很薄。在运用的过程中很容易由于运输、碰撞以及弯折等原因造成镀锌层破裂甚至脱落，反而会从镀锌层破裂处加速造成材料的腐蚀。镀铜钢材料，镀铜钢双金属复合材料是将铜与钢两种金属通过特殊工艺加工而成的复合导体。该导体既有钢的高强度，又有铜的良好导电性能、低导磁性以及优良的抗腐蚀性能。镀铜钢接地极产品性能要达到标准，导电性能强，同样截面积的铜包钢接地棒比镀锌钢棒的导电能力增加了一倍，相对导磁率低，减小雷电感应，有效地防止二次雷击，耐腐蚀性能强，使用年限长。镀铜钢材料的连接形式采用放热焊接，放热焊接是一种化学防热反应，反应温度高达2500℃，局部反应温度高达3700℃。放热焊接是一种简单、高效率、高质量的金属连接方式。其特点包括：操作简单安全，无需专业技术知识和特殊防护，容易掌握；无需外接能源，工具设备简单有效地提高了施工效率；连接器为纯度较高的金属铜，耐腐蚀性能强；连接器以金属链形式连接，不容易脱落；连接器的载流能力大于导线的载流能力；焊接质量监测方便，目视便可监测焊接质量；连接器能经受多次大浪涌电流冲击而不会退化。

采用导电防腐涂料，导电防腐涂料是指导电率在10s/cm以上的具有导体和半导体性能的涂料，是现阶段国内外较新的一项技术，但是价格比较昂贵，运用上表现的还不够成熟。 采用阴极保护措施。阴极保护是通过牺牲阳极或者外加电流来实现的。牺牲阳极简单易行，而且由于阳极体电位比土壤电位负，也有利于工频电流和雷电流的流散，可大大降低杂散电流腐蚀的危害。因此，也适合用于接地装置的防腐。常用的牺牲阳极材料有高纯度镁及镁合金、高纯度锌及锌合金、铝合金等等。缺点在于相对于接地投入来说，另外增加了阴极保护系统，所以也就增加了投资费用。因此，总结分析上述的抗腐蚀措施，我们不难发现结合35kV变电站的具体地质条件，以及造价费用等因素，考虑选用镀铜钢材料作为接地网建设的基础材料是一个比较实用，性价比较高的方法。另外，对于35kV变电站的接地设施的防腐工作还应该注意以下几点：

1.要弄清变电站及其周围的地质状况，还要把变电站四周土壤电阻率水平和垂直两个方向上的分布测试出来，经过认真的技术经济分析找出合适的措施。

2.选用可靠的材料，并经过认真的设计、计算，不要盲目地照搬规章制度，力求在技术上、经济上达到最佳的效果。

3.变电站接地装置受到多种腐蚀机理作用，影响其腐蚀速率的因素很多，关系也相当复杂，加上各变电站所处的环境条件、土壤情况的差异性，对于35kV变电站抗腐蚀性机理进行设计时，应该根据具体采用不容的方法或者多种方法联合使用。 三、结束语

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35kV变电站地下接地电网在遭受原电池腐蚀使得电缆沟内接地体比主接地网腐蚀情况十分严重，如果不采用任何防腐措施则地下线的腐蚀最为严重，本文通过对35kV变电站的抗腐蚀性机理设计以及最终达到的效果表明，变电站抗腐蚀性机理的考虑要根据现场的情况而定，因为土壤的电阻率、pH值、含水量以及含盐量都是影响变电站接地电网腐蚀的关键因素。通过各土壤腐蚀因素与接地网实际腐蚀性的分析上来看，必须考虑多种因素的交互作用，35kV变电站接地网最常用的防腐措施包括热镀锌、阴极保护以及扩大接地体截面，考虑到接地体全面腐蚀和局部腐蚀的基础上，根据实际腐蚀数据进行接地体截面和材料的选择计算，使接地体在遭受腐蚀情况下仍然具有足够的热稳定截面是目前最为可靠的防腐蚀措施。总之，在35kV变电站的抗腐蚀性机理设计上要因地制宜采用合理、合适的相应措施，考虑造价、施工、效果等方面的因素综合性考虑。 参 考 文 献

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