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接地網(wǎng)腐蝕探討

文檔作者：邱曉濤文檔來源：國網(wǎng)新疆電力公司電力科學(xué)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2022年02月10日
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2016年第4期總第211期 新疆電力技術(shù)
接地網(wǎng)腐蝕探討
邱曉濤
(國網(wǎng)新疆電力公司電力科學(xué)研究院新疆烏魯木齊83001 1)
摘要：接地網(wǎng)腐蝕問題較為復(fù)雜．具有跨學(xué)科
性，本文結(jié)合實(shí)際對接地網(wǎng)腐蝕機(jī)理、研究方法、防
護(hù)方法、研究方向等進(jìn)行了介紹分析。
關(guān)鍵詞：接地網(wǎng)；腐蝕；探討
1 前言
接地網(wǎng)腐蝕會造成電氣設(shè)備“失地”，接地電阻升
高，影響電氣設(shè)備安全運(yùn)行，危及人身安全，甚至引發(fā)
連鎖事故，國內(nèi)已多次發(fā)生此類事故。全國各地接地
網(wǎng)開挖檢查中發(fā)現(xiàn)，接地網(wǎng)一般10年左右，甚至3～4
年即已發(fā)生嚴(yán)重腐蝕失效。新疆地域廣闊，其中和田
地區(qū)、吐魯番地區(qū)、五彩灣地區(qū)等地接地網(wǎng)腐蝕現(xiàn)象
也比較嚴(yán)重。研究接地網(wǎng)腐蝕問題，對提高電網(wǎng)的安
全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著十分重要的意義。
2 接地網(wǎng)腐蝕機(jī)理
接地網(wǎng)腐蝕屬于典型的電化學(xué)腐蝕，可以分為
土壤理化性質(zhì)引起的腐蝕、雜散電流腐蝕、微生物
腐蝕三大類。這些腐蝕類型相互作用，使接地網(wǎng)腐
蝕問題更加復(fù)雜化。
2．1 土壤理化性質(zhì)引起的腐蝕
影響土壤腐蝕性的因素主要有：土壤電阻率、
含水量、pH值、可溶性鹽含量(包括影響較大的氯離
子、硫酸根離子含量)等。土壤電阻率是表征土壤
多種性質(zhì)的綜合性指標(biāo)，一般情況下，電阻率越低，
土壤腐蝕性越強(qiáng)，它是選擇接地網(wǎng)材料和防腐蝕措
施的重要指標(biāo)。
2,2 雜散電流腐蝕
雜散電流腐蝕實(shí)質(zhì)上是金屬的電解過程，電解
池的陰極即電流流人的一端被保護(hù)，電解池的陽極
即電流流出的一端被腐蝕。雜散電流主要分為直
流雜散電流和交流雜散電流兩類，其中直流雜散電
流對接地網(wǎng)材料的腐蝕危害較大。
2．3 微生物腐蝕
土壤中微生物對接地網(wǎng)材料的腐蝕是其新陳
代謝活動導(dǎo)致的，微生物的新陳代謝產(chǎn)物如硫酸、
有機(jī)酸和硫化物等增強(qiáng)了土壤的腐蝕性。微生物
腐蝕多發(fā)生在潮濕及有機(jī)質(zhì)含量較高的土壤中，可
通過測試硫酸鹽、硫化物、有機(jī)質(zhì)及土壤的類型等
判斷微生物腐蝕發(fā)生的程度。
2．4問題及探討
目前土壤腐蝕性評價還沒有國家標(biāo)準(zhǔn)，一般是
參照原石油部標(biāo)準(zhǔn)及國外(德國等)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評
價。原石油部標(biāo)準(zhǔn)把土壤的腐蝕性分成特強(qiáng)腐蝕、
強(qiáng)腐蝕、較強(qiáng)腐蝕、中等腐蝕、弱腐蝕等五級，該評
價方法涉及的參數(shù)較多，如硫酸根離子、總堿度、含
氣量等。新疆地區(qū)土壤類型主要以堿性鹽漬土壤
為主，根據(jù)相關(guān)資料及現(xiàn)有的土壤分析數(shù)據(jù)判斷，
本地接地網(wǎng)腐蝕以土壤理化性質(zhì)引起的腐蝕為主，
雜散電流腐蝕和微生物腐蝕影響程度較小。
3 金屬材料腐蝕的研究方法
根據(jù)時間特點(diǎn)，金屬材料腐蝕的研究方法可分
為自然暴露試驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)室理論試驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)
室加速模擬試驗(yàn)方法等三個大類。
3．1自然暴露試驗(yàn)方法
自然暴露試驗(yàn)方法是通過在現(xiàn)場設(shè)備所在地
布置一定數(shù)量、不同材質(zhì)的試片，測試試片在一定
時間內(nèi)(一般為1、2、4、8年，最少1年)的腐蝕情況，
定期取樣對試片進(jìn)行處理，計算出腐蝕失重和腐蝕
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新疆電力技術(shù) 2016年第4期總第211期
深度，同時進(jìn)行腐蝕產(chǎn)物分析。
3．2實(shí)驗(yàn)室理論試驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)室理論試驗(yàn)方法是指在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)創(chuàng)造條
件來進(jìn)行理論試驗(yàn)，通常是創(chuàng)造不同的條件，如不
同的濃度、不同的電流等，用來研究單一因素或多
因素共同作用下的腐蝕情況。
3．3實(shí)驗(yàn)室加速模擬試驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)室加速模擬試驗(yàn)是指在腐蝕試驗(yàn)箱內(nèi)，模
擬自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，通過改變一個或多個腐蝕影
響因素，使腐蝕環(huán)境更加苛刻，可以在較短時間內(nèi)
獲得材料的腐蝕傾向、腐蝕行為及相對耐蝕性的試
驗(yàn)結(jié)果，從而評定材料的耐蝕性，預(yù)測長期腐蝕行
為和使用壽命。
3．4問題及探討
接地網(wǎng)腐蝕過程較緩慢，土壤的理化性質(zhì)等隨
著四季溫度的變化、降雨(雪)量等都有較大的不
同，其腐蝕速度并不是均勻的。另外還受到實(shí)地雜
散電流及微生物的影響，故難以模擬，以上三種傳
統(tǒng)方法在研究接地網(wǎng)腐蝕方面都有較大的局限
性?；陔娀瘜W(xué)測量原理的連續(xù)原位測試技術(shù)與
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，可能是今后研究接地網(wǎng)腐
蝕的重要手段。
4 接地網(wǎng)腐蝕防護(hù)方法
4．1改變土壤環(huán)境
土壤環(huán)境對接地網(wǎng)的設(shè)計及后期的防腐蝕方
案有很重要的參考意義。應(yīng)盡量選擇腐蝕性較小、
土壤性質(zhì)均勻的場所作為變電站地址，盡量不使用
鋼筋混凝土作為地網(wǎng)的一部分。在埋設(shè)地網(wǎng)時，應(yīng)
填移腐蝕性較小的土壤，也可使用性能優(yōu)良的高效
防腐降阻劑。
4．2選擇合適的接地材料
以美國為主的許多發(fā)達(dá)國家以銅做為接地網(wǎng)
的主要材料，接地網(wǎng)腐蝕問題并不嚴(yán)重。我國接地
網(wǎng)材料普遍使用碳鋼，腐蝕問題相對嚴(yán)重。據(jù)資料
介紹，在相同條件下銅的腐蝕速率只有碳鋼的四分
之一左右，銅質(zhì)接地網(wǎng)壽命是碳鋼接地網(wǎng)壽命的4倍
左右，基本可滿足接地網(wǎng)30年有效運(yùn)行壽命的要
求。銅材接地網(wǎng)投資比碳鋼接地網(wǎng)高五倍左右。另
外銅腐蝕后產(chǎn)生重金屬離子污染問題，不易過多使
用，建議在樞紐變電站、腐蝕【生強(qiáng)的土壤環(huán)境使用。
4．3用覆蓋層保護(hù)
鍍鋅鋼是目前國內(nèi)最常用的接地網(wǎng)防腐蝕方
法，但鍍鋅層較薄，只有O．05—0．06mm，一般卜3年鍍
鋅層就腐蝕殆盡。試驗(yàn)及應(yīng)用表明，鍍鋅鋼的耐腐
蝕性相比碳鋼并沒有較大提高。銅包鋼問題也較
大，一旦表面銅層發(fā)生點(diǎn)蝕露出鋼材，鋼材作為犧
牲陽極將發(fā)生非?？焖俚碾娀瘜W(xué)腐蝕。新型防腐
涂料(如碳納米防腐導(dǎo)電涂料)正在研制或推廣應(yīng)
用中，應(yīng)用效果還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。
4．4陰極保護(hù)法
陰極保護(hù)又分為犧牲陽極陰極保護(hù)和外加電
流陰極保護(hù)。陰極保護(hù)法在一些地方得到成功應(yīng)
用，缺點(diǎn)是保護(hù)電流密度在線監(jiān)測困難。保護(hù)電流
密度過小，接地網(wǎng)腐蝕依然會發(fā)生；保護(hù)電流密度
過大(過保護(hù))，接地網(wǎng)又將發(fā)生電解腐蝕。
5 結(jié)語
1)接地網(wǎng)腐蝕問題較為復(fù)雜，具有跨學(xué)科性，
尚有許多問題需要進(jìn)一步研究，如土壤腐蝕性的評
定分級、接地網(wǎng)斷點(diǎn)及腐蝕狀態(tài)檢測技術(shù)、新型接
地網(wǎng)材料及新型防腐涂料的開發(fā)等。
2)目前開挖檢查仍是接地網(wǎng)斷點(diǎn)及腐蝕狀態(tài)
檢測的主要手段，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)腐蝕診斷法、超聲波法、
瞬變電磁法、電化學(xué)法等新型技術(shù)尚需發(fā)展完善，
在現(xiàn)有條件下也應(yīng)做好接地網(wǎng)腐蝕的檢測、監(jiān)督管
理等工作，積累數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)，評估預(yù)測，積極應(yīng)對。
參考文獻(xiàn)：
【1】李楊道武朱志平李宇春周瓊花著．電化學(xué)與電
力設(shè)備的腐蝕與防護(hù)．中國電力出版社．
『21謝廣潤．電力系統(tǒng)接地技術(shù)．水利電力出版社．
[3】邵建人．交流系統(tǒng)接地網(wǎng)的腐蝕與防護(hù)研究．電
力設(shè)備，2006(4)．
作者簡介：
邱曉濤(1971-)男，高級工程師，主要從事電力系統(tǒng)
化學(xué)技術(shù)監(jiān)督、技術(shù)服務(wù) 工作．
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