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接地網腐蝕探討

文檔作者：邱曉濤文檔來源：國網新疆電力公司電力科學研究院		點擊數(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
接地網腐蝕探討
邱曉濤
(國網新疆電力公司電力科學研究院新疆烏魯木齊83001 1)
摘要：接地網腐蝕問題較為復雜．具有跨學科
性，本文結合實際對接地網腐蝕機理、研究方法、防
護方法、研究方向等進行了介紹分析。
關鍵詞：接地網；腐蝕；探討
1 前言
接地網腐蝕會造成電氣設備“失地”，接地電阻升
高，影響電氣設備安全運行，危及人身安全，甚至引發(fā)
連鎖事故，國內已多次發(fā)生此類事故。全國各地接地
網開挖檢查中發(fā)現(xiàn)，接地網一般10年左右，甚至3～4
年即已發(fā)生嚴重腐蝕失效。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)等地接地網腐蝕現(xiàn)象
也比較嚴重。研究接地網腐蝕問題，對提高電網的安
全、穩(wěn)定、經濟運行有著十分重要的意義。
2 接地網腐蝕機理
接地網腐蝕屬于典型的電化學腐蝕，可以分為
土壤理化性質引起的腐蝕、雜散電流腐蝕、微生物
腐蝕三大類。這些腐蝕類型相互作用，使接地網腐
蝕問題更加復雜化。
2．1 土壤理化性質引起的腐蝕
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
多種性質的綜合性指標，一般情況下，電阻率越低，
土壤腐蝕性越強，它是選擇接地網材料和防腐蝕措
施的重要指標。
2,2 雜散電流腐蝕
雜散電流腐蝕實質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，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材料的腐蝕是其新陳
代謝活動導致的，微生物的新陳代謝產物如硫酸、
有機酸和硫化物等增強了土壤的腐蝕性。微生物
腐蝕多發(fā)生在潮濕及有機質含量較高的土壤中，可
通過測試硫酸鹽、硫化物、有機質及土壤的類型等
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準，一般是
參照原石油部標準及國外(德國等)標準進行評
價。原石油部標準把土壤的腐蝕性分成特強腐蝕、
強腐蝕、較強腐蝕、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)相關資料及現(xiàn)有的土壤分析數(shù)據(jù)判斷，
本地接地網腐蝕以土壤理化性質引起的腐蝕為主，
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，金屬材料腐蝕的研究方法可分
為自然暴露試驗方法、實驗室理論試驗方法、實驗
室加速模擬試驗方法等三個大類。
3．1自然暴露試驗方法
自然暴露試驗方法是通過在現(xiàn)場設備所在地
布置一定數(shù)量、不同材質的試片，測試試片在一定
時間內(一般為1、2、4、8年，最少1年)的腐蝕情況，
定期取樣對試片進行處理，計算出腐蝕失重和腐蝕
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新疆電力技術 2016年第4期總第211期
深度，同時進行腐蝕產物分析。
3．2實驗室理論試驗方法
實驗室理論試驗方法是指在實驗室內創(chuàng)造條
件來進行理論試驗，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實驗室加速模擬試驗方法
實驗室加速模擬試驗是指在腐蝕試驗箱內，模
擬自然環(huán)境的基礎上，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
獲得材料的腐蝕傾向、腐蝕行為及相對耐蝕性的試
驗結果，從而評定材料的耐蝕性，預測長期腐蝕行
為和使用壽命。
3．4問題及探討
接地網腐蝕過程較緩慢，土壤的理化性質等隨
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)方法在研究接地網腐蝕方面都有較大的局限
性?；陔娀瘜W測量原理的連續(xù)原位測試技術與
計算機網絡技術相結合，可能是今后研究接地網腐
蝕的重要手段。
4 接地網腐蝕防護方法
4．1改變土壤環(huán)境
土壤環(huán)境對接地網的設計及后期的防腐蝕方
案有很重要的參考意義。應盡量選擇腐蝕性較小、
土壤性質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的一部分。在埋設地網時，應
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)達國家以銅做為接地網
的主要材料，接地網腐蝕問題并不嚴重。我國接地
網材料普遍使用碳鋼，腐蝕問題相對嚴重。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，銅質接地網壽命是碳鋼接地網壽命的4倍
左右，基本可滿足接地網30年有效運行壽命的要
求。銅材接地網投資比碳鋼接地網高五倍左右。另
外銅腐蝕后產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【生強的土壤環(huán)境使用。
4．3用覆蓋層保護
鍍鋅鋼是目前國內最常用的接地網防腐蝕方
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。試驗及應用表明，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)生點蝕露出鋼材，鋼材作為犧
牲陽極將發(fā)生非常快速的電化學腐蝕。新型防腐
涂料(如碳納米防腐導電涂料)正在研制或推廣應
用中，應用效果還需要進一步驗證。
4．4陰極保護法
陰極保護又分為犧牲陽極陰極保護和外加電
流陰極保護。陰極保護法在一些地方得到成功應
用，缺點是保護電流密度在線監(jiān)測困難。保護電流
密度過小，接地網腐蝕依然會發(fā)生；保護電流密度
過大(過保護)，接地網又將發(fā)生電解腐蝕。
5 結語
1)接地網腐蝕問題較為復雜，具有跨學科性，
尚有許多問題需要進一步研究，如土壤腐蝕性的評
定分級、接地網斷點及腐蝕狀態(tài)檢測技術、新型接
地網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斷點及腐蝕狀態(tài)
檢測的主要手段，拓撲結構腐蝕診斷法、超聲波法、
瞬變電磁法、電化學法等新型技術尚需發(fā)展完善，
在現(xiàn)有條件下也應做好接地網腐蝕的檢測、監(jiān)督管
理等工作，積累數(shù)據(jù)經驗，評估預測，積極應對。
參考文獻：
【1】李楊道武朱志平李宇春周瓊花著．電化學與電
力設備的腐蝕與防護．中國電力出版社．
『21謝廣潤．電力系統(tǒng)接地技術．水利電力出版社．
[3】邵建人．交流系統(tǒng)接地網的腐蝕與防護研究．電
力設備，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)
化學技術監(jiān)督、技術服務 工作．
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