摘要：本文主要通过对广西土壤腐蚀性进行抽样分析，结合电力工程接地装置腐蚀开挖检查结果，分析广西电力工程接地装置的腐蚀情况，分析现行防腐措施的适用性。对接地装置腐蚀规律及防腐技术的研究，对不同腐蚀条件下的接地装置的材料及防腐措施选取提出指导性意见，为电力工程接地装置设计提供参考，并指导其选用正确接地材料和防腐措施，从而避免盲目选材造成的巨大浪费和安全隐患。
关键词：接地；防腐；腐蚀性
1 广西变电工程防腐现状及问题
广西地处低纬度地区，南濒热带海洋，北为南岭山地，西延云贵高原，境内河流纵横，地理环境比较复杂，气候类型多样。广西是全国降水量最丰富的省区之一，地下水位较高，水质条件复杂，土壤常年处于湿润半湿润状态，腐蚀严重。广西还有2100多公里的海岸线，受海风海盐等影响，也会对接地装置腐蚀造成影响。
广西境内大部分变电站接地装置仍采用热镀锌扁钢作为主要接地材料，极少数GIS变电站采用铜接地装置。广西电网公司长期重视接地装置腐蚀的研究及检查，近年来通过对接地网开挖检查表明，热镀锌扁钢接地装置在运行10年以后均有不同程度的腐蚀损坏。2010年由广西电力科学研究院组织，对区内部分变电站接地网腐蚀进行抽检，发现运行两年的变电站接地网锌层已呈点状蚀穿，运行6年的变电站50×5的接地扁钢已有2.5mm的腐蚀坑，接地装置腐蚀问题较为严重。2 部分电力工程土壤取样结果及评估结合我区历史测量结果，部分电力工程土壤腐蚀性取样测量及评估结果见下表：
表2.1变电工程土壤取样结果及腐蚀性评估
从上面的表格可以看出，广西变电工程大部分土壤PH值在5～9之间，包含了酸性、中性、碱性土壤，腐蚀等级大部分是微或弱。从取样历史记录来看，大部分电力工程只按土壤电阻率、土壤PH值来判断，与实际腐蚀程度相差较大，无氧化还原电位、极化电流密度、质量损失等参数的测量及评估。因此，我区变电工程腐蚀性评价工作内容及流程仍有待优化。此外，若站址地区地下水位较高，接地装置在地下水位以下的，需增加地下水对接地装置腐蚀分析及评价。
3 主要的防腐技术
为了延长接地装置的使用寿命、确保接地装置的安全经济运行，在电力工程中采用的防腐技术主要有以下几种：：
1）加大接地体截面
加大接地体截面是解决接地装置腐蚀的常用手段之一。这是一种被动的防护措施，不能从根本上解决接地装置的腐蚀问题。由于要增大导体截面，工程投资大。由于接地体厚度增大，也会导致接地体的焊接、弯折等施工困难，并造成了铁资源的浪费。
2）采用镀锌扁钢
我国接地装置一般都采用镀锌钢材。在美国进行了长期的镀锌钢材的腐蚀性能测试中，镀锌层可减少钢在土壤中的失重和点蚀速率。但在实际接地工程中，镀锌钢材的耐腐蚀性能没有理论预期的好。
3）铜质接地装置
铜在土壤中腐蚀速率很低，且铜和钢相比具有更低的渗透性和更高的导电性。
4）采用镀铜钢棒对地网进行保护
镀铜钢接地极的导电性能、热稳定性、耐腐蚀性能与纯铜接地极的接近，铜的平均腐蚀率远远低于钢的腐蚀速率，且比锌的腐蚀速率小，钢铁上的镀铜层在土壤中有很好的保护效果。美国加利福尼亚国家海军土木工程实验室曾对不同材料接地棒的户外腐蚀做了实验，测试结果如下表：
表3.1 不同金属组合的腐蚀测试数据
从表中的测试结果看出，镁、铝、锌、软钢及镀锌钢电极等具有相当程度的腐蚀。若使用这些材料制成接地装置适用于海边时，必须注意其腐蚀问题。电镀铜钢棒有较好的抗腐蚀能力，可以极大地延长接地系统包括垂直接地极的使用寿命，减少施工费用。美国国家海军土木工程实验室的专家还测试了不同金属组合的腐蚀数据，并由此规定，钢棒和不锈钢棒电镀铜厚度不应小于0.25mm。
5）采用导电涂料防止地网腐蚀
导电防腐涂料是近年来用于地网防腐的产品，导电防腐涂料的作用在于使金属构件表面与土壤介质隔离开来，以阻碍金属表层微电池的腐蚀作用。国内用于接地装置防腐的涂料，按导电添加剂分类，有镍粉型、石墨型、纳米碳型和有机导电聚合物型四种类型。
但在实际工程应用中，施工较为困难。而且由于涂层一般比较厚，当接地装置受外力时，容易开裂和脱落，从而影响防腐效果。而且涂料价格较高，不利于推广应用。
6）接地装置的阴极保护
阴极保护主要有两种，一种是消耗阳极法或称无源法、牺牲阳极法；另一种是馈电法或称有源法、外加电流法。
牺牲阳极的阴极保护接地装置，是在将要保护的接地体上敷设比该接地体活泼的金属作为阳极（接地体为原电池阴极），使被敷设上的金属受到腐蚀，而接地体本身得到保护。其缺点是电流密度在线监测麻烦。如设计保护电流密度太小，则地网腐蚀依然存在。其他阴极保护法也存在同样的问题。而且接地装置是一个敞开而分散的结构体系，采用阴极保护法对接地装置进行全面保护则难以实施。
7）降阻剂防腐
为了降低接地电阻和减少接地体的腐蚀，通常在接地体和土壤之间注入保护层，最常用的是降阻剂。
2010年广西电力科学研究院在某运行了7年的变电站进行开挖检查，发现未包裹降阻剂的扁钢锌层较被腐蚀完毕，部分地区有深达2.5mm的蚀坑。但包裹降阻剂的地区扁钢锌层仍有80-100μm，基本完好无损。但也有个别变电站由于使用了劣质的降阻剂，接地网在2年内被腐蚀断裂。因此采用降阻剂时，需采购防腐物理型降阻剂，需加强降阻剂的采购和检测管理。
8）沥青防腐
由于沥青具有绝缘电阻大，常温下化学性质稳定，不与降阻剂、土壤和钢材发生化学反应，价格便宜，使用方便等优点。用于焊点、接头防腐，有较好的防腐作用，但由于沥青不导电会对接地装置的导电性有较大影响，只能在防腐薄弱点少量使用。
4 接地装置材料选择及比较在接地装置的防腐设计时，需充分地考虑碳钢腐蚀的不均匀性，并采取有效的防局部腐蚀措施。
非碳钢接地装置中，镀铜钢接地装置略有经济优势，但总体价格均较高。
按碳钢平均腐蚀率计算，不同腐蚀等级下的接地装置材料经济比较表如下：
表4.1接地装置经济性能（考虑平均腐蚀率）
5 结论及建议
对各种土壤的腐蚀性进行正确的评估是进行接地装置设计的基础。因此要重视工程前期的土壤腐蚀性评价。
目前广西地区输变电工程只采用电阻率进行腐蚀性评价，部分变电工程接地装置则采用了PH值和土壤电阻率进行腐蚀性评价，评价依据过于简单，从而带来一定的评价误差，需进行优化和改进。
对于变电工程，应测量土壤电阻率、氧化还原电位、土壤PH值，且土壤取点不宜少于４个。重点变电站应测量极化电流密度和进行质量损失试验，测量总碱度和总酸度，并利用Baeckman评价表进行腐蚀评价。
对于接地装置在地下水位以下的工程还需对地下水进行腐蚀性评价，地下水腐蚀评价包括CL-、SO42-及PH值，如水的沉淀物中有褐色絮状物沉淀（铁）、悬浮物中有褐色生物膜、绿色丛块，或有硫化氢臭，应作铁细菌、硫化盐还原细菌的检查，查明有无细菌腐蚀。
送电工程由于条件所限，主要仍采用电阻率进行腐蚀性评价，但在沿海、化工工业区、有较强腐蚀记录地区，应采用PH、氧化还原电位等措施进行评价。
参考文献：
[1]何金良，曾嵘，《电力系统接地技术》，科学出版社，2007
[2]王锡春，徐小洪等，《涂装技术》，化学工业出版社，1988
[3]《National Bureau of Standards Circular 579》，1957
[4]GB50021-2009《岩土工程勘察规范》
[5]GB_50169-2006 《接地装置施工及验收规程》
[6]DL/T 621-1997 《交流电气装置的接地》
[7]DL/T 5394-2007 《电力工程地下金属均筑物防腐技术导则》
[8]郑瑞臣，李景禄等，《接地装置的腐蚀及防腐措施的研究》《电瓷避雷器》 2006年04期
[9]张明慧，杨兴全，《化工腐蚀与防护技术》化工工业出版社，1988
论文作者:楚冬青,梅芳,姚金茂
论文发表刊物:《电力设备》2016年第16期
论文发表时间:2016/11/8
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