摘要：随着时代的发展，科学技术的进步，国家和社会对于变电站的需求变大，变电站的电站容量需求也在不断增大，这就对变电站地网安装运行的要求越来越严格，但我国变电站地网连接安装中还存在许多问题，地网的腐蚀现象非常严重，表现为接地体脆弱、起层，甚至出现断裂的现象，所以，时刻对变电站地网的状态进行监控，及时发现腐蚀的状态，并对其故障进行及早诊断、及早防治具有重要意义。
关键词：变电站地网；腐蚀状态；故障诊断
变电站安全稳定运行对于我国用电安全来说是非常重要的，所以，对于变电站的地网易存在的问题国家有关部门十分重视，例如：有些变电站会采用在外部使用较宽较厚的扁形钢板等方法延长地网的使用寿命，但这种方式对于延长地网的使用寿命的效果并不理想。另外，变电站的地网都是连接在地下的，这也使得地网的检修和改造工作难度很大，地网受到腐蚀破坏也不易被检查监测到，并且，地网还会受到变电站运行环境，对电磁场和流泄电流产生很大影响，这也就导致了地网的腐蚀防治工作更加困难，所以，国家有关部门对于变电站地网腐蚀防治工作越来越重视。
一、变电站地网的腐蚀
由于地网接在地下，埋没在地下土壤中，常常受到土壤环境的影响，易发生腐蚀现象，土壤的腐蚀导致接地的引线、导体变细，易发生断裂，导电性变差，导体的电阻增大，一旦系统发生接地故障，还会使事故扩大，对变电站的设备和人身安全产生威胁。并且，土壤的腐蚀是电化学腐蚀，它受到土壤内部的酸碱度值、电流、化学反应、和微生物等因素的影响，尤其是氧气和水份因素。另外，不同土质的腐蚀程度也是不同的，这是由于土壤的介质具有多样性、不均匀的特点,水分多、排水性、通气性较差的介质为粘土和淤泥的土壤比蓄水能力强、排水性和通气性较好的土壤腐蚀性强。
除此以外，因为变电站的地网深埋入地下，技术人员对地网的各项性能监测都是通过电阻的大小来进行的，但无法真实了解到地网的实际腐蚀情况。所以，技术人员是通过发现电阻的数据不正常，就需挖土查找地网的断开点和腐蚀段，但这种方法的实用性不强，工作量较大，效率较低，并对电力系统的运行造成影响。所以，技术人员对地网的诊断方法进行研究，在不影响电力运行、不对地网大规模破坏的基础上，通过监测导线间的电阻数值，对地网的腐蚀实际情况进行诊断，对地网的腐蚀进行有效防治。
二、地网腐蚀诊断的原理
变电站的地网的结构是由外缘闭合，中间若干均压导体相互相连成网状电极，并和接地极体相连。我们可以将地网看作纯电阻的网络，当地网运行一段时间后有些导体出现腐蚀或发生断裂的现象，此时支路的电阻比原始的电阻值要大。这样就有两个拓扑结构相同而支路电阻不同的网络。最初的网络电阻，也就是接地导线间的电阻值，其拓扑结构与支路的电阻都是已知的，通过计算可以得出结论。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆腐蚀后的地网电阻值，需通过接地导线测量腐蚀后地网的电阻值，得到电阻的变化值，利用特勒根定理求出端口的电阻变化值和支路的电阻变化值之间关系，根据电阻的变化推出地网支路的电阻变化，从而判断出地网腐蚀及断开的情况。
三、地网的腐蚀诊断方法
近些年来，我国电力系统的快速发展,变电站地网的短路电流不断增加，地网的腐蚀问题越发严重，这也受到我国相关部门的高度重视，对地网的运行状态进行实时的监测，研究出实用有效的地网腐蚀诊断方法。下面对常用的判断地网的运行状态的诊断方法进行分析。
(一)地网导体连通性的测试
一般的，地网的腐蚀不会造成地网的破裂解体，变成两个或多个地网。所以，对地网导体的连通性进行测试的目的是监测引线是否已经被腐蚀。测试的形式就是在任意两根引线间加上电流，若电流能够流通，就说明引线没有腐蚀，是正常的；若电流不能够流通就说明两根引线至少有一根是被腐蚀的。也可以通过三根引线两两之间加电流，观察电流流通情况，进行引线是否被腐蚀的排除。
(二)地网腐蚀及断点的判断方法
变电站地网腐蚀及断点的判断需通过对地网及端口之间的电阻进行测量,其拓扑结构与支路的电阻都是已知的，运用计算可以得出地网每段导体的实际电阻值。根据得出的导体电阻实际值和原始理论值的大小进行比较判断出导体的实际腐蚀情况，及早对地网的故障进行预防。
(三)地网的开挖
传统的地网诊断方法是需对地网进行大面积开挖来判断地网腐蚀情况的，通过连通性的测试，若发现引线出现断裂或者解裂的现象，就需对地网开挖，还可在变电站内部埋入垂直的导体样本,实时监测其腐蚀的程度，一旦腐蚀的程度超过百分之五十，就要进行开挖。但在利用引线电阻进行地网断电和腐蚀监测过程中还是存在许多问题的，由于引线的电阻代表的是整个区域的散流性，它会受到整个地网面积大小的影响，局部区域变化不会对其产生影响。除此以外，地网电阻还会受到所在区域土壤的电阻率变化、测量方法和测量方位的影响，有时即使测量出的电阻发生变化，也不能够反映出地网的腐蚀及断裂的实际情况，也无法确定腐蚀或故障发生的位置。所以，对地网腐蚀进行开挖的诊断方法是不建议采用的，因为其存在较高、工作量较大等问题。
四、地网腐蚀的防护措施
地网在土壤中易被腐蚀的主要原因是地网中的导体材料的物理化学性质不稳定，有时与不同材料的导体相接触时，与土壤中电解质溶液组成原电池。所以，为了保护地网避免受到腐蚀，应避免导体与土壤中电解质溶液形成能够腐蚀的条件，减缓原电池极化反应的速度。
(一)对阴极进行保护
目前，我国的地网装置的阴极保护措施还不够完善，还存在问题，例如：传统的使阳极反应从而保护阴极的方法中，变电站的运行性能也会受到很大影响；除此以外，还可以使用外加电流对阴极进行保护的方法，累积在地网装置表面的大量污垢会使其电阻增大，这也会给地网运行带来很大影响，所以，这种方法就需要设立一个保护参数，通过参数，也就是电阻数值对阴极的保护进行监测。
(二)电极使用耐腐蚀的材料
我国的变电站地网都是由棒状和条状体结合组成的外缘闭合，在垂直方向的地网装置使用的是圆钢、钢管一类，平行方向的地网装置使用的是扁钢、圆钢等，所以，为了减少材料的腐蚀，有些单位会使用铜材料代替钢材料，以前我国也曾使用不锈钢作为电极材料，但不能很好地解决地网电极腐蚀的问题，并且成本极高，不建议使用不锈钢作为电极材料。近些年来，我国相关单位都使用非金属材料作为接地的电极，发现地网的腐蚀问题得到明显的改善，但非金属电极材料的种类有很多，其中人造的石墨被使用的最多，其具有经济实用、易加工、物理化学性质稳定、导电性能好、使用寿命长的特点，并且其腐蚀的速度相比其他材料都要慢，但人造石墨较脆弱，在安装时需要注意。
(三)使用新型防腐蚀的涂料
目前，这是国内外最先进、最新的一种防治地网腐蚀的方法，新型的防腐蚀涂料的基本特点是防腐蚀性强并且不会对地网安全运行产生影响，并且这种涂料的使用简单、经济实用。但由于这种新型涂料的实践应用时间较短，在使用涂料时要注意，若地网电阻的数据不正常，应及时停止使用。
结语：
众所周知，变电站对于国家的安全用电是非常重要的，其地网对于安全运行是必要的，所以，进行好地网装置腐蚀的防护工作对变电站安全运行非常重要。本文在介绍我国目前变电站地网腐蚀及腐蚀防治工作的情况、地网腐蚀原理及状态的基础上，对腐蚀的诊断方法进行研究并提出有效的地网腐蚀防治措施，通过对预防措施进行实施，促进我国电力事业的良好发展。
参考文献：
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论文作者:梁华剑
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/20
标签：地网论文; 变电站论文; 电阻论文; 引线论文; 导体论文; 土壤论文; 方法论文; 《建筑学研究前沿》2017年第17期论文;