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摘要:本文先对腐蚀环境对输电线路接地形成的危害加以简析,然后在大气腐蚀和土壤腐蚀相关方面,对当前输电线路接地的腐蚀类型进行总结,进而在运用耐腐材料、设置保护层以及涂层相关基础上,对腐蚀条件下输电线路接地方案进行详细阐述。
关键词:腐蚀条件;输电线路;接地方案
在经济社会发展之下,电力资源的需求量正在不断增多,输电线路工程的建设规模和数量也在不断扩大与增多。在这种情况下,人们对供电安全和稳定有了更高要求。输电线路在传输电力资源时,会有很多因素对电力正常运输形成影响,比如风雪或者是雷击等。而其中雷击对输电线路的干扰是最大的,通过接地网的设置能够预防输电线被雷击。但是我国地理面积广,不同地区造就了不同的地理条件,有些地区的土壤和大气存在腐蚀性,会对输电线的接地网装置造成腐蚀,进而影响整个电力系统的运行。因此,对腐蚀条件下输电线路接地方案的研究有着一定现实意义。
一、腐蚀条件对输电线路接地的危害
当前我国经济正处于快速发展时期,电力能源在各个行业和领域中的应用范围也不断扩大,这也让现代化建设进程不断加快。输电线路是电力系统中重要构成部分,人们是否能够正常且安全的用电完全取决于输电线路的工作,甚至于对社会的发展也有一定的影响。在输电线路运行时,输电线路接地质量能够影响输电线路杆塔接地电阻和电力资源输送。在一般情况下,输电线路中接地网长期处于恶劣的环境中,其很大部分都被埋在土层之下。若是当地土壤有着极强的腐蚀性,比如在甘肃河西地区,该地区气候干燥,雨季时期比较短,除了一些山地高坡之外,地表通常是一些荒漠土盐碱土。而这些盐碱土腐蚀性相对较强,会对埋于土层之下的接地装置进行腐蚀,进而缩短接地装置使用寿命,致使部分接地网破裂,对整个电力系统形成很大的危害。因此,在输电线路工程建设中,必须要做好输电线路接地工作,这样才能够保障整个电网的稳定运行。
二、输电线路接地腐蚀种类
(一)大气腐蚀
大气腐蚀,具体是指一些长期显露在大气环境中的接地引线被腐蚀。这种腐蚀情况产生的范围比较广,通常是由于接地材料受到了源自于大气中水、腐蚀物以及氧气等介质形成联合反应导致的。在腐蚀条件这方面来看,大气中含有水分与氧气,而其中水分大气腐蚀形成的关键因素。从此可以看出,依据接地网被腐蚀金属表面出现的潮湿程度就可能分辨,大气腐蚀主要能够分成潮大气、湿大气以及干大气三种腐蚀情况。
(二)土壤腐蚀
因为接地网有很大部分都埋于地下,所以很容易在工作过程中被土壤腐蚀,这是导致接地网腐蚀的一个主要因素。土壤腐蚀,主要是指土壤中不同构成成分与性质会对接地网形成腐蚀。土壤一般是由气液固三种物体构成的,这三种物体会因为时间、温度以及气候的变化而出现相应的改变,土壤性质也会因此而出现相对应的变化。所以,土壤内部会进行新陈代谢活动,而在新陈代谢过程中会引发接地网被埋入部分的腐蚀情况出现。一般土壤中都存在很多细菌,比如硫酸盐还原菌等,这些细菌会因为腐蚀反应产生的能量进行繁殖,而其中导致铁腐蚀的是硫酸盐还原菌。
三、腐蚀条件下输电线路接地方案
输电线路的接地腐蚀,实际上是金属材料在土壤中的腐蚀,腐蚀情况的产生主要是因为金属材料与土壤,以及彼此之前的界面反应导致的,所以,在腐蚀条件下进行输电线路接地的工作,需要在接地网防护方面入手。
(一)运用耐腐材料当做接地电极
接地网通常是由棒形与带形接地体构成的闭合体,以垂直方式埋设的接地装置一般使用圆钢、角钢、钢管,以水平的方式埋设则需要使用扁钢以及圆钢等,这样能够减少腐蚀情况的出现。在一些国外地区,部分国家还使用过不锈钢做接地电极,但是依旧无法缓解接地极腐蚀问题,而且使用不锈钢会投入更多的资金,这显然是一个不太理想的方案。在最近几年中,电力行业开始使用非金属接地体,其防腐效果相对显著。非金属接地体材料种类比较多,其中比较常见的有人造石墨电极,加工过程比较简单,并且价格也实惠。人造石墨电极是由石油焦与沥青两种材料依据一定比例构成,导电性能很好,电阻率通常在7×10-6~15×10-6Ωm,寿命比较长,腐蚀速度比钢小三十倍。不过石墨容易脆,在安装的时候要小心进行。
(二)设置保护层,优化腐蚀环境
要想有效预防接地体被腐蚀的问题出现,通常可以在接地体和土壤之间加设保护层,在这过程中主要运用物理降阻剂。物理降阻剂为中性,将其使用在防腐工作中,能够优化与接地体接触介质的pH值,并且还能够将土壤中盐分成分隔离。在物理降阻剂中还包含了胶体,这些胶体能够发挥凝聚作用,可以减少接地体周围的氧成分,而这些功能都可以有效地进行防腐工作。在降阻剂中还有缓蚀剂,无机缓蚀剂能够让接地体表面产生一层钝化膜,有机缓蚀剂附着在金属表面进行定向排列,避免腐蚀介质与金属表面的直接触碰,以此来保护金属。在实际施工过程中,无论是使用化学降阻剂或者是物理降阻剂,都需要注意合理的施工,否则就会导致接地极宏电池腐蚀。由于降阻剂在施工时要逐次用水调试,等到粘稠度合适时再浇灌到坑中。若是在此过程中使用的降阻剂调试不太均匀,则会导致接地体周围凝胶体密度不一致,进而导致接地体被腐蚀。在实际施工过程中,若是土壤过于疏松也会降阻剂沉降不均匀,在施工时若是未等到降阻剂凝固成形就进行回填作业,则会导致降阻剂凝胶体出现裂缝,然后让裂缝产生的部位被腐蚀与破坏。因此,在使用降阻剂进行防腐时,必须要合理施工,保证整个工程的施工质量。除了使用物理降阻剂之外,还可以直接使用焦炭与石墨粉当作保护层。经过相关实践证明,把钢电极放入有焦炭粉末层与无焦炭粉末层的相同土壤中,有焦炭粉末层的腐蚀速度远远低于无焦炭粉末层。
(三)涂层与电化学
涂层与电化学保护的效果同样十分显著,这种方式可以达到缓蚀与防腐目的,比如在接地体表面涂敷相关的涂料,或者是以牺牲阳极的方式保护阴极。接地体保护层分为金属与非金属两种,比如在铁件上镀锌,但是镀锌层极易被腐蚀,因此目前使用最多的就是非金属涂层,比如聚苯胺导电防腐涂料以及环氧系导电防腐涂料等。防腐涂料当做中间介质运用在钢接地体与土壤之间,或者也可以使用在钢接地体与降阻剂之间,这种以物相触的方式能够加强两者之间的接触效果,这主要是因为涂料有着极强的黏度。而另外一方面则能够对两者进行隔离,利于抑制电化学腐蚀。在通常情况下,涂料使用量是接地网材料整体的2%到3%左右,其能够加强接地体使用寿命。接地体电化学保护运用的是牺牲阳极法,有效保护以阴极形式存在的接地网,让被保护接地体任何一个点的对地电位在-0.85到1.25v之间,牺牲阳极经常使用的材料是Zn-0.5%AI-0.1Cd,Mg-6%Al-3%Zn-0.2%Mn等。在实际建设过程中,经常是把保护涂层与阴极保护方式一起使用,以此加强防腐效果。阴极保护电流分布均匀和保护质量之间有着直接关联,所以阴极布局必须要符合保护件各处都实现完全保护的点位。
结束语
输电线路接地网是整个电力系统关键组成部分,其能够保确保输电线路不会受到雷击干扰。但是输电线的接地装置与接地网大部分都处于土层之下,极易受到土壤环境的腐蚀。因此,在施工建设过程中必须要做好输电线路接地的防腐工作,经过保护层的设置以及导电涂层的运用等方式,以防输电线接地被腐蚀与破坏,进而保障整个电力系统的稳定运行。
参考文献
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