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    供电公司接地装置的腐蚀及防腐措施信任则为水,成功则为舟
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供电公司接地装置的腐蚀及防腐措施信任则为水,成功则为舟
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摘要:防雷装置的防护效果很大程度上取决于接地装置的效果,而接地装置又因各种原因容易被破坏,尤其是腐蚀的破坏。本文讨论接地装置发生腐蚀的环境、原因、机理和容易发生腐蚀的部位及其危害性,提出防止接地装置(接地体和接地线)腐蚀的具体措施。关键词:接地装置腐蚀腐蚀机理防腐措施前言接地装置长期处在地下,特别是土壤电阻率低的地方,如潮湿且含有一些可溶的电解质,酸、碱、盐等成分的地方。这些水分和电解质对接地装置会产生腐蚀,极大地影响装置的使用寿命。腐蚀会造成接地网局部断裂,接地线与接地网脱落,形成严重的接地隐患或构成事故。据潍坊市防雷 防雷年度检测资料,每年都发生因接地装置腐蚀造成接地电阻超标,甚至断裂使一些设备“失地”的情况。防雷设备和电力设备“失地”会造成严重后果,使防雷设备失去作用,在接地短路故障发生时,使局部电位升高造成反击,使事故扩大。因而对接地装置的腐蚀问题必须认真对待,并采取切实可行的防腐措施。1 接地装置腐蚀环境和腐蚀部位1.1 接地装置的腐蚀环境接地装置的腐蚀环境主要分为两种: 大气腐蚀; 土壤腐蚀。大气腐蚀主要涉及接地引线和电缆沟内的均压带,土壤腐蚀主要涉及各种垂直和水平接地体。1.2 接地装置容易发生腐蚀的部位接地装置容易发生腐蚀的部位主要有: 设备接地引线及其连接螺母; 各焊接处; 电缆沟内的均压带; 水平接地体。这些部位既有大气腐蚀的环境,又有土壤腐蚀的环境。2 接地装置的腐蚀原因接地装置的腐蚀原因是多方面的,主要为电化学腐蚀,又为吸氧腐蚀为主,在一些工业污染严重的场所,如有害气体及酸、碱存在的场所,还会有严重的化学腐蚀。接地装置腐蚀原因大致可归纳为以下几种情况: 土壤腐蚀性强,特别的在偏酸性的土壤、风化石土壤和砂质土壤 ,较易发生吸氧腐蚀。各种高山微波站、转播台等接地网的腐蚀就属于典型的吸氧腐蚀。接地体采用再生钢材,这样的钢材由于杂质超标,在地下易发生电偶电池腐蚀。这在许多地网改造工程 ,由于施工单位偷工减料,建筑单位监督不力又不进行防雷工程验收的情况下易发生。使用了腐蚀性较强的降阻剂,特别是一些化学降阻剂。由于降阻剂含有大量的无机盐,加速了接地体的电化学腐蚀。一些固体降阻剂也由于膨胀系数与钢接地体不一致,经过一定的时间后由于热胀冷缩等原因降阻剂与接地体产生缝隙,产生了腐蚀电位差,加速了接地体的腐蚀。属于施工方面的原因有: 接地体埋深不够,上层土壤含氧率较高,吸氧腐蚀快; 用沙子,碎石和建筑垃圾作回填土,增大了回填缝隙,使空气容易渗透,加速吸氧腐蚀; 焊接头存在虚焊、假焊现象,对焊接头没有做防腐处理; 接地引线没采取过渡防腐措施,没有刷防腐漆; 扩大地网时,把新地网接到原地网的电缆沟,或把设备的接地线接到电缆沟的均压带,而电缆沟的均压带又无定期防腐处理,焊接头腐蚀断开造成地网支解。3 接地装置防腐措施3.1 接地极防腐措施3.1.1正确选用接地体用材、埋深和采取优质施工工艺为了防止接地体腐蚀,选用材料很关键,一般不要使用再生钢。接地体的埋深一定要达到0.6m以上,并用细土回填,分层夯实,不要用碎石和建筑垃圾回填。对焊接头的焊口长度,焊接质量要严格把关,不能有虚焊、假焊现象。对焊口要刷防锈漆进行处理。施加降阻剂防腐剂要均匀,不要有脱节现象,对施加降阻剂和不施加降阻剂的地方要刷防锈漆进行过渡,防止因电位不同引起的电化学腐蚀。3.1.2 用性能优良的高效降阻剂高效降阻剂是一种新型降阻剂材料。性能优良的降阻剂具有稳定的化学性能,对接地金属无腐蚀作用,同时还能保护金属不受腐蚀。《降阻剂技术条件》规定,在实验室的试验 表面腐蚀率应不大于0.03mm年,在埋地的金属腐蚀试验 表面平均腐蚀率应不大于0.05mm年。降阻剂呈弱碱性,且降阻剂浆料在24小时内能完全凝固。从化学角度看,一方面,降阻剂呈弱碱性对接地体有一定的保护作用;另一方面凝固后的降阻剂将成为金属电极的固体保护层,以隔离土壤 腐蚀液体的侵入。自 2002年以来,潍坊市防雷 先后承担了很多防雷接地工程,对一些土壤电阻率高且需要采取防腐措施的场所,采用高效降阻剂,辅助其他降阻手段和合理的设计,接地电阻值均达到国家标准。通过潍坊市防雷 多年来的追踪测试表明:接地装置接地电阻值稳定,且随着时间的推移,接地电阻值稳 有降,接地体基本无腐蚀现象发生。3.1.3 阴极保护法阴极保护法是通过对被保护金属(如接地网的普通碳钢)进行外加阴极极化来防止金属腐蚀的方法。阴极保护可通过两种方法实现,一是牺牲阳极法;二是外加电流法。牺牲阳极法简单易行,它是在被保护的接地网上连接电位更负、更容易腐蚀的金属或合金(如镁及镁合金阳极、锌合金阳极),靠阳极的腐蚀溶解达到保护阴极(接地网)的目的。外加电流法(亦称强制电流法)是利用外加直流电源,将被保护的接地网与电源的负极连接,使接地网变成阴极而极化,从而达到防止金属腐蚀的目的。两种阴极保护方式各有特点,它们在接地网的保护 得到了成功的应用。阴极保护要根据土壤特性(主要是土壤电阻率,其次是土壤的PH值、含水率、透气性)、接地网的总表面积、总的保护电流来设计。但无论采取何种阴极保护方式,都应使接地网的阴极电位 -850mV(相对CuCuSO4饱和电液),或者使接地网的自然腐蚀电位负移(250-300)mV,不小于100mV。只有接地网的阴极极化电位得到保证,才能有效地防止金属的腐蚀。接地网的较小保护电流强度一般在10mAm2-100mAm2之间。接地网实施阴极保护时整个地网不需要使用降阻剂,但埋设牺牲阳极或辅助阳极的地方需要化学填实包或碳素回填料,以降低阳极的接地电阻。接地网防腐采用阴极保护后一般可以延长使用寿命25年-30 年。3.2接地线的防腐措施接地线较容易发生的腐蚀部位是从地下与水平接地体连接处直到地面上1m处,因为此处接地引下线经过两种不同的腐蚀环境,腐蚀电位不同,特别容易发生因电位不同而引起的电化学腐蚀。采取的措施是从地下与水平接地体连接处开始刷沥青漆或防锈漆,直到地上与设备连接处,并定期进行维护。4 结束语接地装置的防腐是造成接地隐患,产生接地事故的主要原因,因而要密切关注。对接地装置的防腐问题应从选材、设计、施工、运行、维护等多方面入手。对防腐和降阻困难的场所,使用高效降阻防腐剂显示了较好的效果,已为大量的工程实践所证明。对只需防腐不需降阻的场所,采用阴极保护也是有效的。参考文献【1】 能源部武汉高压研究所. 降阻剂暂行技术条件修改稿). 武汉 苏邦礼等.雷电与避雷工程【M】.广州:广东 山出版社 卢刚,耿风慧,丁锐等.变电站接地网的“阴极保护”防腐技术【J】.供用
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