输电线路接地装置发生腐蚀问题的原因与改进措施

输电线路接地装置发生腐蚀问题的原因与改进措施

高健 李哲

南阳飞龙电力集团有限公司 河南南阳 473000

摘要：众所周知，输电线路接地装置的管理工作十分重要。接地装置是输电线路接地系统中十分关键的一部分，接地装置的使用年限和安全性直接关系到防雷接地、工作接地和防静电接地的工作效果。其中影响接地装置作用发挥的因素主要为腐蚀破坏，如果接地装置长期处于潮湿、阴暗的环境中就会损坏设备，造成接地网局部的断裂，进而可能引发安全事故。为此，在生产实践中，做好设备接地已经成为降低输电线路安全隐患、提升输电线使用寿命的关键环节。

关键词：输电线路;接地装置;腐蚀

引言

长期以来，输电线路接地装置通常采用扁钢、圆钢、镀锌钢、铜、铜覆钢等金属材料作为接地主材，然而此类材料存在的主要问题为抗腐蚀性不足。扁钢、圆钢的抗腐蚀性差；相对于圆钢而言，镀锌钢的抗腐蚀性有所加强，但仍存在较为明显的腐蚀现象；铜、铜覆钢材料的抗酸性和抗腐蚀性能较差。近年来，柔性石墨接地材料以其较强的抗腐蚀性、良好的降阻性能和耐冲击性能，以及具有运输、施工便捷性，而得到广泛应用。

1输电线路接地装置发生腐蚀的原因

1.1电化学腐蚀

输定线路自身所处于的环境之中，发生电化学反应，即能够导致电化学腐蚀现象出现，主要原因在于，金属与介质之间存在不均匀的介质电化学，导致原电池发生腐蚀，同时受到pH数值以及电阻率等多方面因素的影响，即能够出现腐蚀问题，另外，土壤环境之中包含诸多不确定性，例如其中可能存在微型电池结构等，导致腐蚀问题进一步发展。

1.2含水量

土壤中的电解质发生离子化的过程，或是土壤中的水分对金属溶解离子化的过程，均能够形成相应的作用，特别是如果土壤中的含水量相对较高，不仅能够促使其饱和度提升至95%以上，还能够在一定程度上影响到氧气的扩散渗透。与此同时，若是能够使其中的湿度控制在10%以下的范围之内，在阳极极化的过程中，即会出现土壤电阻值增加的情况，进而能够导致腐蚀速率影响土壤电阻率的情况出现，也就会导致腐蚀的严重性大幅度增加。需要注意的是，一般来说，粘性土壤之中电阻率的数值参数相对较低，并且在此类土质结构之中的腐蚀性相对较大。

2接地装置

在电力系统中，接地装置安装的主要目的是保护电力设备确保周围环境安全，在接地装置中被称作接地的部分是具有良好导体作用的电器，包括中性点、壳或支架。接地按照作用不同可以分为三种：一是在电力系统中保持正常运行所设置的接地，如中性点直接接地；二是防止触电采取的保护措施，通常被称为保护接地、又被称作安全接地，工作原理主要是实现大地绝缘，因为一般情况下电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等都是由绝缘体包裹的，但一旦绝缘体损坏就可能造成恶劣影响，这时有接地设备疏散电流就会降低危险；三是为防止雷暴天气出现造成的突发性触电事故的防雷接地，较常见的防雷接地装置为避雷针、避雷线和避雷器等，工作时通过向大地泄放雷电流而避免电路出现问题。接地电阻是不可避免的，电流流经接地装置必然会引起发热问题，同时电流在接地电阻上的压降将引起接地电极电位升高，在这种情况下比较容易发生设备的烧毁问题。当电流脱离接地装置在土壤中任意扩散，在地面上出现的电位梯度会使人体遭受接触电势和跨步电势的作用，因此控制接地电阻值是降低安全事故发生率的关键环节。换句话说，在接地装置中电阻越小、电流经过的速度越快、产生的热量越低、向大地扩散的速度越快威胁越小。在发电厂、变电站的实践经验中，为降低接地电阻一般采用长孔地网和方孔地网两种网格式接地。

3输电线路接地装置的防腐措施

3.1积极应用复合型材料

对于复合型材料，具体指的是将有色金属涂在碳钢表面上，通过这种方式来起到抗腐蚀的作用，当前应用比较常见的就是镀锌技术。就当前接地装置中所使用的材料来讲，大部分都是圆钢、扁钢等一些碳素钢材，以上材料具有成本低、施工简单、刚性大的应用优势。但对于铁这种材料而言，其具有化学性质活泼的特征，若处于常温常湿状态下，很容易与其他非金属性物质、盐类等产生化学反应，从而出现腐蚀问题。相比较于碳钢而言，大部分有色金属在抗腐蚀方面的性能非常好，本文所讲的复合型材料就是以碳钢作为基体，然后通过高温等一些比较特殊的工艺，将一定厚度有色金属涂在材料表面，以此来起到防腐蚀的作用。

3.2采用新型防腐技术和材料

就当前防腐技术研发现状来看，其中比较新型的有高效膨润土降阻防腐剂和导电防腐涂料。其一，对于导电性能，要求电阻率尽可能比土壤电阻率低，同时还要和需要进行保护的金属电阻率处于接近状态；其二，对于防腐性能，要求其在面对酸碱盐类的化学性溶剂具有一定的耐受性；其三，在施工工艺上，应具备操作简单、机械强度适当以及成本低的优势。在当前电力领域发展中，非金属接地材料是其最新研发出来的替代金属接地线的产品，其具有抗腐蚀能力强和导电性高的应用优势，逐渐得到当前社会大众的接受和使用。当前所使用的非金属接地产品主要材料为石墨，从工艺的角度进行分类，主要有压制和烧制。就石墨本身的性质来讲，其基本结构为碳，不会对环境造成污染，具有一定的环保型应用优势。

3.3接地线防腐处理

在开展接地线处理作业时，应重点针对容易发生腐蚀情况的输电线路接地装置所在位置进行全方位的管控，然后根据该区域地下情况以及水平接地位置进行分析，从根本上强化对容易发生腐蚀处位置的管控力度，将电化学腐蚀处理落实到实际工作中去，除此之外，应加大对接地线后期运维管理工作的重视力度，以此确保输电线路接地装置在运行期间，将防腐成效发挥出来，以此最大化体现电力设施在实际运行中的应用价值。

3.4阴极保护法

阴极保护法是根据输电线路接地装置金属性质采取的保护措施。关键在于与金属材质性质的相互结合，阴极保护法在实践中，较为常见的应用方式为牺牲阳极法以及外加电流法两种方式。牺牲阳极法的应用操作要点是根据被保护装置的抗腐蚀性，将被保护装置与其他抗腐蚀性能更差的金属相连接，通过对阳极腐蚀溶解的方式起到保护输电线接地装置的作用，从而达到提升输电线路接地装置安全性能提高的作用。在牺牲阳极法中还常将接地装置与负极相连来达到保护输电装置目的；外加电流法是在输电线接地装置外加直流电源，将被保护的输电线路转化为接地装置的一部分，与电源负极进行连接，从而极化效应得以实现提供保障，进而达到避免发生金属腐蚀目的。采取该方法的关键还应注意到土壤的特性，要对土壤的pH值、含水量做好测算和改善，从客观条件上优化接地线路的作业环境，降低腐蚀出现的可能性。

结语

总之，在进行输电线路接地装置防腐施工作业过程中，相关施工人员应对输电线路所在区域周边可能引发腐蚀问题的因素进行详细分析，然后以此为基础，提出具有一定实施可行性和针对性处理防腐问题的工作计划，最大限度提升对输电线路接地装置防腐工作的管理水平，为我国电力事业的发展奠定良好基础。

参考文献

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