5.6接地网的防腐技术.doc

接地网腐蚀与防腐措施1主要腐蚀形式（1）钢材表面的微观不均匀性会引用，电位较负的金属发生溶解而腐蚀，有的变电站新敷设的接地装置比原来起不同部位的电位差，形成腐蚀微电池； （2）两种不同金属电气连接后形成电偶腐蚀作的老接地装置腐蚀得快，其中的原因之一就是新老接地装置之间的电位差形成电偶腐蚀，新地网成为阳极被腐蚀，旧地网作为阴极获得保护；　　（3）土壤的不均匀性引起金属不同区域间产生电位差，形成客观腐蚀电池，如变电站土壤压实程度不一致，就会引起接地装置的腐蚀；　　（4）土壤中存在的微生物腐蚀变电站接地装置的防腐措施分析　　变电站接地装置一般都采取防腐措施，但方法并不一致，本文对这些防腐蚀措施进行比较分析，从而推荐出最佳防腐措施2防腐蚀的几种措施为了便于比较分析，用一个220 kV变电站接地装置例子加以说明设流过接地引下线的短路电流为31 kA，短路持续时间取0．65 s，引下线采用全电流，地网与引下线分流系数取75％3．2.1　热镀锌扁钢　　采用热镀锌扁钢是多数变电站接地装置采用的防腐措施，它主要利用高温热浸时所形成的锌合金层本身的防腐特征满足热稳定要求的扁钢截面最小为31×103×√0.65/70=357mm2,可以选取60×6的扁钢，再考虑每年平均腐蚀0．1mm，截面还应增加50％，变电站接地装置大约需要钢材24 t，材料费约为12万元。

3．2.2　铜接地装置　　美国等很多国家都用铜做变电站接地装置，这主要是考虑到变电站接地装置的重要性和铜的耐腐蚀性和稳定性我国解放前，也曾大量采用铜作为接地体，像天津塘沽110 kV变电站（解放前建）的接地网用的是铜材，至今仍合格　　据资料介绍，铜腐蚀不存在点蚀，属表面均匀腐蚀，铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的（1／5）～（1／10）从出土的几千年前的青铜器来看，铜的确具有很高的稳定性和抗腐蚀性    铜接地引下线的最小截面为31×103×√0.65/210=119mm2,考虑一定裕度，最终可选取30×5铜带，变电站接地装置约需9．5 t铜材，按1999年市场价，如果选取黄铜，材料费约为21万元，如果选取紫铜，材料费为26万元3．2.3　阴极保护法　　变电站中采用埋入电位更负的活泼金属与被保护金属偶接，从而具有减缓或阻止腐蚀的作用根据提供保护电流方式的不同，阴极保护法又可分为牺牲阳极和外加电流两种国内有的单位又将牺牲阳极法加以改进，钢体上涂上导电涂料，虽然具体实施上略有差异，但基本原理是相同的，造价也差不多　　上述220 kV变电站接地装置需不镀锌裸钢16 t，钢材费约为4．8万元，防腐费约15万元，两项主材费约为19．8万元。

3．2.4　外层保护法　　目前，国内许多单位正在研制用于变电站接地装置的导电防腐材料目前有两种材料在国内已有应用，一种是近年来用于地网防腐的KV导电防腐涂料，它是一种涂料，直接涂刷于裸钢上；另一种是降阻防蚀化学剂，主要用于岩石地区接地装置的降阻和散流，但也有单位只是将它用于防腐蚀，由于这种用途应用单位较少，加之本身有一定腐蚀性，故实用性不大由于接地网长期埋设在土壤中,运行环境恶劣,且不断受到化学和电化学腐蚀,进而极大地影响了接地网的热稳定性和电连续性 ) y" {. k( V$ ~7 \2 o$ w- M, I6 X2 I采用导电防腐涂料是一种比较经济实用的措施对于防止一般土壤的腐蚀，它和镀锌方法相比，显然有明显的优点，其寿命可达到30年以上，如果半岛以上几种方法中的二种及二种以上的防腐措施结合起来使用，即所谓的实行多重保护的方法，则接地网的防腐是可以得到根本解决的或许有人要问：能否做到在防腐的同时又有兼顾降阻呢?回答是肯定可以做到的那就是可以在使用导电防腐涂料的同时，结合利用低电阻率的辅助材料来置换接地网周围土壤的方法来达到目的在这里我们推荐使用物理降阻剂这一辅助材料来置换接地网周围的土壤，来实现在防腐的同时兼顾起降阻的作用。

7 v5 d5 h. X* H& \: v- w4 U2 X9 tc6 1997年以后一种新型的物理降阻剂问世，从而使降阻剂明显地分成化学降阻剂和物理降剂二大类型在选用降阻剂时应该分清这二类不同导电机理的降阻剂 ^8 J% h7 N1 O1 c" T) R& k( q- Q6 w3 G6 n, D' P; D 化学降阻剂无论是液态、固态还是有机、无机型的，其共同特点是以电妥质为导电主体，其导电机理类似于土壤的导电机理，邓只有在水“参予”时，电解质才能电离，从而成为导电主体当电解质浓度越高，其导电率也越大(也即电阻率越低)，降阻效果越明显然而这种导电性能不可避免地带来对金属电极的腐蚀由于其电解质含量一般占组分总含量的25%～64%，这要比一般土壤中可溶盐含量2%～5%约高出10多倍，这不能不说是造成接地装置腐蚀的主要原因由于化学降阻剂在降阻时离不开水的“参予”，这就使得在干旱缺水地工使用时，将大大减弱其降阻效果而在多雨水地区，则由于长年的雨水冲刷及地下水位的涨落，也将因电解质的流失而逐渐失去降阻能力这是化学降阻剂难以克服的自身固有的弱点8 G7 3 Q5 R1 R2 \9 f3 O) O 物理降阻剂是以非电解质的固体粉末为导电材料，并以强碱弱酸为胶凝物，这从很大程度上减轻了对金属电极的腐蚀。

同时它不受季节性雨水的影响(水只在施工时起胶凝作用)，因此其导电特性不受酸碱盐、高低温、干湿度所限，而直接靠本身的导电粉末起到降阻作用这对于干旱、少雨、高寒的地区，更容易满足接地电阻稳定性的要求化学降阻剂在失水后电阻率会升高，水泡后电阻率又下降，经冷冻后电阻率又骤然升高，这也充分说明了离子导电的特点而物理降阻剂，因是导电粉末组成的，其电阻率小于凝膜的电阻率，存放失水后电阻率反而略有下降，而在高低温状态下电阻率始终稳定在1•m以下 Q! C' A: R. o* 另外半化学降阻剂和物理降阻剂分别包在金属块的外面，与未包降阻剂的金属块同时埋于PH值为6的酸性土壤中进行对比试验60天后检查发现，没包降阻剂的金属块锈蚀严重，包以化学降阻剂金属块局部有明显的腐蚀斑点，而包以物理阻剂的金属块几乎无腐蚀斑点，这也说明了物理降阻剂对金属的腐蚀性微不足道，大大延长了接地装置的使用寿命 S$ Q4 由此可见，物理降阻剂明显优于化学降阻剂故近几年来在接地装置的降阻中有逐渐取代化学降阻剂的趋势在这里我们充分注意和利用了物理降阻剂的几乎无腐蚀性这一显著特点，使接地装置的外围再次形成一层有一定厚度的防腐层，使得接地装置在满足接地电阻的同时，更加延长了涂以导电防腐涂料的钢体本身的腐蚀年限，实现了双重保护的目的。

F# l. {* a- \% q5 S" O5 n" c, X* k$ G4 K- F8 l! k u 可能有人要问，直接用物理降阻剂不也可以达到防腐和降阻的双重目的吗?这是偏面的认识直接使用物理降阻剂，虽然对钢体实施了包围，看起来钢体不会腐蚀了，但实际上并非如此这是因为钢体相借助降阻剂层与外界的腐蚀介质完全隔离是做不到的有研究表明钢的平均腐蚀为70mg/cm２•年而形成这种腐蚀仅需要11mg/cm２•年的水和30mg/cm２•年的氧一般的外层保护大概具有190～1122mg/cm２•年的透水率和4～53mg/cm２•年氧的渗透率，因此长期以后，钢体本身阻挡不住水和氧的渗透而腐蚀何况钢体表面就是在干燥的空气中就有约2g/m２的吸附水，而在接近露点的湿空气中吸水更强约为20g/m２所以钢体表面在经过涂以导电防腐涂料后，将能抵抗外围层的水和氧的渗透而引起的腐蚀，这里的外围层实际上也起到了阻止水和氧的渗透，客观上起到了保护钢体表面涂层的使用寿命，从而延长了接地网的使用年限这就是双层的基本原理，也是兼顾降阻的一种防腐综合措施的新思路那么对于腐蚀更加严重的地区或重要设施，即复合材料(镀锌等)加上导电防腐涂料加上物理降阻剂，形成对接地装置的三重保护，足以使接地装置的运行寿命达到50年。

当然对于一般不需要降阻或土质状况较好的地区或一些低压配电网中，我们可以单独使用导电防腐涂料来防止接地网的腐蚀而对于大部分的110kV及以上的变电站，或110kV及以上的输电线路及其它电力设施，推荐采用导电防腐涂料加物理mg/cm２•年的所谓双重保护的方法据估计，这种“二合一”的双重保护的方法，其成本提高约10%，故可谓是一咱经济实用，简单易行的方法 p+ s4 E+ m6 i2 }+ w& J" l: n+ e# F" q. W% \4 E) v" l! }# S( F3 z 以上对接地装置的防腐问题，介绍了许多国内外的新技术可以设想从根本上解决接地网的腐蚀问题，真正做到一次施工，永久收益是可期望的。